Применение ртути и ее производных. Способы демеркуризации

 

 

 

 

 

4. ПРАКТИКА

1.  Утилизация ртутных ламп

Используют ртуть и в промышленности при производстве люминесцентных ламп. Лампы заполняются парами ртути. И когда вы разбиваете, пришедшею в негодность люминесцентную лампу, то пары ртути попадают в воздух. Воздух, которым мы дышим. Особенно это опасно в закрытых, не проветриваемых помещениях. И ни в коем случае нельзя утилизировать ртутные лампы в мусорные контейнеры и свалки общего пользования.

Особенно это актуально для  предприятий, где приходится утилизировать  десятки, а то и сотни таких ламп. Все лампы содержащие ртуть должны сдаваться на специализированное предприятие. Там при помощи специального оборудования и соблюдении соответствующих мер безопасности лампы проходят процесс демеркуризации. Так называется процесс сбора ртути и её паров. Только после удаления паров ртути производится дальнейшая утилизация ртутных ламп.

Вы решили выкинуть лампу, содержащую пары ртути, в мусорный контейнер. Прежде чем это сделать – задумайтесь над тем, сколько кубометров воздуха вы отравите одним движением руки. Какой вред вы нанесете природе всего лишь одним движение руки.

Технология демеркуризации ртутных ламп

Существует несколько  способов демеркуризации ртутных ламп:

- гидрометаллургический  (жидкофазный) способ;

- способ термической демеркуризации отработанных ртутьсодержащих люминисцентных и дугоразрядных ламп;

- механохимический способ  и др.

В данной работе мы рассмотрим один из способов.

Для обезвреживания и переработки  ртутных ламп предлагается гидрометаллургический (жидкофазный) способ демеркуризации.  
В соответствии с этим способом использованные лампы подвергаются мокрому измельчению с одновременной отмывкой в два этапа ртути и люминофора со стекла и цоколей. Отмывка осуществляется в специально разработанном растворе. После этого производится механическое разделение стекла и цоколей  
Процедура проводится следующим образом. Перерабатываемые лампы загружают в шаровую мельницу и подвергают в ней сухому дроблению, после чего в мельницу добавляют жидкий реагент следующего состава, г/л: йодистый калий 5–10; йод 1–23; едкий натр 1–5; хлористый натрий 5–12.  
Лампы в шаровой мельнице с раствором подвергаются измельчению в течение 30–180 мин в интервале температур 20–60°С.  
При этом происходит демеркуризация ламп. После окончания процесса переработки ламп реагент, содержащий соли ртути, сливают из шаровой мельницы и направляют на извлечение.

Аппаратурное оформление технологической схемы состоит  из трех установок. Первая сконструирована на основе шаровой мельницы, вторая – на базе стандартного барабанного грохота, третья – на базе стандартного химического реактора. Технология является экологически чистой и обеспечивает практически полное извлечение ртути. Стеклобой и металлические цоколи, отмытые от ртути и люминофора, являются сырьем для вторичной переработки.

2. Демеркуризация раствором хлорида железа (III).

Метод демеркуризации, основанный на взаимодействии ртути с раствором FeCl₃, считается одним из наиболее простых и надежных. В результате химической реакции мелкие капли ртути превращаются в оксиды и хлориды, более крупные при механическом перемешивании с раствором переходят в мелкодисперсное состояние, что увеличивает их реакционную способность и облегчает последующую уборку.

Для демеркуризации рекомендуется использовать 20% водный раствор FeCl₃. Более разбавленные растворы менее устойчивы вследствие гидролиза. Раствор готовят из расчета 10 л на 25—30 кв.м. площади помещения. Небольшие порции хлорида железа растворяют в холодной воде при перемешивании. Обрабатываемую поверхность обильно смачивают раствором, затем несколько раз протирают щеткой для лучшего эмульгирования ртути и оставляют до полного высыхания. Через 1—2 суток поверхность тщательно промывают сперва мыльным раствором, затем чистой водой для удаления продуктов реакции и непрореагировавшей ртути.

Следует иметь в виду, что раствор хлорида железа вызывает сильную коррозию металлического оборудования и приборов, а также порчу деревянной мебели и некоторых пластиков. Металлические части приборов рекомендуется защищать, смазывая их перед обработкой вазелином.

3. Демеркуризации раствором перманганата калия.

