Способ очистки грунтов и шламов от загрязнения металлической ртутью

В последнее время активно обсуждается проблема воздействия на природу и человека техногенных отвалов и загрязненных промышленных территорий. Воздействие ртути на организм человека хорошо изучено, а поступление ее в окружающую нас среду уменьшается незначительно. Ртуть и ее соединения использовались и используются на многих предприятиях.

 

Химическая промышленность (производство хлора и каустика, хлорвинилмономера и др.) являлись основной сферой потребления ртути на территории современной России. Основные потери металла (до 80%) на отечественных хлор-щелочных заводах были обусловлены утечками металлической ртути, неполнотой ее сбора при эксплуатации электролизеров и проведении ремонтных работ, а также при авариях.

 

Многие предприятия перешли на использование безртутной технологии в производстве, некоторые были закрыты без должной подготовки, оставаясь при этом мощными источниками загрязнения окружающей среды. По данным различных публикаций, на территории Российской Федерации, в результате работы предприятий использующих в производственных процессах металлическую ртуть, было потеряно более 3000 тонн ртути. По опубликованным данным, ежегодно из мест хранения отходов промышленных предприятий в почвогрунты поступает до 50 т, в воздух до 3,5 т ртути.

За весь период добычи золота в России в окружающую среду могло поступить 6350-6690 т ртути, из них 6125-6660 т за счет потерь при амальгамировании и 230-245 т в результате извлечения с золотосодержащими рудами и породами. Как показывают результаты исследований, наиболее сильное ртутное загрязнение наблюдается вблизи золотоизвлекательных фабрик, где ртуть непосредственно использовалась в технологических процессах. Так, было установлено, что содержание ртути в объектах окружающей среды может превышать предельно допустимую концентрацию (ПДК) в 4-100 раз. Чрезвычайно высокие концентрации ртути в 1000-2000 мг/кг (50-100 ПДК для почв) зарегистрированы в хвостах обогащения и загрязненных грунтах вблизи установок по получению и переработке золотосодержащих концентратов. [1, 2]

Для снижения негативного воздействия и сокращения территорий, загрязненных ртутью, рассматриваются и применяются различные методики по локализации и ликвидации очагов ртутного загрязнения. От относительно простых, как создание капсул, в результате внедрения которых создается могильник, изолированный от окружающей среды относительно непроницаемой оболочкой, до радикальных — извлечение и вывоз на захоронение или переработку загрязненного ртутью грунта.

 

Разработанная ООО «Мерком» технология очистки грунтов и шламов от загрязнений металлической ртутью, позволяет производить рекультивацию земель, загрязненных металлической ртутью. При этом имеется возможность резкого снижения концентрации ртути в перерабатываемых материалах, что позволяет значительно сократить расходы по локализации загрязнения при значительном снижению негативного воздействия на окружающую среду.

ООО «Мерком» создано и работает с 1992 г. Все это время основным направлением деятельности предприятия является работа с ртутью и ртутьсодержащими отходами.

Ежегодно ООО «Мерком» принимает на переработку более 100 тонн ртутьсодержащих отходов. Использование современных технологий по обезвреживанию ртутьсодержащих отходов позволяет выделить сначала вторичную, загрязненную примесями ртуть, а в дальнейшем, после применения специальной технологии очистки, удается получить металлическую ртуть товарных марок. ООО «Мерком» ежегодно производит из отходов и реализует от 5 до 10 тонн товарной ртути.

За время работы нашего предприятия накоплен большой опыт по обращению с ртутными отходами. В результате многолетних исследований и проведения анализа современных методов переработки ртутьсодержащих материалов, специалисты нашего предприятия разработали технологию и создали механизированный комплекс для извлечения металлической ртути из грунтов и шламов различного происхождения.

