Способ утилизации ртутьсодержащих ламп и устройство для его осуществления



Способ утилизации ртутьсодержащих ламп и устройство для его осуществления
Способ утилизации ртутьсодержащих ламп и устройство для его осуществления

 


Владельцы патента RU 2485192:

Тимошин Владимир Николаевич (RU)
Макарченко Георгий Васильевич (RU)

Изобретение относится к способу и устройству для утилизации отработавших люминесцентных ламп. Способ включает их ввод в измельчитель, измельчение, разделение металлических цоколей и боя стекла, содержащего люминофор и ртуть, и стабилизацию ртути в сульфидной форме. Подогретый раствор полисульфида кальция вводят в измельчитель капельным путем одновременно с вводом ламп. Установка содержит узел сульфидирования и сепарации и узел очистки технологического воздуха. Узел сульфидирования и сепарации содержит обечайку с крышкой, соединенную со сборником стекломассы и снабженную отверстием, соединенным с приемником цоколей, разгонную трубу, установленную наклонно к крышке, расходную емкость с раствором демеркуризатора, соединенную с патрубком для ввода раствора демеркуризатора капельным путем на крышке, измельчитель и решетку, установленную под измельчителем, в центральной части которой установлен открытый с двух сторон усеченный конус с вершиной, направленной вверх, причем емкость снабжена подогревателем раствора, а узел очистки технологического воздуха подсоединен к разгонной трубе. Обеспечивается упрощение технологии, сокращение длительности процесса и повышение степени утилизации отходов. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для утилизации ртутьсодержащих отходов, в частности, отработавших или неисправных люминесцентных ламп.

Известен способ демеркуризации ртутьсодержащих отходов, в котором отходы смешивают с окислителем, содержащим активный хлор, вводят воду и выдерживают смесь, которую затем обрабатывают раствором полисульфида кальция (см. патент RU 2400545, 2010 (1)). К недостаткам способа относятся многостадийность процесса с образованием промежуточных продуктов, наличие большого количества растворов и необходимость их нейтрализации и обезвреживания, а также длительность и нетехнологичность процесса.

Наиболее близким к заявленному способу является известный из патента RU 2044087, 1995 (2) способ одностадийного обезвреживания и разделения на компоненты ртутьсодержащих ламп, включающий их ввод в измельчитель, измельчение, разделение металлических цоколей и боя стекла, содержащего люминофор и ртуть, и стабилизацию ртути в сульфидной форме.

Недостатками известного способа является многостадийность и сложность процесса.

Наиболее близким к заявленному устройству является известное из (2) устройство утилизации ртутьсодержащих ламп, включающее узел сульфидирования и сепарации и узел очистки технологического воздуха.

Недостатком известного устройства является необходимость использовать отдельные блоки для измельчения и для демеркуризации.

Задачей заявленного изобретения является упрощение технологии, сокращение длительности процесса демеркуризации и более полная утилизация отходов.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе одностадийного обезвреживания и разделения на компоненты ртутьсодержащих ламп, включающем их ввод в измельчитель, измельчение, разделение металлических цоколей и боя стекла, содержащего люминофор и ртуть, и стабилизацию ртути в сульфидной форме, согласно изобретению вводят подогретый раствор полисульфида кальция в измельчитель капельным путем одновременно с вводом ламп.

Раствор вводят дозировано в объеме, не превышающем 2 мл на лампу, а полисульфид кальция разлагается в условиях влажной теплой среды с выделением высокоактивных сероводорода и серы и с выделением тепла, обеспечивающего нагрев и высыхание массы стеклобоя.

Поставленная задача также решается за счет того, что в установке утилизации ртутьсодержащих ламп, включающей узел сульфидирования и сепарации и узел очистки технологического воздуха, согласно изобретению узел сульфидирования и сепарации содержит обечайку с крышкой, соединенную со сборником стекломассы и снабженную отверстием, соединенным с приемником цоколей, разгонную трубу, установленную наклонно к крышке, расходную емкость с раствором демеркуризатора, соединенную с патрубком на крышке, измельчитель и решетку, установленную под измельчителем, в центральной части которой установлен открытый с двух сторон усеченный конус с вершиной, направленной вверх, причем емкость снабжена подогревателем раствора, а узел очистки технологического воздуха подсоединен к разгонной трубе.

