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

     4.2.3 Технологии утилизации оборудования, содержащего ртуть, основанные на физико-химических методах

Технология обезвреживания и утилизации люминесцентных ламп разделением их на компоненты

Область применения. Метод используется для утилизации ртутьсодержащих люминесцентных ламп.

Описание метода. В основу метода положен подход, основанный на ведущей роли люминофора в концентрировании 95-97% ртути, присутствующей в утилизируемой лампе [35, 36]. Метод основан на "холодных и сухих" технологических процессах дробления и сепарации изделий в системе с пониженным давлением в условиях разряжения, главной целью которых является максимально полное выделение из лампы люминофора - основного носителя ртути.

Этот метод получил широкое распространение в мире. Известная шведская фирма "MRT system" разработала ряд высокопроизводительных установок переработки люминесцентных ламп разделением на компоненты, которые широко используются в США, ряде европейских стран, Японии, Южной Корее. Известны разработки американской фирмы "DYTEK", фирмы WEREC GmbH в Германии, компании "Lampcare" в Великобритании и др.

В России технология обезвреживания и утилизации люминесцентных ламп разделением их на компоненты реализована в установке "Экотром-2" (рисунок 4.49). Установка "Экотром-2" характеризуется высокой производительностью - 1200 ламп в час, экологичностью и безопасностью в обслуживании. Установки "Экотром-2" используются в большинстве региональных центров, где осуществляются сбор и переработка вышедших из употребления люминесцентных ламп: Москве, Санкт-Петербурге, Крыму, Белгороде, Петропавловск-Камчатском, Иваново, Ярославле, Перми, Челябинске, Сургуте и др. Также установки "Экотром-2" поставлены в Белоруссию и Польшу.

В процессе утилизации и обезвреживания люминесцентных ламп на установке "Экотром-2" происходит разделение люминесцентных ламп на три компонента: стекло, металлические цоколи (V класса опасности) и ртутьсодержащий люминофор, который преобразуется в герметичном вибрационном смесителе в малоопасный продукт минерализации люминофора IV класса опасности.

Металлические цоколи используются в металлургии. Стекло измельченное может применяться в качестве сырья при производстве строительных материалов: пеностекла, стеклоблоков, тротуарных плит, бордюрных блоков, полимерных изделий, а также для создания оснований дорожных одежд временных подъездных дорог, организации оснований временных площадок. Продукт минерализации люминофора может быть использован в бетонных покрытиях и при изготовлении изделий дорожного назначения.

Технологический процесс разделения ламп в установке "Экотром-2" на компоненты протекает в условиях разряжения воздуха с уловом остаточных паров ртути в адсорберах в системе очистки газов. Выбрасываемый в атмосферу воздух очищается в адсорберах от ртути до значений, не превышающих предельно допустимые концентрации (ПДК) для населенных мест, - 0,3 мкг/м.

     Рисунок 4.4 - Схема технологического оборудования процесса утилизации ртутьсодержащих ламп

Описание технологического процесса. Линейные люминесцентные лампы подаются на узел загрузки установки. За счет высокого разряжения, создаваемого воздуходувкой по всей длине установки, лампы разгоняются в ускорительной трубе и попадают в дробильно-сепарационное устройство, где разрушаются и разделяются на основные составляющие компоненты: измельченное стекло, металлические цоколи и ртутьсодержащий люминофор [39, 40].

Компактные люминесцентные лампы подаются в специальное устройство разделения компактных ламп, которое подсоединяется к ускорительной трубе вместо загрузочного стола линейных ламп. С помощью специального держателя компактная люминесцентная лампа вводится стеклянной частью в дробилку устройства разделения компактных ламп. Раздробленное стекло от компактных люминесцентных ламп поступает под разряжением в дробильно-сепарационное устройство установки "Экотром-2", где происходит его очистка от ртутьсодержащего люминофора. Цоколь вынимается из держателя и помещается в контейнер.

В дробильно-сепарационном устройстве частицы измельченного стекла просыпаются через вибрирующую решетку и направляются в сборник стеклобоя. В процессе движения частиц стекла по тракту установки в условиях вибрации в противоточно движущейся системе "стеклобой-воздух" происходит отделение порошкообразного люминофора от стекла ламп. Ртутьсодержащий порошок люминофора с образовавшейся высокодисперсной частью стеклобоя, далее - "люминофор", уносится воздушным потоком в циклон, где осаждается в сборнике люминофора. Металлические цоколи при разрушении ламп попадают на вибрирующую решетку дробильно-сепарационного устройства, где подвергаются механической очистке и направляются в сборник цоколей. Очищенное от ртутьсодержащего люминофора дисперсное стекло и металлические цоколи имеют показатели значительно ниже предельно допустимых концентраций (ПДК) по ртути (для почвы 2,1 мг/кг) и относятся к практически неопасным компонентам (V класс опасности). Очистка воздушного потока от паров ртути происходит в адсорберах до содержания ртути в воздухе менее ПДК для населенных мест 0,3 мкг/м. При превышении содержания ртути в выбросах в атмосферу 0,3 мкг/м адсорберы меняют местами, и в наиболее загрязненном адсорбере (бывшим первом) производится замена отработанного активированного угля [39, 40].