СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РТУТИ ИЗ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМП
PROCEDURE FOR EXTRACTION OF MERCURY FROM FLUORESCENT LAMPS

Изобретение относится к установкам для утилизации люминесцентных ламп.
Количество люминесцентных ламп и ДРЛ, используемых только в приборостроительной области, исчисляется миллионами и через 1,5-2 года выбрасывается на свалки.
В связи с этим большое практическое значение приобретает разработка и внедрение технологии извлечений дорогостоящих материалов из люминесцентных ламп и ДРЛ после окончания срока их эксплуатации, в частности технология извлечения ртути.
Разработка технологии извлечения ртути является составной частью создания ресурсосберегающей технологии и природоохранительной системы.
3
Ртуть (Hg) имеет атомный вес 200,59. Она мало распространена в природе: ее содержание в земной коре составляет всего 0,000005 вес.%. Изредка ртуть встречается в самородном виде, вкрапленная в горные породы, но главным образом она находится в природе в виде сульфида ртути HgS, или киновари. Ртуть - единственный металл, жидкий при обыкновенной температуре, ее плотность составляет 13,546 г/см.
Ртуть является весьма дорогостоящим элементом. Добыча ее отличается трудоемкой технологией, которая приводит к нарушению земель по форме рельефа, т.е. к нарушению экологического равновесия. Кроме того, неутилизированные люминесцентные лампы могут приводить к попаданию паров ртути в атмосферный воздух, через почву и в воду.
3
Ртуть относится к веществам первого класса опасности, а ее величина ПДК составляет 0,0003 мг/м согласно СН245-71, т.е. ртуть является чрезвычайно опасным веществом, оказывающим пагубное влияние на окружающую среду и живой мир.
3
Каждая лампа содержит 60…120 мг ртути. Примерно 100 г ртути можно получить из 1000 ламп. Испарение такого количества ртути из разбитых ламп приводит к загрязнению 10 млн м воздуха до ПДК. Переработка использованных люминесцентных ламп исключает это воздействие.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является способ утилизации по патенту RU 2052527 C1, 20.01.1996.
Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая степень ресурсосбережения и очистки газов.
Технический результат - повышение эффективности и энергоресурсосбережения переработки лома и очистки газов.
Это достигается тем, что в способе извлечения ртути из люминесцентных ламп, заключающемся в том, что осуществляют дробление ламп, погрузку боя в контейнер и демеркуризацию боя ламп в ванне с раствором, демеркуризацию боя ламп в ванне с раствором осуществляют в течение 1,5 часа, затем установку контейнера на лотке для стока раствора, после чего транспортировку боя и арматуры в контейнерах к линии сортировки, затем сбор раствора в приемный бак, перекачку раствора через фильтр с сульфоуглем типа КУ-2, сжигание фильтра с сульфоуглем и получение металлической ртути, сбор раствора для повторного приготовления, сбор раствора в хозяйственно-фекальную канализацию.
На чертеже приведена схема установки для реализации способа.
3
3
Установка по извлечению ртути из люминесцентных ламп и ламп типа ДРЛ может располагаться на территории предприятия по изготовлению ламп или на предприятии любой отрасли, где эксплуатируется большое количество люминесцентных ламп и ДРЛ. Операция установки контейнера на лотке преследует цель стока демеркуризационного раствора. Операция сбора отработанного демеркуризационного раствора производится в приемный бак емкостью 1,6 м. Операция перекачки отработанного раствора производится насосом в ионообменный фильтр с сульфоуглем, предварительно прошедшим регенерацию раствором СаСО. Операция выделения металлической ртути происходит за счет сжигания фильтра с сульфоуглем, которое производится один раз в два года.
Способ извлечения ртути из люминесцентных ламп осуществляют следующим образом.
В основу технологии извлечения ртути из люминесцентных ламп и ДРЛ лежит способ демеркуризации. Операция дробления ламп осуществляется в барабане, при вращении лопастей которого происходит измельчение стекла ламп.
При этом операция погрузки в контейнер осуществляется перемещением боя стекла ламп и арматуры по желобу. Операцию демеркуризации боя стекла ламп производят помещением контейнера в ванну с демеркуризационным раствором, где его выдерживают в течение 1,5 часов.
В таблице приведены типы, химический состав и краткая характеристика демеркуризационных растворов.
Таблица
Тип раствора
Состав и удельный расход на одну лампу демеркуризационного раствора
Состав и удельный расход на одну лампу демеркуризационного раствора
Раствор №1, Температура раствора 28°С
Перманганат калия KMnO<sub>4</sub> - 0,00025 г/лСоляная кислота HCl - 0,000125 г/лТехническая вода - 0,0375 г/л
Ионы в пересчете на металлическую ртуть: KMnO<sub>4</sub> - 0,5·10 г/лHCl - 0,25·10 г/л
Раствор №2, Температура раствора 28°С
Хлорное железо FeCl·6Н<sub>2</sub>О - 0,00625Карбонат кальция СаСО<sub>3</sub> - 0,0015 г/лТехническая вода - 0,0375 г/л
Ионы в пересчете на металлическую ртуть: FeCl·6H<sub>2</sub>O - 1,25·10 г/л,СаСО<sub>3</sub> - 3,75·10 г/л
Наряду с основными операциями имеются дополнительные.
3
Отработанный демеркуризационный раствор может быть направлен в бак емкостью 1,6 м для повторного приготовления демеркуризационного раствора или в системы хозяйственно-фекальной канализации предприятия. Массу подвергают обработке (отделению металлической арматуры от боя стекла). Бой стекла ламп направляют для переработки на предприятие по производству ламп или на предприятие стеклянных изделий. Металлическую арматуру направляют для переплава на машиностроительные или металлургические предприятия. Общее количество ртути, которое может быть извлечено при демеркуризации люминесцентных ламп и ДРЛ, определяют по формуле:
M=m×N,
где М - общее количество ртути, которое может быть извлечено из люминесцентных ламп и ДРЛ, г; m - количество ртути, которое может быть извлечено из одной лампы, г; N - количество ртути, подлежащей демеркуризации.
Количество ртути в одной люминесцентной лампе - 0,05-0,12 г, одной ДРЛ - 1,2 г.
Можно получить количество ртути, полученное после утилизации. Так, утилизация только 72 люминесцентных ламп позволяет выделить минимум 3,6 г ртути. С учетом всех производственных помещений это уже значительная цифра и путь к созданию природоохранной системы.
В Москве за год потребляется 6000 тонн изделий только люминесцентных ламп радиоэлектронной, электротехнической и медицинской отраслей промышленности, содержащих ртуть и ее соединения. Ежегодно на свалки только люминесцентных ламп вывозится 7 млн штук.