Метод основан на взаимодействии ртути со свободным хлором, образующимся при реакции перманганата калия с соляной кислотой. В результате образуется малотоксичная нерастворимая в воде каломель:

2KMnO₄ + 16HCl = 2KCl + 2MnCI₂ + 5Cl₂ + 8H₂0; 
2Hg + Cl₂ = Hg₂Cl₂

Каломель, оставленная на воздухе, со временем разлагается с  выделением металлической ртути, поэтому  после демеркуризации обработанные поверхности тщательно промывают.

Рекомендуется использовать раствор, содержащий в 1 л. 1—2 г KMnO₄ и 5 мл конц. HCl. Обработку удобно проводить с помощью пульверизатора. Через 1—2 ч можно приступить к уборке. Раствор вызывает коррозию металлического оборудования, хотя и в меньшей степени по сравнению с раствором хлорида железа. В случае образования бурых пятен на полу и мебели их можно удалить 3% раствором перекиси водорода.

4. Демеркуризация хлорной известью и полисульфидом натрия.

Метод достаточно эффективен, хотя несколько более трудоемок, так как включает последовательную обработку двумя растворами. При  обработке хлорной известью образуется каломель, которая при взаимодействии с раствором полисульфида натрия превращается в сульфид ртути.

Хлорную известь употребляют  в виде 20% суспензии в воде. Для  получения полисульфида натрия нагревают 1 кг кристаллического сульфида натрия до 105 °С и при перемешивании постепенно добавляют 100—150 г молотой серы до получения однородной массы, которую затем растворяют в 10—12 л воды.

Подлежащие демеркуризации поверхности вначале обрабатывают хлорной известью, через 2—3 ч известь смывают, после чего наносят раствор полисульфнда натрия. Помещение закрывают и через сутки промывают обработанные места теплой мыльной водой.

5. Демеркуризация аппаратуры и посуды.

Хотя совершенно чистая ртуть  не смачивает поверхность стекла и фарфора, в присутствии даже ничтожных загрязнений мельчайшие ее капельки прилипают к фарфоровой и стеклянной посуде и приборам. Поэтому посуду, в которой находилась ртуть, нельзя мыть обычным образом над раковиной, а необходимо сперва тщательно демеркуризировать.

С целью удаления ртути  с поверхности стеклянной посуды используют способность металла растворяться в разбавленной азотной кислоте:

6Hg +8HNO₃ = 3Hg₂(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂0

Мелкую посуду и детали приборов целиком заливают разбавленной азотной кислотой в толстостенном  стакане подходящего объема и  оставляют на несколько часов, а лучше на ночь. После такой обработки посуду промывают водой. Посуду и приборы большого размера тщательно ополаскивают изнутри небольшим количеством слегка подогретой для ускорения реакции 50—56% азотной кислотой. Если стеклянный прибор загрязнен снаружи, его протирают несколько раз влажной бумагой, как описано выше.

В тех случаях, когда ртуть  попадает на металлические части  приборов и образует амальгаму, демеркуризация бывает особенно затруднительной. Применение кислот не дает желаемого эффекта. Положительные результаты могут быть достигнуты путем длительного нагревания загрязненных ртутью металлических частей в вытяжном шкафу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Таким образом, ртуть –  металл, занимающий особое место в  истории цивилизации. Но металлическая ртуть высоко токсична для любых форм жизни. И поэтому, работа  с  этим металлом  требует  принятия необходимых мер предосторожности, а после завершения срока службы или в случае нечаянного повреждения этих приборов необходимо произвести мероприятия по их грамотной и безопасной утилизации (демеркуризации). Существует множество способов утилизации ртутных отходов, в данной работе мы рассмотрели самые основные способы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы:

1. Захаров Л. Н. Техника безопасности в химических лабораториях. —   Ленинград: Химия, 1991 г. — Издание 2-е, переработанное.
2.     Пугачевич П.П. "Работа со ртутью в лабораторных и производственных условиях" Москва, изд. "Химия", 1972 г
3. Химическая энциклопедия: в 5 т.. — Москва: Советская энциклопедия, 1995.
4. Ртуть - http://www.himsnab-spb.ru/article/ps/hg/
5. Химические методы демеркуризации - http://www.fptl.ru/tehnika_bezopasnosti/rtut_05.html