Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
В нашей стране установлен верхний предел содержания ртути в воздухе производственных помещений, равный 0,01 мг/м3, а для атмосферного воздуха населенных пунктов — 0,0003 мг/м3. Предельно допустимая концентрация ртути в воде водоемов — 5 мг/м8 или 5 вес. ч./млрд.
В США предельное содержание ртути в атмосфере производственных помещений в последнее время снижено с 0,1 до 0,05 мг/м3, а в, Швеции допускается до 0,1 мг/м3 [135]. Сообщается об установлении в некоторых американских штатах flIIIA предельно допустимой концентрации ртути в воде водоемов после разбавления на уровне 0,5 вес. ч./млрд. [136]. В Японии для сточных вод предприятий установлено предельное содержание ртути 20 вес. ч./млрд, хотя фактическое содержание составляет 150—300 вес. ч./млрд. [137].
В последнее время появилось много публикаций о снижении промышленных выбросов в цехах электролиза с ртутным катодом до нескольких граммов на 1 т Cl2. Опубликованы сообщения об ограничении в некоторых штатах США потерь ртути с промышленными выбросами до 2,5 г/т Cl2 [138], Сообщается также [136], что для завода фирмы «Кема-Норд» в Швеции установлен верхний предел содержания ртути в выбросах в г/т производимого хлора, не более:
С водородом...........0,5
С вентиляционными выбросами ... 1,0 В сточных водах .........0,5
Однако необходимо помнить, что учитываемые потери ртути с выбросами водорода, вентиляционного воздуха и сточных вод составляют обычно только небольшую часть общих потерь ртути. Основную же часть составляют механические потери в виде металлической ртути или ее соединений. В конечном счете эти потери также поступают в окружающую среду и приводят к загрязнению и водоемов, и воздушного бассейна в районе заводов.
Для снижения затрат ртути и уровня загрязнения ею окружающей природы применяют очистку сточных вод и регенерацию ртути из ртутьсодержащих отходов производства.
Регенерация ртути из шламов
В производстве хлора и каустической соды методом электролиза с ртутным катодом образуются разнообразные твердые отходы, содержащие ртуть. По характеру их возникновения ртутные отходы могут быть разделены на богатые ртутью графитовые шламы, содержащие до 20% ртути, и бедные ртутью отходы, в которые входят шламы от установок очистки сточных вод от ртути, очистки рассола, остатки отработанных графитовых анодов, графитовой насадки разлагателей и различные загрязненные ртутью производственные отходы, получаемые при5 ремонте и эксплуатации аппаратуры.
Основное количество ртутных шламов получается при чистке входных и выходных карманов электролизеров от графитовой мелочи и амальгамного масла. Количество шламов, выбираемых из карманов электролизеров, зависит от многих причин и прежде всего от качества рассола и графитовых анодов, а также от работы разлагателя амальгамы. При хорошей работе разлагателя, обеспечивающего полное разложение амальгамы, количество амальгамного масла в карманах
сильно снижается. В зависимости от этих условий количество шлама может составлять от 0,3 до 2 кг/т каустической соды.
Содержание ртути в шламах, извлекаемых из карманов электролизеров, обычно близко к 20 вес. %. Примерно 60—70% ртути может быть выделено в виде металла из шламов в результате отстаивания или отмывки водой и возвращено в производство. Для извлечения остальной части ртути, а также ртути из бедных шламов необходима термическая или химическая регенерация.
Наиболее распространена термическая регенерация ртути, заключающаяся в нагреваний ртутных шламов в различного вида печах — ретортах до 600—800 °С и отгонке паров ртути с последующей ее конденсацией.
Поскольку в шламах помимо металлической ртути могут присутствовать также и ее соединения, в реторту обычно добавляют около 10 вес. % обожженной извести для восстановления соединений ртути до металлической
Hg2Cl2 + CaO = CaCl2 + 2Hg+1/208
Восстановление ртути начинается уже при температуре около 225 °С. При повышении температуры процесс ускоряется и около 600 °С протекает быстро, сопровождаясь отгонкой паров ртути.
Обычно установки термической регенерации работают периодически. Используется как огневой обогрев через стены реторты, так и электрический с помощью наружных или внутренних нагревательных элементов сопротивления или нагревателей индукционного типа. Производительность установок термической регенерации ртути обычно лимитируется низкой теплопроводностью шламов после отгонки из них влаги. Вследствие этого прогрев всей массы шлама в реторте до температуры не ниже 600 °С происходит медленно и вся операция отгонки в реторте емкостью около 0,5 т обычно занимает 24—36 ч.
Для лучшего удаления паров ртути, после прогрева массы до 600 °С, внутрь реторты подается азот для продувки.
Чтобы уменьшить опасность загрязнения воздуха парами ртути, работают обычно при небольшом вакууме, при этом парогазовая смесь отсасывается из реторты через конденсатор вакуум-насосом. Для снижения температуры в парогазовую смесь перед входом в конденсатор иногда вспрыскивают воду.
Если шлам в реторте прогревается во всем объеме до температуры не ниже 600 °С, то остаточное содержание ртути в огарках после отгонки снижается до 0,005%.
