Комплексная переработка твёрдых промышленных отходов

Технология получения  скандия из шламов алюминиевого производства основана на их обработке раствором  гидрокарбоната натрия. При этом в  раствор переходит значительная часть титана, циркония и скандия, а в растворе остаются соединения алюминия, ванадия, железа и кремния. После удаления осадка в раствор  вводят щелочной раствор металла - осадителя. В результате осуществления химических реакций при комнатной температуре в осадок переходят гидроксиды титана и циркония, которые из раствора удаляют. Очищенный раствор подвергают кипячению. В этих условиях в осадок выпадает черновой скандиевый концентрат, который содержит скандия в 20-50 раз больше по сравнению с исходным материалом. Его очищают и прокаливают. Получают товарный продукт, содержащий 80-95% Sc203.

Стоимость получаемой продукции  при переработке 100 тыс. т «красных шламов» составляет 29,2 млн долл.

По распространенности в  природе иттрий относится к редким металлам. В «красных шламах» его  содержание достигает 350 г/т. Иттрий находит  широкое применение в качестве легирующего  компонента. Он улучшает жаростойкость  сплавов и повышает их коррозионную устойчивость. Например, нержавеющая  сталь устойчива против окисления  на воздухе до 1 093°С. Легирование такой стали 1 масс. % повышает ее жаростойкость до 1 370 °С. Коррозионная стойкость чугуна, легированного иттрием, увеличивается в 10-12 раз.

Силикаты скандия и  иттрия в природе и промышленных шламах сопутствуют друг другу и  извлекаются коллективно. Для раздельного  извлечения иттрия и скандия был  применен метод экстракции с твердыми экстрагентами (ТВЭКС).

Разработаны составы ТВЭКС, которые обеспечивают 100%-е извлечение скандия и только 10-12%-е извлечение иттрия из раствора. Основное количество иттрия остается в маточном растворе и может быть выделено в твердую фазу при дальнейшей переработке.

В химической промышленности наибольшее количество твердых отходов  получают при производстве минеральных  удобрений и серной кислоты.

Первоначально фосфогинс смешивают с карбонатом аммония, измельчают и прокаливают. На первой стадии прокаливания получают СаО, загрязненный примесями. Его растворяют в растворе поваренной соли. Выпадает осадок, содержащий хлорид кальция и соли РЗЭ. При последующей карбонизации получают очищенный карбонат кальция, который выделяют в осадок. Карбонат кальция передают на производство высококачественных строительных материалов. РЗЭ направляют на извлечение отдельных компонентов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Промышленность негативно  воздействует на окружающую среду и  биосферу.

При разработке новых ресурсосберегающих и экологичных технологических процессов, необходимо обезвреживание отходов на стадии вывода из технологического процесса. Целесообразно захоронение отходов в специально созданных хранилищах, где можно будет захоронить промышленные отходы для их использования в будущем.

Усилия зарубежных стран  направлены, на предупреждение и минимизацию  образования отходов, а затем  на их рециркуляцию, вторичное использование  и разработку эффективных методов  окончательной переработки, обезвреживания и окончательного удаления.

Отходы производства подвергаются термическому обезвреживанию. Целесообразно  применение жидкофазного окисления  при первичной переработке отходов, гетерогенный катализ не используется как самостоятельный метод обезвреживания, а лишь как ступень в общем, технологическом цикле. Сухой пиролиз - процесс термического разложения без доступа кислорода. Этот метод  термической обработки отходов  обеспечивает их высокоэффективное  обезвреживание и использование  в качестве топлива и химического  сырья.

Также разрабатываются малоотходные и безотходные технологии и методы комплексного использования отходов  промышленности. Малоотходные и безотходные  технологии ориентированы на отрасли  народного хозяйства: производство и рациональное использование металлов, стройматериалов, древесины, полезных ископаемых. Комплексное использование  сырья в металлургии - извлечение основных и сопутствующих элементов, утилизация отходов добыча, обогащения руд без нанесения урона окружающей среде. При производстве тепловой и  электрической энергии происходит сжигание органического топлива  с образованием токсических компонентов. Из всех типов минерального сырья особое место занимают агрохимические фосфорсодержащие руды, от них зависит плодородие почв.

Выводы

1. Промышленные отходы  или отходы производства - это  остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшиеся при производстве  продукции или выполнении работ  и утратившие полностью или  частично исходные потребительские  свойства, а также образующиеся  в процессе производства попутные  вещества, не находящие применения.

Отходы промышленности бывают четырех видов:

Чрезвычайно - опасные

Высоко - опасные

Умеренно - опасные

Малоопасные

2. Основным способом утилизации  отходов промышленности является  термическое обезвреживание: жидкофазное  окисление, гетерогенный катализ  и пиролиз двух видов (окислительный  и сухой), огневая переработка,  переработка и обезвреживание  отходов с применением плазмы.

Отходы производства складируются на наземные полигоны и специальных  хранилищах.

Условия захоронения: а) Водонепроницаемость  толщ и наличие над и под  ними обильных водоносных толщ;

б) Полное исключение возникновения  деформаций, способных сделать толщу  водопроводящей;

в) Размещение вдали от населенных пунктов, территорий возможных появлений  наводнений, селей, прорыва дамб и  плотин, оседание земной поверхности  в результате горных работ;

г) Наличие способов и средств, позволяющих при необходимости  перекрыть выработки, через которые  отходы будут подаваться в выработанные пространства.

3. Комплексное использования  отходов промышленности - извлечение  основных и сопутствующих элементов,  утилизация отходов добычи, обогащения  руд без нанесения урона окружающей  среде.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

 

1. Арустамов Э.А., Волощенко А.Е. Безопасность жизнедеятельности ч. - 1., 1998.

2. Арустамов Э.А., Волощенко А.Е., Платонов А.П. и др. Организация экологического контроля, надзора и управления в РФ. Лекция, 1997

3. Арустамов Э.А., Гуськов Г.В., Платонов А.П. Современный мир и его влияние на окружающую среду. Лекция, 1997

4. Белов С.В. Охрана окружающей среды. Учеб. для студентов. М., 1997

5. Вредные вещества в промышленности. Л., Химия, 1997

6. Гарин А.В. Экология для технических вузов. М., 2001

7. Гирусов Э.В. и др. Экология и экономика природопользования. Учеб. для вузов. М., 1998

8. Лукашов В.П., Янковский А.И. Переработка и обезвреживание промышленных и бытовых отходов с применением низкотемпературной плазмы. // Муниципальные и промышленные отходы: способы обезвреживания и вторичной переработки - аналитические обзоры. Новосибирск, 1995, серия Экология.

9. Равич Б.М., Окладников В.П., Лыгач В.Н. и др. Комплексное использование сырья и отходов. М., Химия, 1998.

10. Системы стандартов в области охраны природы и улучшения использования природных ресурсов. М., 1998

11. Сметанин В.И. Защита окружающей среды от отходов производства и потребления. М., 2003

12. Шпирт М.Л. Безотходные технологии. Утилизация отходов добычи и переработки твердых горючих ископаемых. М., Недра, 2000.