Способ очистки грунтов и шламов от загрязнений металлической ртутью

Изобретение относится к области разделения материалов, а именно к способам комплексной очистки грунтов и шламов, загрязненных ртутью, и может быть использовано для выделения металлической ртути, а также амальгамы и других соединений ртути. Способ очистки грунтов и шламов от загрязнений металлической ртутью включает выделение фракции крупностью менее 10 мм, формирование на ее основе пульпы, разделение пульпы на компоненты и отделение металлической ртути. Пульпу разделяют на компоненты в отсадочной машине с постелью из стальной дроби размером 1,8-2,2 мм, расположенной над решеткой с размером ячеек от 0,5-1,0 мм. Металлическую ртуть отделяют путем отстаивания нижнего слива отсадочной машины. Под постель отсадочной машины с частотой 130-350 раз/мин подают воду со скоростью 15-20 м32⋅ч. Технический результат - повышение качества очистки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к области разделения материалов, а именно к способам комплексной очистки грунтов и шламов, загрязненных ртутью, и может быть использовано для выделения металлической ртути, а также амальгамы и других соединений ртути.

По данным Доклада «Оценка поступлений ртути в окружающую среду с территории Российской Федерации», подготовленного для Совета стран Арктики по проблемам предотвращения загрязнения Арктики (АСАР) в 2005 году, на территории России хранится 1.1 млн т ртутьсодержащих отходов. 58% всей массы отходов характеризуется содержанием ртути в 10-30 мг/кг, около 12% содержат ртуть от 100 до 5000 мг/кг и 30% содержат ртуть более 5000 мг/кг. Количество ртути в грунтах и отвалах промышленных предприятий оценивается в 3000 т, в отвалах, хвостах обогащения, шламонакопителях золотодобывающей промышленности накоплено до 6000 т ртути. По опубликованным данным, ежегодно из мест хранения отходов промышленных предприятий в почвогрунты поступает до 50 т, в воздух - до 3.5 т ртути.

За весь период добычи золота в России в окружающую среду могло поступить 6350-6690 т ртути, из них 6125-6660 т за счет потерь при амальгамировании и 230-245 т в результате извлечения с золотосодержащими рудами и породами. Как показывают результаты исследований, наиболее сильное ртутное загрязнение наблюдается вблизи золотоизвлекательных фабрик, где ртуть непосредственно использовалась в технологических процессах. Так, было установлено, что содержание ртути в объектах окружающей среды может превышать предельно допустимую концентрацию (ПДК) в 4-100 раз. Чрезвычайно высокие концентрации ртути в 1000-2000 мг/кг (50-100 ПДК для почв) зарегистрированы в хвостах обогащения и загрязненных грунтах вблизи установок по получению и переработке золотосодержащих концентратов. В ряде районов (Красноярск, Чита, Благовещенск, Хабаровск) разрабатываются и применяются технологии по утилизации такого сырья с выделением золота и ртути.

Техногенные аварии различного характера, вывод из эксплуатации и демонтаж объектов, загрязненных ртутью, привели к появлению территорий, почвогрунты которых оказались загрязнены тяжелыми металлами, в частности ртутью. Попадая в окружающую среду, ртуть участвует в процессах миграции, оказывая длительное негативное влияние на экосистемы. Почвогрунты, загрязненные металлической ртутью, представляют не меньшую опасность: токсичность паров, высокая вероятность их конвективного переноса и, как следствие, последующее осаждение и распространение загрязнения на прилегающие и удаленные территории.

В связи с этим очевидна необходимость разработки надежных высокоэффективных методов очистки грунтов и шламов и последующей рекультивации загрязненных территорий.

Из уровня техники известна поточная линия переработки металлоносных песков для обогащения труднообогатимых золотосодержащих руд и россыпей с попутным выделением металлической ртути, включающая дезинтегрирующий классификатор, устройство первичного обогащения, гравитационный концентратор, накопители, насосную систему, концентратор, устройство для возгонки ртути в замкнутом цикле и устройство для плавки золота с абсорбером. В известной линии накопитель первичной стадии обогащения снабжен кассетами амальгамации, а насосная система установлена с возможностью подачи тяжелых минералов первичной стадии обогащения после их амальгамации в распределитель потоков пульпы гравитационного концентратора, выполненного с накопителем минеральных включений, сорбировавших ртуть, и накопителем магнитной фракции, имеющими кассеты амальгамации (см. патент RU 2160165, кл. В03В 9/00, С22В 11/10, опубл. 10.12.2000). Недостатком известного технического решения является то, что оно не позволяет производить очистку от ртути грунтов и шламов.

