Охрана городской среды

Показано негативное воздействие токсинов, выделяемых цианобактериями, на живые организмы: трагический инцидент в 1996 г. в Центре гемодиализа в Бразилии, многочисленные случаи желудочно-кишечных заболеваний у человека, в результате использования загрязненной цианотоксинами воды, массовая смертность водоплавающих птиц и т. д. п. Представлены результаты полевых исследований фитопланктона, обработанного медным купоросом в естественных условиях. Приведено обсуждение полученных результатов. Предложена схема применения медного купороса, как средства, подавляющего развитие цианобактерий, ухудшающих качество питьевой воды.

Во всем мире наблюдается повышение частоты проявлений отложений налета токсических цианобактерий на поверхности источников питьевой воды. Этот феномен, проявляющийся в частности в появлении синезеленых водорослей, является предметом санитарно-гигиенических исследований питьевой воды. Рассмотрены виды цианобактерий, называемых также цианеями, представлены источники загрязнения ими вод и опасность потребления таких вод человеком.

Рассмотрены преимущества рецикла зольных шлаков в окислительных условиях с применением электрошлакового процесса, который позволяет осуществлять полную ликвидацию отходов золы и шлака с затратой трехсот киловатт-час энергии на тонну горячей золы по общей цене шестьдесят восемь евро за тонну. Жидкий шлак превращают в сырье для строительной промышленности (армирующие волокна или пористый материал для изготовления легковесного бетона), железо может быть подвергнуто рециклу на литейных заводах. Различные примеси соединений тяжелых металлов можно выделить из летучей золы после очистки отходящих газов с применением известных процессов для получения чистых солей металлов на предприятиях по производству цветных металлов.

Термическая обработка бытовых отходов в системах с колосниковыми решетками позволяет превратить их в безвредные продукты (шлаки), уменьшить содержание вредных веществ в отходящих газах и утилизировать тепло для, например, выработки электроэнергии. Подобные системы включают в себя помимо обжиговых агрегатов, также обеспыливающие, промывные и другие устройства для снижения содержания вредных веществ в отходящих газах. Приводятся фактические данные об эксплуатации подобных установок в различных городах Германии.

В настоящее время большая часть Au извлекается из промышленных отходов путем цианирования. Данный процесс имеет существенный недостаток, высокая токсичность растворителя - цианистого натрия. Из известных нетоксичных растворителей Au наибольший интерес представляет тиомочевина. Тиомочевина растворяет Au в кислых растворах в присутствии окислителя, с образованием прочного комплекса катионного типа. Тиомочевинный процесс извлечения Au обладает рядом достоинств, как: нетоксичность, избирательность по отношению к благородным металлам, кинетическая активность и возможность производства в промышленном масштабе. Проведены исследования по изучению кинетики растворения Au в сернокислом растворе тиомочевины продуктов переработки вторичного золотосодержащего сырья. В состав исходного продукта входят следующие элементы: Cu - 0,21%, Fe - 8,7%, Pb - 4%, Zn - 0,94%, Cr - 1,19%, Sn - 0,24%. Концентрация элементов определялась пламенным атомно-абсорбционным методом. Было изучено влияние различных параметров на кинетику реакции комплексообразования и полноту извлечения Au в раствор. Осаждение Au из полученных тиомочевинных растворов проводили сухой щелочью. В данном случае, Au выпадает в осадок в виде малорастворимых гидроксидов, одновременно также осаждаются и другие примеси, присутствующие в исходном материале (Cu, Fe). Были выявлены оптимальные условия проведения процесса.

