УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РТУТИ ИЗ ЛЮМИНEСЦЕНТНЫХ ЛАМП Российский патент 2012 года по МПК C22B43/00 F23G5/33 

Изобретение относится к установкам для утилизации люминесцентных ламп.

Количество люминесцентных ламп и ДРЛ, используемых только в приборостроительной области, исчисляется миллионами и через 1,5-2 года выбрасывается на свалки.

В связи с этим большое практическое значение приобретает разработка и внедрение технологии извлечения дорогостоящих материалов из люминесцентных ламп и ДРЛ после окончания срока их эксплуатации, в частности технология извлечения ртути.

Разработка технологии извлечения ртути является составной частью создания ресурсосберегающей технологии и природоохранительной системы.

Ртуть (Hg) имеет атомный вес 200,59. Она мало распространена в природе: ее содержание в земной коре составляет всего 0,000005 вес.%. Изредка ртуть встречается в самородном виде, вкрапленная в горные породы, но главным образом она находится в природе в виде сульфида ртути HgS, или киновари. Ртуть - единственный металл, жидкий при обыкновенной температуре, ее плотность составляет 13,546 г/см³.

Ртуть является весьма дорогостоящим элементом. Добыча ее отличается трудоемкой технологией, которая приводит к нарушению земель по форме рельефа, т.е. к нарушению экологического равновесия. Кроме того, неутилизированные люминесцентные лампы могут приводить к попаданию паров ртути в атмосферный воздух, через почву и в воду.

Ртуть относится к веществам первого класса опасности, а ее величина ПДК составляет 0,0003 мг/м согласно СН245-71, т.е. ртуть является чрезвычайно опасным веществом, оказывающим пагубное влияние на окружающую среду и живой мир.

Каждая лампа содержит 60…120 мг ртути. Примерно 100 г ртути можно получить из 1000 ламп. Испарение такого количества ртути из разбитых ламп приводит к загрязнению 10 млн. м³ воздуха до ПДК. Переработка использованных люминесцентных ламп исключает это воздействие.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является установка утилизации по патенту РФ №2082916, F23G 5/033, содержащая блок дробления ламп, контейнер с демеркуризационным раствором (прототип).

Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая степень ресурсосбережения и очистки газов.

Технический результат - повышение эффективности и энергоресурсосбережения переработки лома и очистки газов.

Это достигается тем, что установка для извлечения ртути из люминесцентных ламп, содержащая блок дробления ламп, контейнер с демеркуризационным раствором, дополнительно содержит барабан, при вращении лопастей которого происходит измельчение стекла ламп, поступающих по транспортеру в лоток, при этом основным узлом установки является блок обезвреживания, выполненный, например, в виде миксера, в котором осуществляют непосредственно процесс обезвреживания отходов, загрузочное устройство с подвижным лотком и емкость для сбора продукта переработки, при этом миксер закреплен на основании с возможностью вращения посредством привода и опрокидывания для выгрузки продукта переработки, а емкость представляет собой контейнер, установленный на лотке с желобом для стока отработанного раствора в приемный бак и перекачку раствора посредством насоса через фильтр с засыпкой из сульфоугля типа КУ-2, затем сжигание засыпки с сульфоуглем в печи и получение металлической ртути.

На чертеже приведена схема установки для извлечения ртути из люминесцентных ламп.

Установка для извлечения ртути из люминисцентных ламп содержит барабан 13, при вращении лопастей которого происходит измельчение стекла ламп, поступающих по транспортеру 12 в лоток 14. Основным узлом установки является блок обезвреживания, выполненный, например, в виде миксера 1, в котором осуществляют непосредственно процесс обезвреживания отходов. Загрузочное устройство 2 с подвижным лотком 3 и емкость 4 для сбора продукта переработки 5 расположены в непосредственной близости от миксера. Миксер 1 закреплен на основании 6 с возможностью вращения посредством привода 7 и опрокидывания для выгрузки продукта переработки 5. Во время процесса обезвреживания миксер 1 герметично закрыт крышкой 8. Продукт переработки 5 размещен в емкости 4, представляющей собой контейнер, установленный на лотке 15 с желобом 16 для стока отработанного раствора в приемный бак 17 и перекачку раствора посредством насоса (на чертеже не показан) через фильтр 18 с засыпкой 19 из сульфоугля типа КУ-2, затем сжигание засыпки с сульфоуглем в печи 21 и получение металлической ртути, после чего сбор раствора 20 для отправки в коллектор 22 хозяйственно-фекальной канализации.

Установка для извлечения ртути из люминесцентных ламп работает следующим образом.

В блок для обезвреживания ртутьсодержаших отходов, например миксер 1, первоначально загружают измельчающую среду, например крупную гальку 9 или металлические шарики, а затем демеркуризационный раствор 10, являющийся реагентом.

Состав и удельный расход демеркуризационного раствора на одну лампу.