Из уровня техники также известен мобильный комплекс для переработки и утилизации техногенных отходов предприятий по получению драгоценных металлов, углеобогатительных фабрик (хвостов, шламохранилищ) и т.п., которые наряду с драгоценными металлами могут содержать ртуть (амальгаму) и другие тяжелые металлы (Горная промышленность, 2009, №4, с. 42-49), выполняющий следующие операции:

- выделение крупнокусковой фракции (больше 50 мм);

- выделение фракции размером от 2 до 50 мм и приготовление пульпы из оставшейся части материала путем смешения его с оборотной водой;

- дезинтеграция почвенных агрегатов, диспергирование пульпы;

- гидроклассификация пульпы с получением мелкодисперсной фракции и песковых фракций, представляющих смесь минералов, драгоценных металлов, металлической ртути, в том числе амальгамы, а также других тяжелых металлов;

- концентрирование песковых фракций и выделение из них драгоценных металлов, металлической ртути, в том числе амальгамы, и других тяжелых металлов;

- отстаивание, флокуляция и сгущение мелкодисперсной фракции, полученной на стадиях гидроклассификации и концентрирования путем добавления флокулянта;

- очистка оборотной воды от механических взвесей и растворимых форм тяжелых металлов.

Полученную в результате переработки сгущенную мелкодисперсную фракцию направляют в отвал. Выделенные на стадии очистки оборотной воды загрязняющие вещества направляют на хранение и утилизацию токсических веществ.

К недостаткам известного решения относится следующее:

- выделение металлической ртути (амальгамы) проводится после гидроклассификации пульпы, что может приводить к попаданию их в чистые фракции;

- применение химических реагентов для сгущения мелкодисперсной фракции увеличивает объем промывных вод и, соответственно, материальные затраты;

- способ непригоден для очистки грунтов и шламов вследствие значительных различий их минералогического и гранулометрического составов от составов отходов обогатительных производств.

Известен способ очистки радиоактивно загрязненных грунтов (Атомная энергия, 2007, т. 103, вып. 6, с. 381-387), включающий следующие операции:

- отбор почвогрунтов с загрязненной территории;

- выделение фракции больше 100 мм;

- дезинтеграция (разрушение) почвенных агрегатов и приготовление пульпы;

- выделение фракции от 3 до 100 мм и фракции меньше 3 мм;

- гидроклассификация (водно-гравитационная сепарация) пульпы на песковую и мелкодисперсную фракции с размером частиц больше 0,1 мм и меньше 0,1 мм соответственно;

- флокуляция с участием химических реагентов, сгущение, обезвоживание мелкодисперсной фракции;

- очистка оборотной воды;

- захоронение обезвоженной мелкодисперсной фракции, содержащей радионуклиды.

Недостатками этого способа являются попадание в песковую фракцию ртути в виде мелких капель, а также применение химических реагентов для сгущения мелкодисперсной фракции, что увеличивает объем промывных вод и, соответственно, материальные затраты.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ очистки грунтов и шламов от загрязнений металлической ртутью, включающий выделение фракции крупностью менее 10 мм, формирование на ее основе пульпы, разделение пульпы на компоненты и отделение металлической ртути (см. патент RU 2562806, кл. В03В 9/00, опубл. 10.09.2015). Основным недостатком известного способа является низкая степень концентрирования и извлечения ртути из почвогрунтов.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков. Технический результат заключается в упрощении и повышении качества очистки. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в способе очистки грунтов и шламов от загрязнений металлической ртутью, включающем выделение фракции крупностью менее 10 мм, формирование на ее основе пульпы, разделение пульпы на компоненты и отделение металлической ртути, пульпу разделяют на компоненты в отсадочной машине с постелью из стальной дроби размером 1.8-2.2 мм, расположенной над решеткой с размером ячеек от 0.5-1.0 мм, а металлическую ртуть отделяют путем отстаивания нижнего слива отсадочной машины. Предпочтительно под постель отсадочной машины с частотой 130-350 раз/мин подают воду со скоростью 15-20 м32⋅ч.

На чертеже представлена схема установки, реализующей предлагаемый способ.

