Региональная оценка токсичности хромсодержащих отходов в техносфере : На примере Приморского края

• Автор: Чернышева, Валентина Викторовна
• Шифр специальности: 11.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 199 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ТОКСИЧНЫЕ ОТХОДЫ ГОРНОДОБЫВАЮЩЕЙ И МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ОТРАСЛЕЙ
1.1 Виды, объемы, уровень использования металлосодержащих отходов
1.2 Характер распределения и токсичность металлических загрязнений
1.2.1 Характер распределения загрязнителей в экосистемах
1.2.2 Токсичность металлов
1.3 Хромсодержащие вредные отходы
1.3.1 Источники хромсодержащих отходов в техносфере
1.3.2 Практика использования в промышленности
1.3.3 Токсичность хрома и необходимость его рециркуляции
Выводы
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ РЕЦИРКУЛЯЦИИ ХРОМСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ
2.1 Состав и структура отходов
2.2 Анализ методов восстановления хрома и железа из металлических соединений
2.2.1 Восстановление окислов хрома
2.2.2 Восстановление окислов железа
2.3 Фазовые превращения в отходах при термохимической обработке
2.4 Исследование закономерностей восстановления в водородных средах
2.5 Исследование закономерностей восстановления в среде углерода
2.6 Исследование закономерностей восстановления
отходов в низком вакууме
Выводы
3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОЦЕССОВ РЕЦИКЛИНГА
3.1 Материалы и оборудование в технологическом цикле
3.2 Выбор технологических режимов
3.3 Контроль за ходом процесса изменения парциального давления при диссоциации
3.4 Варианты технологических схем рециклинга
Выводы
4. СОСТОЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ КРАЯ МЕТАЛЛОСОДЕРЖАЩИМИ ОТХОДАМИ
4.1 Приведенная масса условно токсичного вещества
4.2 Общая оценка уровня загрязнений техносферы Приморского края
4.3 Оценка загрязнений атмосферы и гидросферы
4.4 Критическая масса выбросов и нарушение устойчивости экосистем
4.5 Оценка опасности отходов горнорудных, горнодобывающих и
металлообрабатывающей предприятий края
Выводы
5. РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ХРОМСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ ЧЕРЕЗ РЕЦИКЛИНГ
5.1 Истощение ресурсов и рециркуляция вторичного сырья
5.2 Сокращение безвозвратных потерь металлов
5.3 Эколого-экономическая оценка технологий рециклинга
5.3.1 Экономическая оценка утилизации хромсодержащих отходов как природоохранного мероприятия
5.3.2 Расчет критериев экологичности производства для варианта утилизации твердых отходов
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Литература
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Выгодное стратегическое положение Приморского края (ПК) на Дальнем Востоке России и наличие богатых месторождений полезных ископаемых предопределило здесь специфичность уклада промышленной и социальной инфраструктуры, развитие горнорудной и горнодобывающей промышленности, строительство и функционирование предприятий ВПК. Все это сказывается на биосфере и среде обитания человека в крае. Добыча, переработка и обогащение минерального сырья, металлургическая и механическая обработка металлов в совокупности приводят к загрязнению почвы, атмосферы, поверхностных и грунтовых вод ионами тяжелых и цветных металлов. Загрязнение природной среды металлическими поллютантами, радиоактивными изотопами, химическими препаратами происходит за счет стабильных ежегодных сбросов непосредственно с предприятий, а также из зон складирования токсичных металлосодержащих твердых и жидких отходов. Несмотря на значительный спад в 1993 - 98 г.г. промышленного и горнорудного производства в крае, объем текущих ежегодных сбросов здесь в водные системы составляет 200 -400 т металлов. Ежегодно образуется: около 2,9 млн. т твердых
металлосодержащих отходов (3 и 4 классы опасности) горнодобывающих, предприятий (всего в хвостохранилищах ПК накоплено 98 млн. т), от 70 до 140 т высокотоксичных хромсодержащих отходов (ХСО) металлообрабатывающих предприятий (всего накоплено около 760 т). Основными поллютантами в техносфере края являются ионы хрома, меди, цинка, свинца, железа, никеля, ртути, кобальта, кадмия и др. Изучается радиоактивный вклад в техносферу продуктов распада урана, тория, калия и трансурановых элементов [1,2,4].
Анализ уровня загрязнения окружающей среды ионами металлов, активно включающихся в обменные процессы, вызывающих серьезные физиологические и неврологические нарушения здоровья человека и

температуре 20° - 40°С. При твердении цемента происходят реакции между клинкерными минералами (ЗСаО*8Ю2, 2Са8Ю2, ЗСа*А12<Э3,
4Са0*А1203*Ее203) и водой, которые в свою структуру могут заключать оксиды и гидрооксиды тяжелых металлов из шламов. Продукты гидратации цемента практически нерастворимы в воде. В водных вытяжках, где исследуемые образцы находились до 30 дней, наблюдались низкие концентрации тяжелых металлов.
ДВО РАН разработаны технологии по утилизации гальванического шлама, используя его в качестве пигментов для лакокрасочных материалов и подглазурных покрытий для керамики и фарфора. По своему химическому составу для производства пигментов под ЛКМ отвечают шламы заводов «Варяг» и предприятия «Эра», высокое содержание в них железа обеспечивает пигментам устойчивый коричневый цвет. Но в шламах предприятия «Эра» высокое содержание кадмия, поэтому исследования в этом направлении проводились только на шламах завода «Варяг». Утилизация гальванических шламов использованием их в качестве строительных материалов предполагает только обезвреживание без рециркуляции и вторичного использования металлов, что не вполне рационально в плане ресурсосбережения [4,6,7].
Еще одно направление в использовании ХСО - синтез важных неорганических материалов - ферритов, сорбитов, катализаторов. Это: запатентованные в Японии ферритный способ осаждения ионов тяжелых металлов с солями двухвалентного железа (в щелочной среде с добавлением порошкообразнного магнетита); электрохимическое соосаждении ферритов в электролизере с железными электродами; сорбционный способ (имеются промышленные установки) удаления хрома из сточных вод активированным углем, сорбентами на основе угольной пыли или «активным ферритом». Степень удаления тяжелых металлов увеличивается в 103 -104 раз по сравнению с использованием магнитного феррита. Из ферритов производят различные радиотехнические детали [157]. Катализаторы, полученные из отработанных