Рассмотрена технологическая схема процесса переработки цинксодержащих отходов, Contop, разработанная применительно к цветной металлургии. В настоящее время Contop приспосабливают для утилизации цинксодержащих пылей и шламов в черной металлургии, а также для переработки автомобильного лома. В качестве основных продуктов на работающем по этой схеме заводе получают черновой оксид цинка (58-60% Zn) и шлак. Содержание диоксина в отходящих газах составляет 0,02 нг/м{3} при нормальных условиях, что в 5 раз ниже предельно допустимых количеств. В стадии изучения находится проектирование завода значительно большей мощности. Степень извлечения Zn из отходов на нем превысит 90%, а содержание Zn в черновом оксиде цинка - 60%. Содержание Zn в шлаке должно быть на уровне 2-4%. Процесс Contop хорошо себя зарекомендовал при переработке отходов содержащих углерод, но для легких фракций автомобильного лома перед плавкой в циклоне требуется специальная подготовка. В результате ее выделяют лом Fe(22,5%), Al(35%), Cu(29,0) и Pb(7%), 2 товарных продукта и шлак. В смесь пылей тяжелых металлов переходит 98% Cd, 92% Zn, 82% Pb, 7% Fe и 3,5% Cu, а в Fe-Cu сплав 69% Fe и 60,5% Cu. В шлак переходит 65% Al, 7% Cu, 1,5% Fe, 10% Pb, 6,5% Zn и менее 1% Cd. Всего извлекают 35% Al, 89,5% Cu, 91,5% Fe, 82% Pb, 92% Zn и 98% Cd. Дана оценка экономичности процесса, небольшим объемам отходящих газов, совместимости производства с окружающей средой и условиям работы персонала заводов. Промышленный плавильный реактор перерабатывает 4,5-5,0 т/час отходов.

Литейные пески и шлаки содержат большое количество токсичных металлов, таких как сурьма, мышьяк, бериллий, кадмий, хром, свинец, никель, цинк, селен и др., которые легко вымываются и попадают в окружающую среду. Предложено для предотвращения выщелачивания этих металлов обрабатывать литейные пески сульфитом кальция, в результате чего получают нерастворимые комплексные сульфоксиды. Необходимо добавлять небольшое количество ингибитора, например тиосульфата, чтобы предотвратить образование сульфата. Полученный материал может быть использован при получении цемента.

При изготовлении ящиков из влагопрочного гофрированного картона для транспортировки фруктов, овощей и др. продуктов используют обработку воском и парафином (ПФ). Наличие ПФ затрудняет использование макулатуры из влагопрочной гофрированной тары для произ-ва бумаги и картона. Обычно такую макулатуру сжигают или вывозят на свалку. Предложена флотац. установка для удаления из макулатурной массы (ММ) частиц ПФ, воска, смолы и др. липких загрязнений. Макулатуру распускают в гидроразбивателе при конц-ии 4-8%, 50-70° и pH 9,5-10,5. ММ проходит очистку в турбосепараторе, очистителе высокой конц-ии, напорных сортировках предв., тонкого сортирования, центриклинерах с прямым и обратным потоком. ММ конц-ией 0,1-2% с температурой 50° подают в нижнюю часть цилиндрич. башни флотации. Через спрыски в днище башни впрыскивают гор. воздух, нагретый до 120-150°. При нагревании плотность частиц ПФ снижается с 0,91-0,93 до 0,75-0,78 г/см{3}. Всплывающие частицы ПФ и др. загрязнений удаляют с ПВ массы с помощью спец. устр-ва. Отводящее устр-во с вращающейся горизонтальной трубой оснащено изогнутыми лопатками для захвата частиц ПФ, отвода загрязнений в кольцевой лоток. Очищенную ММ используют для выработки картона.

Для извлечения Pt из продуктов, образующихся при эксплуатации газово-турбинных двигателей, предложено их выщелачивать при температуре 80°C смесью кислот: 50% HNO[3]+50% H[2]PO[4]. Получаемый кек содержит >10% Pt и его направляют на рафинирование по стандартной технологии. Потери Pt с раствором выщелачивания .

Рассмотрен вариант переработки отходов Al различных типов, содержащих примеси стекла, дерева, пенопласта или пластмасс и которые нельзя переплавлять как обычный (чистый) лом из-за возможности образования пылей и газов содержащих вредные вещества, в том числе диоксины. Для переработки таких отходов на заводе во Фрайберге (Саксония) цех по выплавке вторичного Al объединен с цехом пиролиза. Процесс пиролиза шихты ведут при температуре 500°C, не допуская окисления материала. В зависимости от типа примесей в шихте, отделение металла от огарков производят только механически или с использованием метода электро-динамического разделения под воздействием высоковольтных электрических импульсов продолжительностью в несколько наносекунд. Состав образующегося при пиролизе газа зависит от типа примесей в исходном материале и его подвергают крекингу при температуре 1000-1100°C с последующей очисткой, получая так называемый сингаз, состоящий из CO, H[2], CO[2] и N[2], и свободный от примесей масел и смол. Теплотворная способность сингаза 4,88 МДж/м{3} и его можно использовать в печах для плавки Al. Приведена схема всего технологического процесса от отходов Al до алюминиевых слитков и утилизации тепловой энергии.

