ИТС 15-2021 Утилизация и обезвреживание отходов (кроме термических способов)

     4.2.2 Технологии утилизации и обезвреживания оборудования, содержащего ртуть, основанные на химических методах

Метод мокрой химической демеркуризации (гидрометаллургический метод)

Сущность гидрометаллургического метода заключается в обработке раздробленных люминесцентных ламп химическими демеркуризаторами с целью перевода ртути в труднорастворимые соединения, как правило, сульфид ртути. В качестве демеркуризатора чаще всего используются растворы полисульфида натрия или кальция.

Область применения. Метод применяется для утилизации и обезвреживания люминесцентных ламп разных типов и размеров, в том числе компактных люминесцентных ламп, линейных трубчатых люминесцентных ламп, U-образных и фигурных люминесцентных ламп и т.д., а также боя ламп и ртутьсодержащих приборов [37, 38].

Описание метода. Использование данной технологии реализуется на установках типа "Экотром-2У". Основная концепция обезвреживания ламп состоит в том, что на поверхность измельчаемых ртутьсодержащих ламп распылением (капельным путем) наносится химический демеркуризатор (препарат Э-2000Т), при этом металлические цоколи отделяются и поступают в отдельный контейнер. При самопроизвольном высыхании и разложении химических соединений препарата выделяются высокоактивная сера, сероводород, CaO и тепло, которое интенсифицирует дальнейшее разложение препарата и обеспечивает сушку смоченных поверхностей. В процессе смачивания и сушки содержащаяся на поверхности стекла и сорбированная люминофором ртуть преобразуется в сульфидную форму.

Сера и сероводород (до 2 мг/м), содержащиеся в технологическом воздухе, проходя через адсорбер, снаряженный активированным углем, импрегнируют сорбент, благодаря чему концентрация ртути в удаляемом воздухе снижается до 0,0003 мг/м, а эффективность химической очистки со временем возрастает [37, 38].

Образовавшийся стеклобой с максимальным размером частиц 6 мм, покрытых затвердевшим слоем люминофора, не пылит, содержание паров ртути над ним на высоте 1 м <0,0005 мг/м - продукт IV класса опасности - размещается на полигонах захоронения бытовых отходов или включается в цементную матрицу для последующего использования. Содержание сульфида ртути в стеклобое <0,007% [37, 38]. Металлические цоколи используются в качестве вторичного металлического сырья.

Термохимическая технология периодического действия

Область применения. Метод применяется для ртутьсодержащих ламп.

Описание метода. Целые лампы нагревают, выдерживают 25 мин при температуре, обеспечивающей десорбцию ртути, и резко охлаждают путем контакта горячей лампы в смесителе с раствором серосодержащего реагента (реже используют йодсодержащий реагент). В итоге происходит термическое разрушение колбы, а ртуть связывается (технология Сэлта); производительность установки - до 180 ламп/ч. Термохимическая технология не может работать в непрерывном режиме.

При термохимической демеркуризации отработанных ртутных ламп для дальнейшей переработки обезвреженного боя ламп возможно применение трех принципиально различных способов улавливания паров ртути:

- конденсации ртути с помощью охлаждения технологического газа водой до 35-40°С (с доизвлечением ртути из газов адсорбцией на активном угле);

- конденсации ртути с помощью криогенной вакуум-ловушки (при температуре 196°С) - криогенная конденсация;

- химического связывания ртути путем обработки ее паров реагентами (в частности, перевод ртути в малотоксичный нерастворимый сульфид).

Основным продуктом термохимической демеркуризации отработанных ртутных ламп является стеклобой (содержание стекла ~95%), наряду с уловленной ртутью или сульфидом ртути. Демеркуризованный бой ламп без последующего обогащения является отходом производства, поскольку его вторичное использование затруднено из-за повышенного содержания люминофора, алюминия и токсичных элементов (таких как Pb, Zn и др.). После удаления люминофора и выделения металлов методами обогащения стеклобой можно использовать для изготовления керамических изделий, для добавки к стекломассе при производстве стекла, в дорожном строительстве, в производстве строительных материалов и др. Кроме того, обогащение демеркуризованного стеклобоя позволяет извлечь для повторного использования цветные металлы.