УТИЛИЗАЦИЯ ГИПСА

Возможна утилизация гальванического шлама путем использования в качестве добавки к строительному гипсу с целью повышения его прочности и замедления сроков схватывания . Для этого шлам предварительно термообрабатывают при 600°С до получения рыхлого порошка коричневого цвета, состоящего из активных тонкодисперсных частиц соединений металлов гидратированных окислов железа, хрома, никеля и др. Ориентировочный компонентный состав такого продукта обжига, % (мае): гидратированные окислы Ре — 36,2—50,0 %; гидратированный окисел Ъп — 11,8—24,9; гидратированные окислы Сг, N1, Си — 17,6-30,6; 5Ю2 — 0,6-1,7; гидратированные окислы А1, Са, № — 6,0-19,0.

Другие продукты утилизации уловленного диоксида серы, получаемые на газоочистных установках ФРГ, США и Японии, составляют лишь несколько процентов но отношению к гипсу. Так, в ФРГ получают из дымовых газов: 30 тыс.т/год жидкого диоксида серы, 35 тыс.т/год элементарной серы и 32 тыс.т/год серной кислоты /18/. Кроме того получаемая на четырех установках смесь сульфата и нитрата аммония сбывается в качестве удобрения в азиатские страны.

Один из перспективных методов утилизации отработанных буровых растворов — приготовление на их основе отвержденных смесей, которые можно использовать для крепления и изоляции зон поглощения. В качестве отверждающего компонента можно использовать различные синтетические смолы, цемент, гипс и другие материалы. Для примера можно привести отверждаемый буровой раствор, разработанный ВНИИКр нефтью и состоящий из глинистого раствора, фенолформальдегидной сланцевой смолы ТС-10, формалина или уротропина. В результате отверждения эта смесь образует фенолальдегидноглинистую пластмассу, которая нерастворима в пластовых флюидах, непроницаема и устойчива к коррозии в водных растворах солей одновалентных металлов.

Одним из возможных, как уже отмечалось, и важных направлений утилизации фосфогипса является его использование для химической мелиорации солонцовых почв, причем особенно на содовых солонцах, где его мелиоративный эффект является наилучшим. Ассимиляция фосфогипса солонцовыми почвами приводит к образованию легко вымываемого из них сульфата натрия. Доза внесения фосфогипса составляет 6—7 т/га. Потребность в фосфогипсе для этой цели составляет более 2,2 млн. т, однако широкое его использование сдерживается необходимостью строительства установок подсушки и грануляции, так как большое содержание влаги в фосфогипсе осложняет работу механизмов для его внесения в почву. Потребление фосфогипса в сельском хозяйстве СССР составляет ежегодно около 1,4 млн. т. Экономические расчеты показывают, что каждый рубль, затраченный на мелиорацию солонцов, окупается двумя-тремя рублями в зависимости от зоны увлажнения, свойств солонцов и используемых приемов мелиорации.

Сульфогипс местных ТЭЦ авто или железнодорожным транспортом доставляют к месту переработки, где хранят в крытом складе вместимостью 5 тыс. т. Перед утилизацией материал усредняют, а затем с влажностью 6-10% отправляют на установку производительностью 38 т/ч по сульфогипсу. На ней нагреванием его дегидратируют до полуводного гипса с затратой тепловой энергии 375 кВт-ч (322 ккал) на 1 т исходного продукта. Установку обслуживает 1 чел. Готовый полугидрат сульфата кальция, известный в Европе под торговой маркой Fermacell, используется для производства армированных волоконных гипсовых плит (Brosig...).

Раздельное выделение осадков с преимущественным содержанием карбоната кальция и гипса упрощает их последующую утилизацию.

Дымовые газы котлов  проходят очистку от серы в ДСУ 5. Образующийся в ДСУ шлам, основным компонентом которого является гипс, вывозится на утилизацию.

В настоящее время довольно широко в переработку вовлечены наиболее крупнотоннажные гипссодержащие отходы — фосфогипс и сернистый гипс. Основные направления их утилизации рассматриваются ниже.

После сжигания отходов на МСЗ образуется зола и отходы от очистки сточных вод и ила с фильтров, которые затем отправляют на полигоны. В зависимости от состава и способа на 1 т мусора приходится 300—500 кг несгоревших отходов, из которых 85—90% составляют шлаки, 8—10% пыль и гипс как побочные продукты при очистке дымовых газов. Шлаки и некоторую часть золы пытаются использовать в строительных изделиях, что весьма опасно. Зола, содержащая диоксины, свозится на свалки и оттуда при выщелачивании с осадками попадает в грунтовые воды. При попытках получения электрической энергии в процессе утилизации отходящего тепла она оказывается неконкурентоспособной с экономической и технической точек зрения. На ее производство тратится в 10 раз больше денежных средств, по сравнению с электростанциями.

