Читать книгу: «Некоторые технологические аспекты в цветной металлургии», страница 13

повышенное содержание фосфатов. Этот осадок отделяют от раствора на объёмном фильтре, сушат и затем обжигают в печи с получением твёрдого рассыпчатого продукта – золы.

Далее, например химическим способом, высаживают из раствора золото, которое диспергируют и затем направляют на растворение в растворе цианида калия. Полученный золотосодержащий раствор каскадно (в несколько этапов) выпаривают (медленно – иначе повысятся потери золота с паром), соль промывают ледяной водой, отделяют на фильтре и сушат. Партии соли объединяют, тщательно (защитив органы дыхания противопылевым респиратором) перемешивают и определяют золото и примеси в соответствии с требованиями ГОСТ на дицианоаурат калия ( I ).

Сборы маточных растворов объединяют, выпаривают, сушат, добавляют к золе и направляют на извлечение золота. Последнее также используют в цикле производства соли.

Опыт освоения такой технологии отражён в нижерасположенном балансе золота, таблица 2.4. Видно, что его прямое извлечение из отработанных растворов золочения достигает 96,29 %, а потери золота не превышают 2,0 % от исходного в растворе (потери должны соответствовать разработанному, утверждённому на предприятии и согласованному с Пробирной палатой «Нормативу потерь»).

2.4 Формула красной ртути?

Если принять за основу гипотезу о существовании т.н. «красной» ртути, то можно предложить к рассмотрению следующую схему формирования макро-молекул пироантимоната ртути или полипироантимоната ртути (под действием инициирующего излучения в среде кислорода, см. патент РФ № 2077159).

Применим способ изложение материала в виде структурных формул, где одна чёрточка между атомами в молекуле означает электронную связь (например, между ионами металла и кислорода в оксиде).

Схема образования сложного оксида – пироантимоната ртути – из оксидов ртути и сурьмы приведена на рисунке 2.3.

При энергетическом воздействии на соль возможна перестройка связей между ионами металлов и кислорода и «сшивание» молекул Hg₂Sb₂O₇ в линейную макромолекулу (Hg₂Sb₂O₇)_n, как это показано на рисунке 2.4.

Наконец, возможна схема двумерной макромолекулы [(Hg₂Sb₂O₇)_n]_m , что видно на рисунке 2.5:

Молекулу М на рисунке 2.5 точнее будет представить в форме такой же молекулы, но со связями– 7 отрицательных и 7 положительных, см. рисунок 2.5.1.

Можно построить молекулу Hg₂Sb₂O₇ (из ионов в форме шаров), в определённом масштабе с учётом величин действительных радиусов ионов сурьмы, ртути и кислорода, рисунок 2.6.

«Удачное» сочетание размеров этих ионов делает молекулу пироантимоната в значительной степени компактной, как и двумерную макромолекулу полипироантимоната, см. рисунок 2.7. Можно предположить, что именно это может явиться причиной высокой плотности продукта (до 20 г/см³), который называют «красной» ртутью.

На очереди – построение структурной формулы и эскиза трёхмерной макромолекулы полипироантимоната ртути {[( Hg₂Sb₂O₇)_m]_n}_p.

3. НЕКОТОРЫЕ ПРИЁМЫ ЗАЩИТЫ ПРИРОДЫ

3.1 Технологические схемы и балансы металлургической переработки

лома и отходов цветных металлов.

Из вторичного металлургического сырья, имеющего наибольший сбор (в виде лома и отходов), интерес представляют вторичный алюминий, медь и свинец. Эти виды сырья позволяют получить цветные металлы в сплавах алюминия, меди и свинца, а также соли свинца (последние – после разделки использованных свинцовых аккумуляторов).

Технологические схемы производства вторичных сплавов из лома и отходов основываются в первую очередь на выполнении требований ГОСТ 1639-93 «Лом и отходы цветных металлов и сплавов. Общие технические условия» и определяют выбор аппаратурного оформления процесса.

Ниже на рисунках 3.8 – 3.11 приведены технологические схемы подготовки к переработке и получения вторичных алюминиевых сплавов, получения медных сплавов, а также технологическая схема утилизации свинцовых аккумуляторных батарей.