Обечайка снабжена верхним фланцем, обеспечивающим крепление крышки, и нижним фланцем, обеспечивающим крепление сборника стекломассы.

В патрубок вставлена подложка из гидрофобного материала.

Измельчитель выполнен в виде вращающихся ударных элементов и установлен под фланцем.

На фиг.1 показан общий вид установки, на фиг.2 - узел ввода ламп (вид А фиг.1).

Установка включает узел 1 сульфидирования и сепарации и узел 2 очистки технологического воздуха. Узел 1 сульфидирования и сепарации представляет собой стальную обечайку 3, снабженную верхним и нижним фланцами 4 и 5 соответственно. Верхний фланец 4 предназначен для крепления крышки 6 с размещенными на ней технологическими аппаратами, а нижний фланец 5 - для крепления самой обечайки к расположенному под ней сборнику 7 стекломассы.

В нижней части обечайки 3 вварена сепарационная решетка 8, предназначенная для разделения измельченного стекла, поступающего в сборник 7 стекломассы, и задержки металлических цоколей. В центре сепарационной решетки приварен вершиной, направленной вверх, открытый с двух сторон конус 9, по которому вертикальные вихревые потоки поднимаются вверх в зону низкого давления. Таким образом поддерживается непрерывный влажный вихрь внутри обечайки.

На боковой поверхности обечайки 3 над сепарационной решеткой 8 размещено отверстие с заслонкой 10 для выпуска цоколей, приводимой в движение пневмоцилиндром 11.

В центре крышки 6, крепящейся к верхнему фланцу 4 обечайки 3 при помощи болтовых соединений, аналогичным образом прикреплен фланцевый электродвигатель 12, вал которого через отверстие в крышке входит внутрь обечайки над конусом 9. К ступице 13, насаженной на вал электродвигателя, крепится измельчитель 14, выполненный в виде съемных ударных элементов (стальные цепи, тросы или стержни), предназначенных для измельчения ламп и горелок и создающих за счет вертикального перемещения через конус воздушных потоков мощные горизонтальные вихри.

Ближе к периферии крышки в нее наклонно вварена разгонная труба 15. В верхней части труба 15 заканчивается конусом с патрубком, в который в свою очередь вварен патрубок для подсоединения к узлу 2 очистки технологического воздуха.

Перед разгонной трубой 15 в крышку 3 вварен патрубок 16 в виде воронки, предназначенный для поступления раствора демеркуризатора внутрь обечайки 3. В патрубок 16 вставлена подложка из гидрофобного материала. На крышке на двух стойках размещается емкость 17 с раствором демеркуризатора. Емкость 17 оборудована ТЭНом 18 для подогрева раствора, манометром, термометром, предохранительным клапаном и баллоном 19 с азотом, создающим необходимое давление.

Установка работает следующим образом.

Прямые люминесцентные, бактерицидные лампы, лампы для загара, трубки, горелки, стекло термометров без ртути и т.п. изделия вводят в разгонную трубу 15, где они приобретают некоторое ускорение за счет того, что в трубу 15 также втягивается воздух, который, пройдя по трубе 15, удаляется затем в узел 2 очистки технологического воздуха. Втягиваемый в трубу 15 воздух не доходит до измельчителя 14, что позволяет создать в момент измельчения лампы специфическую влажную среду. Угол, под которым вводятся лампы и другие стеклянные изделия, подобран таким образом, чтобы вращающиеся цепи измельчителя 14 втаскивали лампу внутрь и она находилась в зоне измельчения как можно дольше, позволяя достигать насыпной плотности измельченного стекла до 1,5 кг/дм3, что очень важно для дальнейшего его использования в качестве наполнителя в бетонных изделиях без дополнительного дробления.

