Предотвращение загрязнения водных объектов отходами титано-магниевого производства

• Автор: Теплоухов, Антон Сергеевич
• Шифр специальности: 25.00.36
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 143 с. : ил.

* ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПЕРЕРАБОТКИ И
ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ОТХОДОВ ТИТАНО-МАГНИЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА (литературные данные)
1.1 Переработка и обезвреживание отходов титанового производства
1.2 Переработка отходов магниевого производства
ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Объекты исследования, их характеристика и подготовка к работе
2.2 Методы анализа
2.2.1 Определение элементного, химического и фазового состава шлама
2.2.2 Определение радионуклидного состава шлама
2.2.3 Определение степени гидратации оксида магния
2.3 Методы исследования
2.3.1 Определение химической активности и вяжущих свойств
оксида магния и шлама
2.3.2 Определение предела прочности на сжатие и на изгиб лабораторных образцов
2.3.3 Определение коэффициента теплопроводности лабораторных образцов
2.3.4 Определение степени извлечения хлорида магния из шлама
; ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА И СВОЙСТВ ШЛАМА
КАРНАЛЛИТОВЫХ ХЛОРАТОРОВ
3.1 Изучение химического, фазового и радионуклидного состава шлама
3.2 Исследование вяжущих свойств шлама карналлитовых хлораторов
3.2.1 Изучение реакционной способности оксида магния,
содержащегося в шламе
3.2.2 Исследование термодинамики процессов твердения в системах Г^О-Н20 и МеО-МеС12-Н20
3.2.3 Исследование вяжущих свойств оксида магния и шлама
і*.-, ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ И ПРАКТИЧЕСКИХ
РЕКОМЕНДАЦИЙ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ ТИТАНОМАГНИЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА
4.1 Исследование и разработка технологии утилизации шлама в
порошок магнезиальный вяжущий
4.2 Исследование и разработка технологии получения композиционного материала конструкционного назначения с улучшенными теплофизическими свойствами
4.3 Исследование и разработка принципиальной технологической
схемы получения оксида магния и карналлита из шлама

4.4 Разработка практических рекомендаций по обезвреживанию высокотоксичных и радиоактивных отходов титанового производства
4.5 Оценка эколого-экономической эффективности переработки и обезвреживания отходов титано-магниевого производства
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Актуальность проблемы. При получении губчатого титана из ильмени-товых концентратов и металлического магния из природного карналлита образуются отработанные шламы, расплавы и радиоактивные пыли, являющимися промышленными отходами 11-1У класса опасности.
На стадии восстановительной рудно-термической плавки и последующего хлорирования ильменитовых концентратов в производстве губчатого титана происходит образование радиоактивной пыли, отработанных расплавов и возгонов титановых хлораторов. В их составах содержатся соединения тяжелых, редких и радиоактивных металлов (Сг, Мп, А1, Ре, Бс, Тц V, 7т, ТЬ, и).
В производстве металлического магния на окончательной стадии обезвоживания расплава карналлита образуются шламы карналлитовых хлораторов, содержащие в своем составе соединения щелочных, щелочноземельных и радиоактивных металлов (№, К, М§, Са, Ва, Бе, А1, ТЬ, Да).
Данные промышленные отходы представляют опасность для окружающей среды, загрязняя почвы и природные воды при выбросах их в атмосферу, при сбросе формирующихся промышленных сточных вод в водные объекты, при размещении твердых отходов в щламохранилищах.
При существующей технологии получения губчатого титана на ОАО “АВИСМА - титано-магниевый комбинат” ежегодно образуется около 1 тыс. т радиоактивной пыли, до 20 тыс. т расплавов и возгонов титановых хлораторов, при гидроразмыве которых в канализацию сбрасывается более 200 тыс. м3 кислых сточных вод, содержащих соединения высокотоксичных металлов. После нейтрализации такие сточные воды поступают в р. Каму, загрязняя поверхностные воды Верхне-Камского водного бассейна труднорастворимыми оксигидра-тами токсичных металлов.
Шламы карналлитовых хлораторов магниевого производства ОАО “АВИСМА - титано-магниевый комбинат” и ОАО “Соликамский магниевый завод” на сегодняшний день являются не утилизируемыми отходами. С момен-

Рисунок 3.4 - Дериватограмма образца Рисунок 3.5 - Дериватограмма образца М§0 гидратированного в системе М&0 гидратированного в системе
Г^0-Н20 при температуре 353 К в А^0-М§С12-Н20 при температуре 353 течение 4 часов: К в течение 3 часов:
Ат - потеря массы (мг); Т - температура (°С); ТГ - кривая потери массы; ТГП-производная ТГ; ДТА-кривая дифференциального термического анализа
Дериватограммы были сняты для всех гидратированных образцов N^0 при заданных значениях временных и температурных функций обеих исследуемых систем.
Кинетика степени гидратации (Р, %) М§0 в системах Мф>0-Н20 и М§0-Гу^С12-Н20 при различных температурах представлена на рисунке 3.6.