Способ очистки грунтов и шламов от загрязнений металлической ртутью может быть реализован с помощью установки, содержащей приемный бункер 1 с грохотом 100 мм, питатель 2, вибрационный грохот 3 с размером ячеек 10 мм, пластинчатый сгуститель 4, бетононасос 5, первую отсадочную машину 6, вторую отсадочную машину 7 с отстойником 8, пластинчатый сгуститель 9, шламовый насос 10 и установку 11 очистки оборотной воды, связанные между собой трубопроводами с запорно-регулирующей и контрольно-измерительной аппаратурой (на чертеже не показаны).

Установка реализует предлагаемый способ следующим образом.

Загрязненные ртутью грунты и шламы собирают из мест загрязнения и сортируют на грохоте приемного бункера 1, отделяя крупнокусковые фракции (строительные конструкции, мусор, кирпичи, бетон, битум, ткань и т.п.) и растительные остатки с размером более 100 мм. Отделенные крупнокусковые остатки промывают водой и возвращают на место отбора грунтов и шламов. Поступивший в бункер материал подвергают дезинтеграции путем просеивания на грохоте 3 с размером ячеек 10 мм, орошаемом оборотной водой. Оставшийся материал в виде фракций больше 10 мм и растительные остатки контролируют на содержание ртути и возвращают на место отбора. Выбор размера ячеек в грохоте 3 обусловлен тем, что в случае использования более крупных ячеек неоправданно увеличивается объем материала для последующей гравитационной сепарации без существенного снижения содержания ртути в оставшемся материале, а при использовании более мелких ячеек наблюдается проскок ртути в оставшийся материал, что делает его непригодным для захоронения.

Фракцию менее 10 мм с грохота 3 направляют на приготовление пульпы путем перемешивания с водой, после чего проводят сгущение пульпы в сгустителе 4. Пульпу из сгустителя 4 направляют в первую отсадочную машину 6, через постель которой проходит переменная по направлению вертикальная струя воды. При этом происходит разделение грунтов и шламов по плотности с разделением на крупнодисперсную и мелкодисперсную фракции. Крупнодисперсную фракцию направляют на захоронение, а мелкодисперсную фракцию направляют на выделение ртути во вторую отсадочную машину 7.

Постель второй отсадочной машины 7 выполнена из стальной дроби диаметром 1.8-2.2 мм, высота постели составляет не менее 50 мм. Было выявлено, что применение стальной дроби с размерами менее 1.8 мм приводит к чрезмерному повышению гидравлического сопротивления постели и выносу дроби с промытым материалом, а с размерами более 2.2 мм - к чрезмерному снижению гидравлического сопротивления постели, что приводит к увеличению выхода мелкодисперсной фракции и затрудняет выделение ртути в отстойнике. Применение других известных видов металлической дроби, например дроби, изготовленной из чугуна, приводит к выносу дроби в продукты переработки.

Решето машины 5 выполнено из металлической сетки с размером ячейки 0.5-1.0 мм. Было обнаружено, что при размере ячеек больше 1 мм резко увеличивается выход песков, а меньше 0.5 мм - появляется проскок ртути в виде мелких капель со сливом.

Под решето отсадочной машины 7 подают поток оборотной воды со скоростью 15-20 м32⋅ч и с частотой 130-350 раз/мин, что позволяет уменьшить выход песка вместе со ртутью. Было обнаружено, что при скорости подачи воды менее 15 м32⋅ч увеличивается выход мелкодисперсной фракции, осложняющий отделение ртути в отстойнике, а при скорости подачи воды более 20 м32⋅час появляется проскок ртути со сливом в виде мелких капель.

Верхний слив машины 7 направляют в установку 6 очистки оборотной воды, обезвоживают известными методами, контролируют на содержание ртути и направляют либо в место отбора грунтов и шламов, либо на захоронение или термическую переработку. Нижний слив машины 7 направляют в отстойник 8, где отделяют металлическую ртуть, а песковую фракцию, загрязненную водонерастворимыми формами ртути, собирают в герметичные емкости и направляют на термическое обезвреживание. Металлическую ртуть направляют на рафинирование известными методами. Осветленную оборотную воду из установки 11 возвращают в цикл.