Одновременно с вводом лампы через патрубок 16 из емкости 17 поступает нагретый до 50-70°С демеркуризационный препарат. Нагрев раствора осуществляется от стандартного ТЭНа 18 из нержавеющей стали. Раствор поступает частыми каплями и собирается на гидрофобной пористой подложке, вставленной в патрубок 16. При вводе лампы и частичном перекрытии ею сечения разгонной трубы 15 разрежение в аппарате возрастает, за счет чего собранный за время, истекшее после предыдущей загрузки (3-5 с), на гидрофобном материале раствор просасывается и участвует в процессе смачивания измельчаемого материала. Раствор поступает из емкости 17 под давлением около 1 атм, создаваемым азотом, поступающим из баллона 19 через редуктор. Раствор вводят в объеме, не превышающем 2 мл на лампу.

За счет того, что засасываемый в разгонную трубу 15 воздух не доходит до измельчителя 14, а удаляется в узел 2, в обечайке 3 всегда поддерживается 100% влажность воздуха. В свою очередь вихревой поток, создаваемый звеньями цепи, вращает измельчаемую массу и через отверстия в сепарационной решетке 8 направляет в сборник 7 стекломассы. При этом вихревой поток продолжает вращать прошедшую через отверстия в решетке 8 измельченную и смоченную в растворе стекломассу в сборнике 7. Это происходит из-за того, что отверстия в решетке 8 сделаны только в кольцевом зазоре, а в открытый центр решетки 8 вварен стальной конус 9, через отверстия которого осуществляется непрерывная вертикальная циркуляция воздуха в обечайке 3, облегчаемая постоянным наличием в аппарате вакуума.

Металлические цоколи, вращаясь в вихревых потоках, не могут выйти из обечайки 3 через отверстия в решетке 8, они бьются о стенки обечайки 3 и освобождаются от электроизоляционных материалов. При накоплении 10-20 цоколей включают пневмоцилиндр 11, запитанный от того же баллона 19 со сжатым азотом, и цоколи удаляются через боковое отверстие в стенке обечайки 3 в приемник цоколей. Цоколи выходят в виде, пригодном для непосредственной сдачи в пункты приема черных и цветных металлов. При наполнении приемника цоколей он удаляется из-под обечайки 3 и заменяется новым. В смоченном стекле во время нахождения в технологическом сборнике протекают экзотермические реакции, в результате чего стекломасса нагревается на 10-20°С. Эти же процессы продолжаются и в сборниках, удаленных из-под аппарата до полного высыхания стекломассы. Раствор препарата обладает вяжущими свойствами, поэтому люминофор прочно соединяется с измельченным стеклом и представляет собой единый продукт.

Таким образом, в результате обезвреживания ламп получаются чистые цоколи с удаленными электроизоляционными материалами и измельченное до насыпной плотности 1,25 кг/дм3 стекло с включением продукта сульфидирования и минерализации люминофора с содержанием HgS в продукте 0,03%.

Все полученные в результате обезвреживания продукты являются сырьем. Цоколи - лом черных и цветных металлов, измельченное стекло с включением продукта минерализации люминофора - наполнитель в бетонных изделиях.

1. Способ утилизации ртутьсодержащих ламп путем одностадийного обезвреживания и разделения ламп на компоненты, включающий их ввод в измельчитель, измельчение, разделение металлических цоколей и боя стекла, содержащего люминофор и ртуть, и стабилизацию ртути в сульфидной форме, отличающийся тем, что в измельчитель вводят подогретый раствор полисульфида кальция капельным путем одновременно с вводом ламп.

2. Способ по п.2, отличающийся тем, что раствор полисульфида кальция вводят дозированно объемом, не превышающим 2 мл на лампу, с обеспечением его разложения в условиях влажной теплой среды и выделения высокоактивных сероводорода и серы и с выделением тепла для обеспечения нагрева и высыхания массы стеклобоя.

