Способ демеркуризации изделий, содержащих ртуть

 

Изобретение относится к способам утилизации изделий, содержащих ртуть или ее пары, например люминесцентных ламп. Способ осуществляют следующим образом: изделия, содержащие ртуть, разбивают и обрабатывают под слоем водного раствора полисульфидов кальция с содержанием серы 50 - 90 г/л при температуре 20 - 45^oC, затем проводят промывку отходов водным раствором полисульфидов кальция с содержанием серы 20 - 40 г/л при комнатной температуре и сортировку отходов. Предложенный способ обеспечивает замкнутый технологический цикл обработки, что предотвращает угрозу вредных выбросов в атмосферу и сточные воды. 1 табл.

Изобретение относится к технологии переработки и утилизации изделий, содержащих ртуть или ее пары, а именно к демеркуризации ртутьсодержащих осветительных ламп.

Наиболее распространенным способом демеркуризации ртути и ее паров является химический способ, включающий перевод ртути в нетоксичное соединение, например в сульфид ртути.

Известен способ удаления ртути из жидкости при хлорщелочном производстве, в котором используются ртутные катоды, при электролитическом процессе для получения хлора и каустической соды. Удаление ртути из потока щелочных растворов осуществляется осаждением солей сульфида ртути, которые образуются за счет введения в поток растворимых солей сульфида натрия, сульфида калия или полисульфидов кальция (см. Kirk Othmer. "Sncyclopedia of Chemical Technology". Thirol Edition, v. 15, r. 168 170, 1978).

При использовании данного способа существуют сложности осуществления данного процесса демеркуризации ртути, так как присутствие избытка щелочи, что неизбежно в данном процессе, способствует растворимости сульфида ртути в воде, что существенно снижает качество дезактивации ртути. Кроме того, размер осажденных частиц очень мал при данном способе, поэтому вводят флокулянты, например хлорид железа или сульфат железа.

Известен способ удаления ртути из промышленных стоков, при котором обработка сточных вод производится сульфидом или гидросульфидом натрия в присутствии флокулянта (см. Заявку Великобритании N 2089335, кл. C 02 F 1/62, 1982). Осажденный после фильтрации шлам, состоящий из сульфида ртути и флокулирующего вещества, обрабатывают промышленным стоком, переводя его из щелочного (pH 8) в кислотный (pH 2,2 2,5). При этом 80 нерастворенного материала растворяется. В нерастворенной форме остается осадок сульфида ртути, который собирают на фильтре.

Указанные способы обладают существенными недостатками: они основаны на использовании водных сред, им присущи небольшие скорости реакции и постоянно существует необходимость очистки сточных вод от использующихся в технологическом процессе детергентов. Кроме того, сложность проведения технологического процесса демеркуризации промышленных стоков не позволяет использовать его при утилизации изделий, содержащих ртуть.

Известен способ демеркуризации стеклоотходов электро(радио)ламп, включающий промывку стеклоотходов люминесцентных ламп водой при перемешивании. Затем оставшуюся ртуть на стенках стеклоотходов промывают серной кислотой и повторно обрабатывают водой (см. Заявку Японии N 52-48577, кл. C 22 B 43/00, 1977). После обработки стеклоотходы складируются, а отработанные вода и кислота после придания pH нейтрального значения и отфильтровки проходят очистку методом ионной абсорбции, для повторного использования. Для данного способа также характерны небольшие скорости реакции и сложность очистки сточных вод для повторного использования.

Наиболее близким по технической сущности, принятым за ближайший аналог, является способ демеркуризации изделий, содержащих ртуть или пары ртути (см. Заявку RCT N 92-13976, кл. C 22 B 43/00, 1992). Изделия, содержащие ртуть, загружаются в контейнер, заполненный демеркуризационной жидкостью, которая преобразует ртуть и ее пары в менее токсичное соединение, например в сульфид ртути. В контейнере изделия разбивают под слоем демеркуризационной жидкости, которая обеспечивает захват ртути. Затем контейнер освобождают. Содержимое контейнера подают в центральное устройство, в котором жидкость отделяют от преобразованной ртути и остатков изделий. После отвода жидкости содержимое центрального устройства промывают промывочной жидкостью, представляющей кислую среду, содержащую биологические очищающий агент pH 6. Из отведенных демеркуризационной и промывной жидкостей отделяют преобразованную ртуть фильтрованием. Промытые отходы подаются на утилизацию. Указанный способ обладает следующими существенными недостатками: раздельность обработки демеркуризационной и промывочной жидкостями, использование дополнительного, вспомогательного оборудования для демеркуризационной жидкости и промывочной жидкости, наличие линий сброса. Указанные недостатки усложняют технологию обработки изделий, содержащих ртуть. Кроме того, технологическая линия не замкнута, что увеличивает вероятность вредных выбросов в атмосферу и сточные воды.

Техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является повышение эффективности процесса утилизации ртутьсодержащих изделий без нарушения экологического аспекта.

Сущность изобретения заключается в следующем: при демеркуризации изделий, содержащих ртуть, разрушение и обработку изделий проводят под слоем водного раствора полисульфидов кальция с содержанием серы 50 90 г/л при температуре 20 45^oС, а промывку отходов проводят водным раствором полисульфидов кальция с содержанием серы 20 40 г/л при комнатной температуре.

Преимущество предложенного способа в том, что разрушение и обработка изделий, содержащих ртуть, под слоем водного раствора полисульфидов кальция с содержанием серы 50 90 г/л при температуре 20 45^oC позволяет после разрушения изделия мгновенно преобразовать ртуть в сульфид ртути, при этом образуется практически нерастворимый осадок, который удаляется из раствора для последующей утилизации. Промывка отходов водным раствором полисульфидов кальция с содержанием серы 20 40 г/л при комнатной температуре позволяет получить практически чистые отходы, а именно на стенках отходов содержание ртути в несколько раз ниже предельно допустимых концентраций (ПДК) (см. таблицу).

В данном способе демеркуризации изделий, содержащих ртуть, в качестве промывочной жидкости используется отработанный раствор демеркуризационной жидкости (водный раствор полисульфидов кальция), предварительно очищенный от сульфида ртути, что позволяет осуществлять замкнутый технологический цикл работы без выбросов в атмосферу и стоков в канализацию (см. таблицу).

Способ демеркуризации изделий, содержащих ртуть, осуществляется следующим образом. В демеркуризатор, заполненный водным раствором полисульфидов кальция с содержанием серы 50 90 г/л, при температуре 20 45^oC последовательно загружаются изделия, содержащие ртуть или ее пары, например люминесцентные лампы. Под слоем демеркуризационного раствора проводится разрушение изделий и их обработка. Процесс демеркуризации изделий обрабатываемым раствором завершается через 3 5 мин после разрушения последнего изделия обрабатываемой партии.

Отработанный демеркуризационный раствор сливается из демеркуризатора, очищается от сульфида ртути и поступает в накопительную емкость, из которой подается на приготовление промывочной жидкости и частично для приготовления нового демеркуризационного раствора. Образовавшиеся отходы изделий обрабатывают промывочной жидкостью в том же демеркуризаторе. В качестве промывочной жидкости используется водный раствор полисульфидов кальция с содержанием серы 20 40 г/л. Промывка отходов изделий проводится в демеркуризаторе до полного удаления остатков сульфида ртути при комнатной температуре. Обработанные отходы после удаления промывочного раствора просушиваются и сортируются. Отработанный промывочный раствор из демеркуризатора подается на фильтрующее устройство и после очистки поступает в накопительную емкость.

Полученные отходы: стекло, металл, сульфид ртути или смесь сульфида ртути с люминофором складируется и могут быть использованы для вторичного производства.

Предложенный способ демеркуризации изделий, содержащих ртуть, осуществляют на установке НПО "ЭНЭКО".

В таблице приведены режимы работы установки и результаты проведенных анализов воздушной среды и отходов обрабатываемых изделий с помощью прибора АГП-01.

Эти результаты показывают высокую эффективность предложенного способа демеркуризации. Низкие значения содержания ртути на поверхности отходов стеклобоя и металлических колпачков позволяют использовать их в качестве вторичного сырья. Предложенный способ позволяет осуществлять замкнутый цикл работы без выбросов в атмосферу и стоков в канализацию.

Формула изобретения

Способ демеркуризации изделий, содержащих ртуть, включающий разрушение в обработку изделий под слоем демеркуризационного раствора, промывку и сортировку отходов, отличающийся тем, что разрушение и обработку изделий проводят под слоем водного раствора полисульфидов кальция с содержанием серы 50 90 г/л при 20 45^oС, а промывку отходов проводят водным раствором полисульфидов кальция с содержанием серы 20 40 г/л при комнатной температуре.

РИСУНКИ

Рисунок 1