По производству и обработке металлов

При производстве 1 млн. т/год черных металлов образуется около 200 млн. м³ сточных вод, уносящих с собой свыше 100 тыс. т железа. В расчете на общую годовую производительность всех металлургических заводов России потери металлов составляют около 10 млн. т, т. е. не менее 10% годового производства. Значительная часть этого гигантского количества металла уносится со шламами мокрой газоочистки, которые могут быть отфильтрованы, подсушены и возвращены в производство. При этом стоимость возвращаемого материала в 4–5 раз ниже, чем стоимость основного сырья (при сравнимом содержании железа). К тому же и фильтраты оказываются достаточно чистыми для технического использования.

Сточные воды предприятий по обработке цветных металлов обычно содержат соединения:

р-элементов (кремний, германий, олово, свинец, алюминий, галлий, висмут);

d-элементов (медь, никель, цинк, кадмий, ртуть, хром);

s-элементов (натрий, калий магний, кальций).

Первые используют для получения полупроводников, а также легких и паяльно-лудильных сплавов, вторые – в качестве легирующих компонентов и покрытий, третьи – для производства сверхлегких сплавов и теплоносителей. При извлечении и утилизации этих металлов стоимость очистки 1 м³ СВ снижается в 3–4 раза.

Однако при этом необходимо учитывать, что реагентные методы, обеспечивающие извлечение ценных компонентов, не решают проблему утилизации воды – проблему, которая становится все более актуальной. Причина в том, что при добавлении реагента вместо извлекаемого металла в воду переходит металл-заместитель. В последние годы все чаще используют более дорогие и менее производительные мембранные и ионообменные процессы, позволяющие получить чистую и сверхчистую воду, используемую в ряде отраслей современной техники.

Здесь необходимо также отметить, что извлечение примесей из СВ более экономично, чем утилизация тех же компонентов из твердой и газовой фазы, поскольку в большинстве случаев их все равно приходится переводить в раствор, что связано со значительными затратами.

Рассмотрим некоторые из разработанных технологий.

В институте ВОДГЕО разработан метод регенерации хромовой кислоты из отработанных концентрированных растворов, образующихся при хромовокислотном травлении стальных, латунных и медных изделий.

На аккумуляторных заводах средней мощности образуется до 2500 м³/сут. сточных вод, содержащих соли свинца в количестве 15–20 мг/л. Осаждение труднорастворимых солей из таких растворов нецелесообразно, поэтому свинец извлекают селективно с помощью активированного угля. При этом экономия может достигать 300 тыс. рублей в год. Сточные воды ртутных комбинатов можно очищать путем осаждения оксида щелочными компонентами, получаемыми при пылегазоочистке выбросов трубчатых обжиговых печей.

На радиозаводах при производстве фольгированных плат образуются СВ, содержащие хлорид меди(2+), хлориды железа(2+) и железа(3+). Утилизацию этих стоков осуществляют путем цементации меди на железной стружке, а образующееся двухвалентное железо используют для восстановления шестивалентного хрома из СВ отделения хромирования.

При переработке ванадиевых шлаков на одном из заводов доизвлекают пятиокись ванадия из СВ путем подкисления их отходящими газами обжиговых печей, что позволяет осуществить девятикратный водооборот.

Сотрудниками института ВОДГЕО разработан метод регенерации алюминатных растворов, получаемых при щелочном травлении деталей из алюминиевых сплавов. По данным разработчиков, 1 м³ отработанного травильного раствора содержит 30 кг алюминия и 144 кг щелочи. При нейтрализации суточного количества СВ извлекается 3 т гидроокиси алюминия с влажностью 80%. Щелочь частично регенерируют с помощью извести, а осадки сульфата и алюмината кальция используют для производства глиноземистого цемента.