3. Установка для утилизации ртутьсодержащих ламп, содержащая узел сульфидирования и сепарации и узел очистки технологического воздуха, отличающаяся тем, что узел сульфидирования и сепарации содержит обечайку с крышкой, соединенную со сборником стекломассы и снабженную отверстием, соединенным с приемником цоколей, разгонную трубу, установленную наклонно к крышке, расходную емкость с раствором демеркуризатора в виде полисульфида кальция, соединенную с патрубком для подачи упомянутого раствора капельным путем на крышке, измельчитель и решетку, установленную под измельчителем, в центральной части которой установлен открытый с двух сторон усеченный конус с вершиной, направленной вверх, причем емкость снабжена подогревателем раствора, а узел очистки технологического воздуха подсоединен к разгонной трубе.

4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что обечайка снабжена верхним фланцем, обеспечивающим крепление крышки, и нижним фланцем, обеспечивающим крепление сборника стекломассы.

5. Установка по п.3, отличающаяся тем, что в патрубок вставлена подложка из гидрофобного материала.

6. Установка по п.3, отличающаяся тем, что измельчитель выполнен в виде вращающихся ударных элементов и установлен под фланцем.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к составам, предназначенным для очистки от ртути (демеркуризации) различных объектов, в частности жилых и административных помещений, учреждений здравоохранения, школ, дошкольных учреждений, ртутное загрязнение которых обусловлено разрушением ртутьсодержащих изделий.
Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для утилизации отработанных и дефектных люминесцентных ламп и приборов, содержащих ртуть.

Изобретение относится к установкам для утилизации люминесцентных ламп. .
Изобретение относится к области сорбционной технологии извлечения золота из растворов, полученных в результате цианидного выщелачивания золотосодержащих рудных продуктов.
Изобретение относится к области сорбционной технологии извлечения золота из растворов, полученных в результате цианидного выщелачивания золотосодержащих рудных продуктов.

Изобретение относится к установкам для утилизации люминесцентных ламп. .

Изобретение относится к установкам для утилизации люминесцентных ламп. .

Изобретение относится к способу извлечения ртути из твердых отходов производства. .

Изобретение относится к способу переработки отходов таллиевой амальгамы. .

Изобретение относится к способу обезвреживания отработанных ртутьсодержащих люминесцентных ламп. Способ включает соединение внутреннего объема лампы и объема емкости с демеркуризатором с обеспечением контакта паров ртути с демеркуризатором и проведение процесса демеркуризации в объеме лампы. При этом емкость с демеркуризатором размещают в цоколе лампы. Процесс демеркуризации проводят в едином герметичном объеме, образованном внутренними объемами лампы и емкости с демеркуризатором соединением объемов лампы и емкости с демеркуризатором, путем разрушения разделяющей их перегородки из легкоплавкого материала и с повышением давления в емкости с демеркуризатором. Технический результат изобретения заключается в обеспечении возможности утилизации лампы на месте после выхода ее из строя, повышении безопасности и упрощении утилизации ламп. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к установкам для утилизации люминесцентных ламп. Установка содержит блок дробления ламп, контейнер с демеркуризационным раствором, блок обезвреживания, выполненный в виде миксера для обезвреживания отходов, закрепленного на основании с возможностью вращения посредством привода и опрокидывания для выгрузки продукта переработки, загрузочное устройство с подвижным лотком, емкость для сбора продукта переработки, выполненную в виде контейнера, установленного 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, и печь для сжигания засыпки с сульфоуглем и получения металлической ртути, Блок дробления ламп выполнен в виде установки непрерывного действия для получения тонкодисперсного порошка из стеклобоя, содержащей приемный бункер, щековую дробилку для первичного дробления, винтовой конвейер для подачи продукта в элеватор, планетарную мельницу, выполненную с возможностью извлечения из нее измельченного продукта воздушным потоком, трубопроводы для направления измельченного продукта в сепаратор, в котором воздушный поток закручивается наклонными лопастями с возможностью разделения материала по крупности посредством возникающей центробежной силы, возвращения грубого материала в мельницу и направления тонкого продукта в циклон для сбора значительной части готового продукта и подачи его через шлюзовой затвор по трубопроводу в приемную емкость. Обеспечивается повышение эффективности и энерго- и ресурсосбережения переработки лома и очистки газов. 2 ил.