Одним из наиболее характерных в настоящее время неперерабатываемых промпродуктов являются свинцовые кеки, содержащие 33-37% Pb, 9-11% Zn, 3-5% Cu, 10-15% C, 2-5 г/т Au и 550-750 г/т Ag. Решение проблем рациональной переработки подобных промпродуктов применительно к крупнейшему и самому современному в России Челябинскому цинковому заводу (ЧЦЗ) определяет актуальность и промышленную полезность проведенной работы. Разработана технологическая схема переработки свинцового углеродсодержащего кека ЧЦЗ с максимально возможным использованием инфраструктуры предприятия, в т. ч. переработкой получаемых цинксодержащих шлаков в вельц-цехе завода и утилизацией серосодержащих газов нового свинцового отделения в смеси с богатыми газами обжигового цеха в сернокислотном производстве. На основании полученных результатов исследований и расчетов разработаны исходные данные для технологического регламента отделения по переработке свинцовых кеков ЧЦЗ, на основании которых по заданию завода выполнено "технико-экономическое обоснование" строительства на промплощадке ЧЦЗ отделения, состоящего из прокалочной трубчатой вращающейся печи, электротермической печи для плавки "горячего" огарка, рафинировочного отделения для переработки чернового свинца с получением марочного свинца и сплава Доре, системы пылегазоулавливания. Выполненные экономические расчеты показали, что окупаемость строительства передела переработки свинцовых кеков на ЧЦЗ составляет менее 3 лет.

Описана конструкция установки непрерывного действия для удаления Hg из твердых сыпучих отходов. Процесс основан на отгонке Hg при температуре >500°C с последующим охлаждением отходящих паров до температуры .

Предложен способ переработки InAs, включающий в себя его термообработку неорганическими соединениями и отличающийся тем, что процесс ведут действием элементарной S на InAs при соотношении компонентов 1:(1,5:-1,8) в интервале температур 360-510°C в течение 1-1,5 ч, после чего повышают температуру до 680-810°C и в течение 1,5-2 ч продувают воздух.

Шведская фирма Stena Aluminium в августе 2001 г. ввела в строй первую, а через год - вторую наклоняющуюся печь для переплавки алюминиевого скрапа. Печи сконструированы фирмой Linde AG. Обе они перерабатывают в год 25 тыс. т Al-скрапа, производя сплавы для литья в автомобильной индустрии. Печи могут вращаться вокруг своей оси и наклоняться для выливки Al. Они оборудованы кислородно-топливными горелками по 1-4 МВт (O[2]+пропан) и вращаются во время нагрева для интенсификации теплопередачи и плавки сырья. Солевые флюсы образуют с оксидами и другими примесями шлаки. Процесс длится 2-3 часа, после чего крышка открывается и Al при температуре ЭКВИВ720°C сливается при наклоне печи в ковш. При дальнейшем наклоне сливается солевой шлак.

Изложен способ извлечения Ме из отходов (ОТ) которые могут содержать Ag, Al, Au, Mg, Pb, Zn, Sn, стекло, бумагу, пищевые отходы и пластики. Вначале ОТ подвергают предварительной обработке - промывание и измельчение. Далее ОТ поступают в газификатор с режимом псевдоожижения материала. Зола и тяжелые компоненты разгружаются из кипящего слоя через выпускное отверстие. В газификатор через решеточное дно вводится воздух, обеспечивающий состояние кипящего слоя, газифицирование органического материала и получение горючего газа. Т-ра в кипящем слое газификатора поддерживается на уровне несколько ниже 1100°C. В газификаторе металлическая фольга разрывается на мелкие частицы, уносимые газом через холодильник, затем поступает в циклон и разгружается через выпускное устройство последнего.