Переработка твердых отходов химической промышленности

В сельском хозяйстве  фосфогипс используется для гипсования солонцовых почв. При внесении в такие почвы фосфогипса (6-7 т на 1 га) происходит образование сульфата натрия, который легко вымывается. Фосфогипс рекомендуется применять в качестве местных удобрений. Использование фосфогипса не требует очистки от оксида фосфора P₂O₅, поскольку эта примесь играет положительную роль при внесении в почву.

Среди других методов  переработки фосфогипса перспективным  является извлечение из него элементной серы путем восстановления при температуре 1100-1200 .

Переработка пластмасс и эластомеров. Технологические отходы пластических масс и эластомеров образуются в отраслях, занимающихся синтезом и переработкой этих продуктов. По статистическим данным, в производстве этих отходов образуется от 5 до 35%.

Длительное  время захоронение в почву и сжигание были наиболее распространенными способами уничтожения отходов пластмасс и эластомеров. Тепло, выделяющееся при сжигании, использовалось для генерирования водяного пара. Однако при сжигании происходит образование сажи от неполного сгорания полимеров, выделение токсичных газов и, как следствие, повторное загрязнение воздушного бассейна.

К основным способам переработки отходов пластмасс  относятся:

- термическое разложение путем пиролиза;

- деполимеризация  с получением исходных низкомолекулярных  продуктов (мономеров, олигомеров);

- вторичная  переработка.

Пиролиз полимеров осуществляется при температурах 800-1100 и позволяет получить высококалорийное топливо, сырье и полупродукты, используемые в различных технологических процессах, а также мономеры для синтеза полимеров. При пиролизе отходов полиэтилена (Т=740 ) образуются полезные продуты: этилен (25%), метан (16%), бензол (12%), пропилен (10%).

Установка термического пиролиза включает дробилку, шнековый питатель, печь пиролиза, скруббер для  промывки пирогаза, холодильник, ректификационную колонну разделения углеводородов  и камеру сжигания отходящих газов. В случае переработки поливинилхлорида предусматривается скруббер для поглощения соляной кислоты HCl. Печь  пиролиза отходов представляет собой обогреваемую вертикальную цилиндрическую камеру, в которой измельченные пластмассовые отходы перемещаются под действием силы тяжести вниз, а продукты пиролиза из верхней части печи направляются на переработку.

Разработаны процессы каталитического гидрокрекинга для превращения полимерных отходов в бензил и масла.

Процессу деполимеризации  с получением мономеров подвергают только те виды пластмасс, которые распадаются при сравнительно низких температурах (300-450 ). К таким полимерам относятся полистирол и его сополимеры, полиакрилаты. Пиролиз полистирола сопровождается получением 50-70% исходного стирола, при термическом разложении полиметилметакрилата выход газообразного метилметакрилата достигает 91-96%.

Наиболее эффективным  способом утилизации отходов полимерных материалов является их  в т о  р и ч н а я  (а в некоторых случаях многократная)  п е р е р а б о т к а.  Освоены процессы переработки вышедшей из употребления полиэтиленовой пленки в трубы для сельского хозяйства и изделия менее ответственного назначения, а также во вторичную пленку. Технологический процесс получения вторичной полимерной пленки заключается в подготовке исходного сырья (использованной пленки), гарнулировании и смешении полученных гранул с первичным полиэтиленом с последующим получением пленки обычными методами.

     Переработка пиритных огарков. Опираясь на литературу [2], можно сказать, что одним из наиболее многотоннажных отходов химической промышленности является пиритный огарок, образующийся и производстве серной кислоты. На сернокислотном производстве накоплено более 40 млн. т пиритных огарков. К имеющимся запасам ежегодно прибавляется 7 млн. т. Огарок состоит из оксидов железа, сульфидов и оксидов других металлов, кварца, алюмосиликатов и пирита. В огарке содержится около 58% железа, до 2% меди, небольшие количества серебра, золота и других ценных металлов. Пиритные огарки могут быть использованы в цементной и стекольной промышленности. Наиболее перспективна комплексная переработка огарков с высоким содержанием меди цинка, свинца, серебра и серы путем хлорирующего обжига, позволяющего извлечь и использовать редкие и цветные металлы. После извлечения ценных металлов хлорирующим обжигом огарок представляет собой сырье для получения железа.

В качестве хлорирующего агента можно применим раствор хлорида  кальция, образующийся при производстве соды. Огарок смешивают и гранулируют  с раствором хлористого кальция, полученные гранулы обжигают при 1500 К. Происходит возгонка цветных металлов и образование прочных агломератов - сырья для доменного производства чугуна.

    Переработка галитовых отходов. Значительное количество твердых отходов образуется в производстве калийных удобрений из сильвинита (смеси хлоридов натрия и калия). На 1 т хлорида калия образуется 1,8-2,6 т так называемых галитовых отходов - хлорида натрия с примесями хлорида калия и других солей. Складирование галитовых отходов требует больших площадей и ведет к засолению почвы, повышению содержания минеральных солей в подземных водах. Галитовые отходы можно перерабатывать на поваренную соль. Но в настоящее время на заводах калийных удобрений накоплено в избытке более 500 млн. т галитовых отходов (ежегодно прибавляется 50 млн. т). Их использование составляет не более 5,6 млн. т в год. Проводят иногда и захоронение галитовых отходов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

      В данной работе были рассмотрены основные ныне существующие и перспективные способы утилизации и переработки  твердых отходов химической промышленности:

- переработка  фосфогипса. Переработка фосфогипса  состоит в том, что из него  получают, во-первых, гипсовые вяжущие,  во-вторых, цемент (в качестве добавок), в-третьих, серную кислоту и  известь, в-четвертых, сульфат аммония, а также фосфогипс широко применяется в сельском хозяйстве в качестве удобрения почв. Среди других методов переработки фосфогипса перспективным является извлечение из него элементной серы путем восстановления при температуре 1100-1200 С.

- переработка  пластмасс и эластомеров. К основным способам переработки отходов пластмасс относятся: термическое разложение путем пиролиза, деполимеризация с получением исходных низкомолекулярных продуктов (мономеров, олигомеров) и вторичная переработка. Также разработаны процессы каталитического гидрокрекинга для превращения полимерных отходов в бензил и масла.

- переработка  пиритных огарков. Наиболее перспективна комплексная переработка огарков с высоким содержанием меди цинка, свинца, серебра и серы путем хлорирующего обжига, позволяющего извлечь и использовать редкие и цветные металлы.

- переработка  галитовых отходов. Данные отходы перерабатывают в поваренную соль.

 

Литература

1 - Бесков В.С., Сафронов В.С. Общая химическая  технология и основы промышленной экологии. - М.: Химия, 1999. - 472с.

2 - Мухленов  И.П. Основы химической технологии.- М.: Химия, 1991. - 255 с.