Изобретение относится к способу переработки золотосодержащих руд с примесями ртути. Способ включает измельчение исходного материала, цианидное выщелачивание с получением продуктивного раствора золота с примесями ртути, введение сульфидсодержащего реагента для осаждения ртути, сорбцию золота на активированный уголь с возвратом оборотного цианидного раствора на выщелачивание, десорбцию золота и электролиз золота из десорбата. Сульфидсодержащий реагент вводят в виде водного раствора смеси сульфида натрия и окиси кальция при их массовом соотношении 4,3-4,4 на 900-1100 массовых частей оборотного цианидного раствора. После выделения ртути в виде труднорастворимого осадка суспензию разделяют с получением осветленного раствора, из которого проводят сорбцию золота на активированный уголь. Техническим результатом является практически полное отделение ртути без отрицательного влияния на сорбцию золота. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.
Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для утилизации отработанных и дефектных люминесцентных ламп. Способ демеркуризации отработанных люминесцентных ламп включает разрушение ламп и виброочистку лампового боя от люминофора. При этом разрушение ламп осуществляют до крупности частиц стекла не более 8 мм. После разрушения люминесцентных ламп цоколи ламп отделяют от стекла на вибрирующей решетке и удаляют в сборник, который направляют в демеркуризационно-отжиговую электрическую печь. Термическую обработку цоколей проводят при температуре до 100ºС и времени выдержки не менее 30 минут. Отделение люминофора от стекла осуществляют путем выдувания его в противоточно-движущейся системе «стеклобой-воздух» в условиях вибрации. Технический результат - повышение эффективности и энергоресурсосбережения переработки люминесцентных ламп, удешевление и упрощение технологии утилизации.
Изобретение относится к переработке ртутьсодержащих отходов и может быть использовано для утилизации люминесцентных ламп, а также иных устройств, содержащих ртуть, находящуюся в стеклянной оболочке. Эта оболочка, в свою очередь, может быть заключена во внешний корпус из пластмассы, дерева или других материалов. Способ включает совместный размол отходов с порошком серы и измельчающей средой во вращающемся реакторе для связывания металлической ртути в водонерастворимое соединение. В качестве измельчающей среды используют серный колчедан фракции 50-150 мм, одновременно являющийся агентом, связывающим ртуть в ионизированной и нейтральной формах. При этом перед совместным размолом смесь порошка серы, серного колчедана и воды предварительно гомогенизируют и заполняют реактор азотом, подаваемым со скоростью 7,5-8,5 м3/час, в количестве, по меньшей мере, в 50 раз меньше массы порошка серы. Далее загружают ртутьсодержащие отходы и размол ведут до полного связывания металлической ртути в водонерастворимое соединение HgS. Техническим результатом является упрощение технологии и повышение безопасности процесса переработки. 2 табл.
Изобретение относится к переработке ртутьсодержащих отходов и может быть использовано для экологически безопасной утилизации люминесцентных ламп, а также ртутных термометров, барометров, выключателей и иных устройств, содержащих ртуть, находящуюся в стеклянной оболочке. Эта оболочка, в свою очередь, может быть заключена во внешний корпус из пластмассы, дерева или других материалов. Во вращающийся реактор загружают смесь порошка серы, гранул флотационного серного колчедана марки КСФ-4 в смеси со щебнем фракции 20-70 мм или кирпичной крошкой, одновременно являющихся агентом, связывающим ртуть в ионизированной и нейтральной формах, взятых в соотношении 1:9 по весу, и воды. Далее смесь гомогенизируют со скоростью вращения 20 об/мин, подают аргон со скоростью 5,5-6,5 м3/ч и затем загружают ртутьсодержащие отходы в количестве по меньшей мере в 50 раз меньше массы порошка серы. Размол отходов ведут до полного связывания металлической ртути в водонерастворимое соединение HgS. Техническим результатом является упрощение технологии, повышение экологической безопасности процесса. 2 табл.