В соответствии со схемами и на основании практических и расчётных данных составлены балансы алюминия, меди, свинца и сурьмы при переработке их (алюминия и меди) ломов и отходов, а также отработанных (и бракованных) свинцовых аккумуляторных батарей. Балансы даны в таблицах

3.1 – 3.3.

Приведенные данные явились основой для составления технологических инструкций с учётом современных требований к производству – рисунки 3.12 и 3.13.

Рис. 3.12 Тигельная индукционная печь для выплавки медных сплавов

Рис. 3.13 Отражательная печь для выплавки алюминиевых сплавов

3.2 Экологически чистый способ утилизации ртутных люминесцентных ламп.

Линейная люминесцентная ртутная лампа

Демеркуризация ламп, как известно – это «обезртучивание»  двух  видов ламп:  бракованных  и отработанных.   Бракованные лампы формируются при  их производстве.  Технология демеркуризации таких ламп заключается в механическом отделении  стекло боя   и колпачков  (лампы предварительно дробят) от порошкового люминофора, куда переходит  мелкокапельная ртуть.

  Отделение проводят на мелкоячеистом вибросите.  Ртутно-люминофорный шлам для обеззараживания  смешивают, например, с серой, и,  после его накопления в герметичных контейнерах, вывозят на специализированное предприятие для переработки. Стекло бой бракованных ламп, как и колпачки,  могут  быть  использованы  в  обороте, [1].

  Внешне  достаточно простую и в чём-то привлекательную (на малой

площади можно  поместить установку высокой производительности), не

требующую сложного оборудования, эту технологию, как нам представляется – необоснованно, применяют в некоторых регионах также для  демеркуризации отработанных ламп.  Почему этого делать не нужно и к чему  может привести ?

  При производстве ламп на заводе в них дозируют  от 30 до 120 мг металлической жидко капельной ртути  (другие технические решения здесь не рассматриваем).  Лампы в среднем эксплуатируют в течение 10 тыс. часов.  За это время:

– люминофор насыщается ртутью,

– ртуть  диффундирует через его слой к внутренней поверхности колбы,

– ртуть сорбируется стеклом в приповерхностном слое стенок колбы.

Измерения содержания  ртути в отмытом крепким раствором азотной кислоты от люминофора стекло бое  отработанных  люминесцентных  ламп

показали, что концентрация  ртути в нём изменяется от  10 до 50 мг/кг.   В среднем она составляет 30 мг/кг и почти в 15 раз превышает ПДК ртути для почв.

Из баланса  ртути при   механическом способе демеркуризации

отработанных ламп  (см. ниже) следует, что в стекло бой переходит более 11,5 % ртути от исходной (75 мг/лампу). Это снижает извлечение ртути в шлам до 88 %. Расчёт показывает, что при таком способе демеркуризации, например, одного млн. ламп (тип – ЛБ-40) в год, со стекло боем при  сбросе в отвал  перейдёт до 9 кг ртути.

Далее, распределённая в стекле на молекулярном уровне ртуть постепенно будет вымываться подкисленными  водными стоками и при взаимодействии с почвой перейдёт в  новые формы – ещё более ядовитые ртутно – органические соединения. Следовательно, такой стекло бой не является сбросным, и по существующим нормам, подлежит дальнейшей демеркуризации.

Альтернативным механическому является разработанный нами термо – химический способ демеркуризации отработанных ламп, [2,3]. Здесь вакуум колб и их нагрев до 350 ⁰С используют   для  десорбции ртути из стекла, а обработка горячих колб химически активным по отношению к ртути раствором способствует и разрушению (дроблению) колб, и связыванию ртути  в нетоксичное соединение.

.

Из приведенного выше  баланса ртути следует, что  при термо – химическом способе в  шлам удаётся извлечь более 99 % ртути и получить практически чистый по ртути стекло бой.  Его можно не только без последствий для окружающей среды сбрасывать в отвал, но  использовать в различных областях строительства, а также плавить  в пламенных печах.