В 2012 г. на территории ООО «Мерком» были проведены укрупненно-лабораторные испытания, с применением созданной установки гравитационного разделения материалов, которые дали положительные результаты. [3]

Для эксперимента была использована проба материала, отобранного из шурфа на территории одного из предприятий России. Исходное содержание ртути в пробе загрязненного грунта, массой 829 кг, составило 2,42%. В процессе разделения на установке было выделено 15,2 кг металлической ртути. В результате рафинирования выделенной ртути получена товарная ртуть соответствующая марке Р-1 по ГОСТ 4658-73. Извлечение ртути из пробы грунта после промывки составило 75,77% от общего количества ртути. Остаточное содержание в промытом грунте составило от 0,4 до 0,7% в различных фракциях материала, что объясняется заражением грунта ртутьсодержащим шламом (ртутными соединениями) предприятия.

После переработки грунтов, собранных в местах розлива металлической ртути, остаточное содержание ртути в отмытых грунтах не превышает 100 мг/кг. Что по нормам российского законодательства соответствует малоопасным отходам (IV класс опасности для окружающей среды).

Получив положительные результаты по всем этапам испытаний, в феврале 2017 г. было принято решение о получении патента на разработанную методику и аппаратурное оформление.

 

Патент на изобретение № 2667967 был получен 25 сентября 2018 г.

 

Применение данной технологии, в дополнение к используемому на нашем предприятии методу по переработке боя и брака термометров, позволило довести содержания ртути в обработанном стеклобое до уровня, не превышающего 2 мг/кг (ПДК для почв — 2,1 мг/кг). Этот результат позволяет отнести полученные в ходе демеркуризации материалы к V классу опасности для окружающей среды.

То есть, материалы после обработки по разработанной технологии имеют наиболее низкую степень вредного воздействия на окружающую среду, и представляют наименьшую опасность для экологической обстановки и практически не нарушают экосистему.

Разработанная технология очистки грунтов и шламов от загрязнений металлической ртутью позволяет извлекать ее без выбросов вредного вещества в атмосферу, как это происходит при традиционном термическом обжиге, а так же исключает попадание ртути в водные объекты.

Схема технологического процесса гравитационного извлечения ртути

из материалов содержащих металлическую ртуть

Материалы загрязненные ртутью

Репульпация

Грохочение

Отсев

(на утилизацию)

Оборотная вода

Гравитационный

сепаратор

Ртуть

(на рафинирование)

Сгуститель

Промытый материал

(на термическую переработку или на захоронение)

Применение данной технологии возможно и к грунтам зараженным ртутью при извлечении золота. В результате консультаций со специалистами, занимающимися золотодобычей в России, была рассмотрена возможность применения данной технологии к переработке хвостов обогащения золотодобычи проводившейся ранее с применением ртути.

Согласно нашим исследованиям, данная технология позволит извлечь ртуть совместно с золотом, с дальнейшим отделением золота в процессе рафинирования ртути.

При этом имеется возможность размещения очищенных и переработанных грунтов на тех же площадках и территориях, откуда они будут изыматься для переработки.

В результате проведения работ возможно значительное сокращение загрязнения окружающей среды ртутью, с получением на выходе товарной ртути и золотого концентрата.

Донских Константин Дмитриевич, Донских Дмитрий Константинович, Скитский Виталий Леонидович

Литература:

  1. Оценка поступлений ртути в окружающую среду с территории Российской Федерации. Подготовлено для Совета стран Арктики: Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору, Датское агентство по охране окружающей среды, 2005 г.
  2. Доклад ООО «Гипрохлор» на заседании координационного Совета при Губернаторе Иркутской области «Итоги работы по 1 этапу выполнения проектных работ по демеркуризации цеха ртутного электролиза в г. Усолье-Сибирское, Иркутской области». 2011 год.

  3. Отчет о проведении укрупнено-лабораторных испытаний технологии промывки зартученных грунтов и шламов, ООО «Мерком», г. Лыткарино, МО, 2013.

  4. Донских Д.К., Донских К.Д., Скитский В.Л. Патент РФ «Способ очистки грунтов и шламов от загрязнений металлической ртутью», ООО «Мерком», 2018 г.