її подальше використання в народногосподарських цілях і вимагає поховання на полігонах промислових відходів. У цьому зв'язку актуальна розробка способу термічної утилізації ОСВ, що дозволяє в процесі деструкції витягати з них ТМ і отримувати продукт, що володіє споживчими властивостями.
Для визначення умов процесу термічної деструкції зразків ОСВ проведені термогравіметричні дослідження на повітрі при швидкості нагріву 10 град/хв в інтервалі температур 25-800 0С (рис. 1.). Можна виділити три основні температурних інтервалу розкладання органічної частини ОСВ зразка. В інтервалі від 20 до 190 0С відбувається видалення вологи. Втрата маси становить 77,8% з максимумами при 95 0С. У другому інтервалі температур 190-440 0С з максимумом при 260 0С відбувається розкладання органічних речовин, яке, починаючи з 440 0С, переходить в горіння з максимумом при 500 0С і закінчується при 520 0С.
_
Рис. 1. - Деріватограмма зразка зневодненого ОСВ
Втрата маси на другому етапі становить 9,5%, на третьому - 5,4%. Загальна втрата маси при 800 0С становить 92,7%. При повному спалюванні зразків утворюється 7,3% мінерального залишку (золи). При спалюванні попередньо висушених зразків ОСВ до вологості 15% утворюється 42% золи.
Відомо, що галогеніди ТМ при підвищеній температурі здатні переходити в газову фазу. Досліджено можливість використання цього ефекту для вилучення ТМ при спалюванні ОСВ. На підставі результатів проведених Термогравіметричні досліджень і температур летючості хлоридів важких металів визначена оптимальна температура процесу спалювання, яка склала 900-1000 0С. Зразки ОСВ попередньо обробляли концентрованими розчинами хлориду кальцію та/або калію. Доза внесення реагентів в ОСО вологістю 86% варіювалася від 7 до 28 г/кг
Результати по ефективності видалення важких металів (цинку, міді, марганцю, хрому) при реагентної термічної утилізації ОСВ представлені на рис. 2 (доза реагентів - 21 г/кг ОСВ з вологістю 86%). Найбільша ефективність видалення ТМ спостерігається при спалюванні зразків в присутності хлориду кальцію. При оптимальній дозі реагенту вміст міді знижується в 1,5 рази, марганцю - в 3,8 разів, цинку - 1,6 разів. Найбільший ефект досягається для цинку і марганцю, що обумовлено низькою температурою летючості їх хлоридів (730 і 650 0С відповідно).
Отримані зразки мінерального залишку піддавалися рентгеноспектральними мікроаналізу, результати якого представлені на
Рис. 3, хімічний склад мінерального залишку - в табл. 7. На підставі проведених досліджень обґрунтовано вибір реагенту і умови проведення процесу. Мінеральний залишок містить 5-7% фосфору (у перерахунку на Р2О5) і мікроелементи (марганець, калій, мідь та ін.), Необхідні рослинам для живлення і росту. Аналіз складу мінерального залишку дозволяє розглядати його в якості мінерального фосфорсодержащего добрива для кислих і підзолистих грунтів. мінеральний утилізація реагентний стічний
Рис. 2 - Зміст ТМ у золі, що утворюються при спалюванні зразків ОСВ і ОСВ, попередньо оброблених хлоридом кальцію і калію
а) б)
Рис. 3 - Спектрограми зразків
а) мінерального залишку зразка ОСВ, обробленого КCl (ОСВKCl), б) мінерального залишку зразка ОСВ, обробленого CaCl2 (ОСВCaCl2)
Таблиця 7. - Склад мінерального залишку, отриманого при обробці ОСВ
Хімічний склад одержуваних продуктів,% ОСВ оброблені KClОСВ оброблені CaCl2Удобреніе «фосфат-шлак» Хімічний склад одержуваних продуктів,% ОСВ оброблені KClОСВ оброблені CaCl2Удобреніе «Фосфатшлак»P2O54,727,498-12ZnO0,0410,244CaO2,91236,25325-30CuO0,1130,1CaSO44,631,445-Mn2O30,90,11Al2O32,466,6152,4TiO20,68-SiO23,7916,2216Cr2O30,69-Fe2O323,143,245Cl2,513,54K2O3,773,1452О40,1976,451Na2O5,462,37Прочие елементи0,0771,89423,6-34,6MgO3,920,887-9Ітого100100100
Найбільш доцільно проводити процес термічної деструкції ОСВ в присутності хлориду кальцію. Однак при використанні хлориду калію мінеральний залишок містить розчинне фосфорне добриво - фосфат калію, хлорид калію і біогенні мікроелементи.
На підставі проведених досліджень розроблено спосіб реагентної термічної утилізації ОСВ, що містять ТМ, що включає обробку ОСВ концентрованим розчином хлориду калію/кальцію (3 М), з наступною термічною деструкцією органічної частини ОСО на повітрі. На першій стадії підтримується температура 350 0С, що забезпечує розкладання фосфор-і сірковмісних органічних сполук з утворенням фосфатів і сульфатів; на другій стадії температура підвищується до 900-1000 0С, що дозволяє перевести утворюються хлориди ТМ в аерозолі. Димові гази після їх охолодження піддаються абсорбції 0,1 М розчином гідроксиду кальцію ...