Раствор №1. Температура раствора 28°С, состав: перманганат калия KMnO₄ - 0,0002525 г/л, соляная кислота HCL - 0,000125 г/л, техническая вода - 0,0375 г/л.

Раствор №2. Температура раствора 28°С, состав: хлорное железо FeCL·6H₂O - 0,00625 г/л, карбонат кальция CaCO₃ - 0,0015 г/л, техническая вода - 0,0375 г/л.

После завершения загрузок всех реагентов 10 включают привод 7 вращения и производят их перемешивание в течение 20-30 минут, то есть производят предварительную подготовку обрабатывающей измельчающей среды. После чего производят загрузку отходов, например люминесцентных ламп, в миксер 1 при открытой крышке 8, из барабана 13, через лоток 14, причем каждая порция составляет одну загрузку. Количество ламп в порции и общее количество загружаемых ламп зависит от размера устройства. Так, например, для миксера объемом 2 м³ общее количество загружаемых ламп может составлять 1000 штук. Каждую загружаемую порцию отходов размалывают измельчающей средой и перемешивают с находящимися в устройстве реагентами в течение 1,5 часа. По завершении всего цикла демеркуризации образуется продукт переработки 5, представляющий собой жидкообразную массу, которую выгружают из устройства (миксера 1) в емкость 4, представляющую собой контейнер на лотке 15 с желобом 16 для стока раствора, после чего осуществляют транспортировку боя и арматуры в контейнерах 4 к линии сортировки (на чертеже не показано), а затем сбор раствора в приемный бак 17 и перекачку раствора через фильтр 18 с засыпкой 19 из сульфоугля типа КУ-2, затем сжигание засыпки с сульфоуглем в печи 21 и получение металлической ртути, после чего сбор раствора 20 для отправки в коллектор 22 хозяйственно-фекальной канализации.

Количество ртути в одной люминесцентной лампе - 0,05-0,12 г, одной ДРЛ - 1,2 г.

Можно получить количество ртути, полученное после утилизации. Так, утилизация только 72 люминесцентных ламп позволяет выделить минимум 3,6 г ртути. С учетом всех производственных помещений это уже значительная цифра и путь к созданию природоохранной системы.

В Москве за год потребляется 6000 тонн изделий только люминесцентных ламп радиоэлектронной, электротехнической и медицинской отраслей промышленности, содержащих ртуть и ее соединения. Ежегодно на свалки только люминесцентных ламп вывозится 7 млн штук.

Изобретение относится к установкам для утилизации люминесцентных ламп. Установка содержит блок дробления люминесцентных ламп и блок обезвреживания. Блок дробления выполнен в виде барабана с вращающимися лопастями для измельчения стекла ламп, транспортера и лотка для подачи стекла в блок обезвреживания. Блок обезвреживания выполнен в виде миксера для демеркуризационного раствора и обрабатывающей измельчающей среды, закрепленного на основании с возможностью вращения посредством привода и опрокидывания для выгрузки продукта переработки, емкости для сбора продукта переработки, выполненной в виде контейнера, установленного на подвижном лотке, с желобом для стока отработанного раствора, и приемного бака, выполненного с возможностью перекачки отработанного раствора посредством насоса через фильтр с засыпкой из сульфоугля КУ-2, направляемый на сжигание в печь для получения металлической ртути. Демеркуризационный раствор содержит перманганат калия KMnO₄ - 0,0002525 г/л, соляную кислоту HCL - 0,000125 г/л и техническую воду - 0,0375 г/л из расчета на утилизацию одной люминесцентной лампы, при температуре раствора 28°C. Обеспечивается повышение эффективности и энергоресурсосбережения переработки люминесцентных ламп и очистки газов. 1 ил.

Установка для извлечения ртути из люминесцентных ламп, содержащая блок дробления ламп и контейнер с демеркуризационным раствором, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит барабан, при вращении лопастей которого происходит измельчение стекла ламп, поступающих по транспортеру в лоток, при этом основным узлом установки является блок обезвреживания, выполненный, например, в виде миксера, в котором осуществляют непосредственно процесс обезвреживания отходов, загрузочное устройство с подвижным лотком и емкость для сбора продукта переработки, при этом миксер закреплен на основании с возможностью вращения посредством привода и опрокидывания для выгрузки продукта переработки, емкость представляет собой контейнер, установленный на лотке с желобом для стока отработанного раствора в приемный бак и перекачки раствора посредством насоса через фильтр с засыпкой из сульфоугля типа КУ-2, затем сжигание засыпки с сульфоуглем в печи и получение металлической ртути, а в качестве демеркуризационного раствора применяется состав из расчета на утилизацию одной люминесцентной лампы: перманганат калия KMnO₄ - 0,0002525 г/л, соляная кислота HCl - 0,000125 г/л, техническая вода - 0,0375 г/л, температура раствора 28°C.