Таким образом, благодаря тщательному подбору рабочих параметров предлагаемый способ может быть реализован на широкодоступном относительно недорогом классическом оборудовании для промывки песков, содержащих мелкое золото, при небольшом изменении конструкции отсадочной машины (установки сетки с размером ячейки 1,0-0,5 мм), при этом значительно упрощая и повышая качество очистки грунтов и шламов от загрязнений металлической ртутью, поскольку позволяет:

- создать и реализовать малоотходную безреагентную технологию очистки грунтов и шламов от ртути, соединений ртути, ее водонерастворимых форм, амальгамы в едином технологическом процессе без переналадки оборудования;

- сократить объем фракций грунтов и шламов, подлежащих захоронению или утилизации;

- обеспечить возможность возвращения чистых фракций грунтов и шламов в хозяйственный оборот;

- минимизировать количество вторичных отходов за счет организации непрерывного замкнутого цикла работы установки;

- повысить эффективность очистки грунтов и шламов за счет выделения из них металлической ртути (амальгамы) на начальном этапе переработки, а также концентрировании водонерастворимых форм ртути в мелкодисперсной фракции;

- создать экологически безопасную технологию, исключающую попадание ртути и ее соединений в чистые фракции, шламоотстойники, отвалы и т.п. и, соответственно, в окружающую среду;

- использовать выделенную металлическую ртуть и амальгаму в качестве сырья для получения товарного продукта.

Пример.

Загрязненный грунт, извлеченный из места розлива ртути, с влажностью 15% и концентрацией ртути 1600 мг/кг был собран и отправлен к месту очистки. Из ртутьсодержащего грунта (3000 кг) были выделены и промыты водой фракции с размером более 100 мм. Содержание ртути в крупных фракциях не превышало 2.1 мг/кг - ПДК для почв. Остаток после отделения крупнокусковых фракций загрузили в грохот с размером ячеек 10 мм, промыли на грохоте оборотной водой, после дезинтеграции пульпу подали на постель отсадочной машины из стальной дроби размером 2 мм, расположенной над решеткой с размером ячеек от 0.5 мм до 1.0 мм. Верхний слив машины направили в сгуститель, нижний слив направили в отстойник. Из отстойника извлекли 5 кг металлической ртути, которую направили на рафинирование. Отстой сгустителя содержал менее 100 мг/кг ртути, что соответствует IV классу опасности для окружающей среды (Отходы малоопасные по законодательству Российской Федерации) и позволяет захоронить его на полигоне бытовых отходов.

1. Способ очистки грунтов и шламов от загрязнений металлической ртутью, включающий выделение фракции крупностью менее 10 мм, формирование на ее основе пульпы, разделение пульпы на компоненты и отделение металлической ртути, отличающийся тем, что пульпу разделяют на компоненты в отсадочной машине с постелью из стальной дроби размером 1,8-2,2 мм, расположенной над решеткой с размером ячеек от 0,5-1,0 мм, а металлическую ртуть отделяют путем отстаивания нижнего слива отсадочной машины.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что под постель отсадочной машины с частотой 130-350 раз/мин подают воду со скоростью 15-20 м32⋅ч.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к извлечению ртути из люминесцентных ламп. Установка содержит блок дробления люминесцентных ламп, состоящий из приемного бункера, щековой дробилки для первичного дробления ламп с получением стеклобоя, элеватора с винтовым конвейером для подачи в него стеклобоя, планетарной мельницы непрерывного действия для получения порошка из стеклобоя, соединенной трубопроводом с сепаратором, который выполнен с обеспечением разделения порошка по крупности за счет центробежной силы и направления грубодисперсного порошка в планетарную мельницу, а тонкодисперсного - в циклон для его сбора, связанный с циклоном посредством трубопровода с шлюзовым затвором блок обезвреживания тонкодисперсного порошка демеркуризационным раствором, емкость для сбора продукта переработки, приемный бак, соединенный посредством желоба с емкостью для сбора продукта переработки, фильтр с засыпкой из сульфоугля КУ-2, оснащенный насосом, выполненным с возможностью перекачки продукта переработки из приемного бака через фильтр.

Изобретение относится к переработке люминисцентных ламп. Установка содержит блок разделения ламп, блок системы отчистки отходящих газов, систему очистки пылегазовых выбросов и адсорбер для очистки воздуха.

Изобретение относится к переработке золотосодержащей руды с примесями ртути. Измельченный исходный материал нагревают до температуры плавления золота, в емкость с нагретой до 92-98°C водой выливают расплавленный материал и после осаждения золота на дне емкости в виде твердой фракции, а ртути - на слое золота в виде жидкой фракции, отделяют ртуть от золота удалением жидкой ртути выливанием из упомянутой емкости в отдельную емкость.