Группа изобретений относится к утилизации твердых ртутьсодержащих отходов, в частности люминесцентных ламп. Способ утилизации твердых ртутьсодержащих отходов включает стадию окисления с последующей выдержкой, обработку смеси отходов с демеркуризационным раствором полисульфида щелочного металла с последующим выдерживанием реакционной смеси. Причем отходы разделяют на две части. Одну из частей, содержащую измельченные отходы, обрабатывают окислителем, а затем демеркуризационным йодно-спиртовым раствором или раствором сернистого натрия. Вторую часть отходов в виде аэросмеси пропускают через нанопористый углеродный сорбент НУМС-J. Устройство для утилизации ртутьсодержащих отходов содержит узел загрузки и измельчения, узел очистки и узел аэросмеси. Узел очистки выполнен в виде усеченного конуса, соединенного фланцем с цилиндрической емкостью с перфорированным шнеком, снабженным вентилем слива раствора, а верхняя часть перфорированного шнека снабжена выгрузочным фланцем для отвода в бункер-накопитель. Узел аэросмеси выполнен в виде адсорбера колонного типа с нанопористым углеродным сорбентом НУМС-J. Обеспечивается снижение концентрации паров ртути в воздухе и водной вытяжке до уровня ПДК, обезвреживание твердых отходов компактных люминесцентных ламп до IV класса опасности. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 пр.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для утилизации отработанных и дефектных люминесцентных ламп. Способ демеркуризации люминесцентных ламп включает их разрушение и обработку отходов под слоем предварительно приготовленного демеркуризационного раствора, промывку и сортировку отходов. При этом демеркуризационный раствор приготавливают путем синтеза полисульфида кальция, образующегося в демеркуризаторе при температуре 50°C из извести и серы при соотношении 1:2 с концентрацией серы 51-100 г/л. Причем в раствор добавляют 5% от массы извести анионактивного ПАВ в виде алкилсульфата и 10% от массы извести неионогенного ПАВ в виде синтанола (оксиэтилированного спирта). После обработки отходов проводят слив отработанного раствора из демеркуризатора, его очистку от сульфида ртути и поступление в накопительную емкость, из которой очищенный раствор подают на приготовление промывочной жидкости. Техническим результатом является обеспечение полноты десорбции ртути с поверхности стеклоизделия, предотвращение разложения полисульфада кальция в процессе предварительного хранения перед использованием, повышение экологической чистоты и эффективности утилизации люминесцентных ламп за счет обеспечения замкнутого цикла утилизации.3 табл.
Изобретение относится к охране окружающей среды при производстве и использовании металлической ртути и ее соединений и предназначено для иммобилизации в составе твердых ртутьсодержащих отходов (кирпич, бетон, грунты и т.п.). Способ иммобилизации ртути в твердых отходах, содержащих оксид ртути и металлическую ртуть, включает окисление металлической ртути водным раствором перекиси водорода и осаждение ртути в виде основного карбоната двухвалентной ртути (HgCO3·2HgO). При этом осаждение ртути одновременно с окислением или после окисления проводят путем обработки отходов углекислым газом в автоклаве под давлением 15-20 атм при температуре 40-50°С в течение 4-5 часов. Техническим результатом изобретения является снижение расхода реагентов и исключение образования вторичных отходов. 2 з.п. ф-лы, 3 табл., 3 пр.

Изобретение относится к установкам для утилизации люминесцентных ламп. Установка для извлечения содержит блок дробления ламп, контейнер с демеркуризационным раствором, 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. Фильтр выполнен с насадкой для засыпки в виде трех коаксмиально расположенных полусфер, соединенных между собой с зазором крепежным элементом через кольца, на которых между полусферами закреплены гофрированные элементы с формообразующей поверхностью, эквидистантной полусферическим поверхностям. Обеспечивается повышение эффективности и энерго-ресурсосбережения переработки лома и очистки газов. 4 ил.
Наверх