Очистка и повторное использование кислых железосодержащих промышленных вод непрерывно-травильных агрегатов производятся по замкнутому циклу, включающему следующие процессы: нейтрализацию 5 %-м известковым молоком до pH 9-10,5; добавление в воду ПАА и затравки активного гипса; отстаивание воды в вертикальных и радиальных непрерывно действующих отстойниках; разбавление и доочистку осветленной воды на кварцевых фильтрах. После такой обработки вода с pH 10,5-11, жесткостью 30 40 ммоль/дм3 и щелочностью 10-16 ммоль/дм3 направляется на повторное использование и частично на обессоливание. Образующиеся при очистке железосодержащие осадки подвергаются окислению с получением магнетита, уплотнению, и затем гипсожелезогидратный осадок обезвоживается на фильтрах-прессах ФПАКМ-25, сушится на вальцеленточной сушилке и подается на утилизацию.

Фирмой «ЛОТОС-ПРИМ» (г. Москва) разработан способ переработки гальваношламов, позволяющий утилизировать содержащиеся в них ценные компоненты. Способ позволяет полностью извлекать из шламов содержащиеся в нем металлы и получать в качестве побочных продуктов переработки минеральные соединения (серу, гипс и т. п.) и экологически чистые шлаки, пригодные к дальнейшему использованию в промышленности. Процесс утилизации гальваношламов включает в себя следующие этапы: обезвоживание; сушка; непосредственно переработка с одновременной утилизацией побочных продуктов и доочисткой газов; плавка металлов или сплавов.

После проскока ионов цинка в фильтрат колонну останавливают на регенерацию. Остаток сточной воды выпускают из колонны, взрыхляют катионит обратным током фильтрованной сточной воды. Регенерацию ведут 10— 15% -ным раствором серной кислоты (расход раствора —120% объема загруженной в фильтр смолы), а затем 5% -ным раствором соды для перевода смолы КБ-4 в рабочую Na - форму. Раствор сульфата цинка в серной кислоте направляют на утилизацию. Так как на промывку волокна после отделки расходуется умягченная вода, то опасность гипсования катионита не возникает и проводить разделение гипса и сульфата цинка не нужно.

По компонентному составу отходы бурения следует систематизировать как глинистые, карбонатные, галоидно-сульфатные. Эта систематизация в основном относится к твердым и полужидким отходам. К глинистым относятся отходы, твердая фаза которых представлена породами глинистой фракции (глины, аргиллиты, мергели). Карбонатные — это отходы, твердая фаза которых состоит преимущественно из карбонатных пород (известняки, доломиты). Галоидно-сульфатные отходы содержат твердую фазу, состоящую в основном из каменной соли, гипса и ангидрита. Такая систематизация позволяет оценивать пригодность этих отходов в качестве вторичного сырья при их утилизации.

 

Список используемой литературы

1. Иваницкий В.В, и др. Фосфогипс и его использование. М.: Химия. 1990. -221с.

2. Ломовцева СБ., Савинкова Е.И., Вальнянский Я.Е., Денисова М.З. Вяжущие свойства полугидрата сульфата кальция отхода производства экстракционной фосфорной кислоты. // Химическая промышленность. 1971.-Т.47.-§ 11.-С. 842-844.

3. Чистяков Б.З., Леликов А.Н. Использование минеральных отходов промышленности. Л.: Стройиздат. 1984. 151 с.

4. Ферронская A.B. Долговечность гипсовых материалов и изделий. М.: -1984,-254 с.

5. Никифоров Ю.В., Ребрин Е.В. Фосфогипс заменитель гипса при помоле клинкера. // Цемент. 1976. - № 1. - С. 19-20.

6. Маркевич И.П., Печковский В.В. Утилизация и ликвидация отходов в технологии неорганических веществ. М.: Химия. 1984. - 239 с.

7. Стонис C H. Технология переработки фосфогипса в строительный гипс (полугидратной бета-модификации). // Производство и применение в строительстве вяжущих и изделий на основе фосфогипса: Сб. трудов -Каунас. НИИСиА. Госстрой Лит. ССР. 1983. -С. 36-38.