Изобретение относится к способу извлечения металлической ртути из ртутьсодержащих материалов, в частности технологических шламов, загрязненных грунтов, строительных отходов.

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.
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.).

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.

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.
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.
Изобретение относится к переработке ртутьсодержащих отходов и может быть использовано для утилизации люминесцентных ламп, а также иных устройств, содержащих ртуть, находящуюся в стеклянной оболочке.

Группа изобретений может быть использована в области переработки осадков сточных вод для снижения класса опасности механически обезвоженных осадков при их последующей утилизации.

Изобретение относится к области экологии и природопользования и может быть использовано для очистки почв на территориях урбанизированных и промышленных агломераций, а также почв сельскохозяйственного назначения, с целью снижения содержания в них токсичных концентраций тяжелых металлов, поступивших в результате хозяйственной деятельности человека.

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для рекультивации земель, подвергнутых загрязнению нефтью и нефтепродуктами. Осуществляют применение отходов шерсти как сорбента нефтепродуктов.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для очистки загрязненных свинцом почв территорий промышленных предприятий, а также для повышения экологической устойчивости почвогрунтовых конструкций в городской среде и садово-огородных товариществах городских агломераций.
Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности, может быть использовано в аридных условиях для восстановления нефтезагрязненных земель. Способ восстановления нефтезагрязненных почв, характеризующийся определением ареала и глубины загрязнения почв, определением типа почвы, вида нефтяного загрязнения, отбором и проведением лабораторных исследований по определению концентрации нефти и нефтепродуктов, внесением в почву сорбента, в качестве которого используют рисовую шелуху, количество которой зависит от степени загрязнения почвы.

Способ очистки загрязненных локальных участков, в котором для очистки грунтовых вод по контуру бурят скважины. В скважинах располагают иглофильтры с образованием в грунте высококонцентрированного фильтрата воронкообразной формы.

Изобретение относится к утилизации бытовых и прочих органических отходов, а также к охране окружающей среды. Способ включает сортировку и удаление неразлагающихся со временем отходов, вывоз мусора за пределы жилого массива, вспашку после уборки сельскохозяйственных культур.

Изобретение относится к охране окружающей среды, а именно к применению избыточного активного ила очистных сооружений хозяйственно-бытовых сточных вод, характеризуется тем, что избыточный активный ил стабилизируют, уплотняют, обеззараживают и обезвоживают, устанавливают класс опасности, который не должен быть выше IV, определяют состав и концентрацию биогенных элементов в избыточном активном иле, проводят расчет дозы вносимого в почву избыточного активного ила и устанавливают достаточность усвояемых форм азота, фосфора и калия, устраняют дефицит калия в избыточном активном иле путем внесения в него калийных удобрений, проводят известкование нефтезагрязненных земель на кислых почвах до получения значений водородного показателя (pН), близких к нейтральным, вносят избыточный активный ил с калийными удобрениями в нефтезагрязненные земли под вспашку, производят орошение и поддержание почвы во влажном состоянии, проводят производственный контроль почвы.

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для очистки почв городов центральной полосы от загрязнений тяжелыми металлами. Технической задачей изобретения является снижение токсичных концентраций тяжелых металлов в метровой почвенной толще.

Изобретение относится к охране окружающей среды, переработке отходов и может быть использовано для переработки всех видов твердых бытовых и производственных отходов.
Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при обогащении алмазосодержащих кимберлитовых руд, характеризующихся высоким содержанием глинистых материалов, преимущественно сапонита, добываемых на месторождениях Архангельской области РФ.

Изобретение относится к области разделения материалов, а именно к способам комплексной очистки грунтов и шламов, загрязненных ртутью, и может быть использовано для выделения металлической ртути, а также амальгамы и других соединений ртути. Способ очистки грунтов и шламов от загрязнений металлической ртутью включает выделение фракции крупностью менее 10 мм, формирование на ее основе пульпы, разделение пульпы на компоненты и отделение металлической ртути. Пульпу разделяют на компоненты в отсадочной машине с постелью из стальной дроби размером 1,8-2,2 мм, расположенной над решеткой с размером ячеек от 0,5-1,0 мм. Металлическую ртуть отделяют путем отстаивания нижнего слива отсадочной машины. Под постель отсадочной машины с частотой 130-350 размин подают воду со скоростью 15-20 м3м2⋅ч. Технический результат - повышение качества очистки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Наверх