На сегодняшний день во всем мире острой проблемой является промышленная и экологическая безопасность. Выбросы и отходы предприятий негативно влияют на водоемы, почву, флору и фауну, медленно разрушают дороги, дома, автомобили и… здоровье человека. Одним из опаснейших источников негативного влияния на экологию являются отходы гальванических производств. Однако уже сейчас есть возможность применения таких отходов на пользу экономике и без вреда для людей.
Что такое гальваношламы
В нашей стране много промышленных предприятий, которые занимаются переработкой металла, изготовлением металлических изделий и конструкций с применением гальваностегии и гальванопластики. Хромированные, никелированные, оцинкованные детали и агрегаты более устойчивы к коррозии и износу, имеют более эстетичный вид.
Гальванические отходы (гальваношлам) – это масса, полученная путем очистки сточных промышленных вод, образующихся в процессе производства вышеуказанных деталей.
Гальваношлам по консистенции напоминает пасту с диапазоном цвета от темно-серого до темно-коричневого. Масса может содержать кислоты, соли тяжелых и цветных металлов, ПАВ.
При хранении на открытых площадках гальваношлам высыхает, пыль разносится ветром, попадает на природные объекты, в почву, в воду, на дома и автомобили. Также шламовая пыль из воздуха может проникать в организм человека. А находящиеся в такой пыли примеси могут нанести тяжелый вред здоровью – способствовать появлению злокачественных опухолей, заболеваний органов дыхания, негативно влиять на развитие плода во время беременности.
Все отходы гальванического производства в той или иной степени опасны. К отходам первого класса опасности относятся шламы, в составе которых есть никель, цианид, кадмий. Шламы, в составе которых есть медь, имеют класс опасности 2. Шламы, имеющие в составе тяжелые металлы, относятся к третьему классу опасности. Оценка технологий утилизации гальваношламов производится, опираясь на преобладание в гальванических отходах тех или иных веществ.
Проблемы утилизации гальванических отходов
Изначально промышленные предприятия, применяющие методы гальванопластики и гальваностегии, производили очистку сточных вод, чтобы выделить твердые частицы с вредными примесями. Долгое время полученные отходы (гальваношламы) размещали просто на городской свалке.
По прошествии некоторого времени было замечено, что в районах, где складируются гальваношламы, все чаще идут дожди, pH которых ниже 7, и такие осадки растворяют гидроксиды тяжелых металлов, содержащиеся в шламе. Растворенные вредные вещества впитывались в почву и отравляли ее. Поэтому было принято решение хранить такие отходы по-другому. Для этого строились специальные хранилища, которые представляли собой котлованы, дно и стенки которых защищены от попадания воды, исключая попадание в почву растворенных в воде вредных веществ.
С одной стороны это кажется удобным. Но с ростом промышленности возникла необходимость строить все больше и больше таких полигонов. Занятые под хранилища земли невозможно использовать в целях развития сельского хозяйства (под пахоту или пастбище), велики затраты и на транспортировку шламов с предприятия до места хранения.
Вторичное использование гальваношлама частично избавляет от необходимости его хранения, дает возможность получить строительные материалы и смеси с улучшенными эксплуатационными качествами.
Основные способы утилизации гальваношламов
Проблемы утилизации гальваношламов стоит очень остро, потому что с каждым годом таких отходов становится все больше, а полигоны для их хранения приходится постоянно расширять.
В современной промышленности есть возможность утилизировать гальванические отходы, содержащие тяжелые металлы и получить из них сырье, применяемое при изготовлении различных строительных и отделочных материалов таких как:
- керамзит;
- черепица;
- керамическая плитка;
- кирпич (силикатный, керамический);
- бетон и смеси для укладки кирпича;
- асфальтобетон;
- синтетический каучук и другие.
Утилизация гальваношламов заключается в высушивании массы, и включение ее, например, в керамическую смесь. Также ее добавляют в асфальтобетонную смесь и в цементно-песчаный раствор, который используется для кладки кирпича.
Испытания показали, что при изготовлении керамических изделий такая добавка позволяет уменьшить время сушки и время обжига на несколько часов. Уменьшается брак (раковины, трещины). Также увеличивается интенсивность окраски и прочность керамики. Утилизация гальванических отходов путем добавления в асфальтобетонную смесь позволяет примерно на 30 % сэкономить щебеночный наполнитель.
Гальванические отходы с примесями магния, кобальтовых соединений, цинка используются при изготовлении резины. Они подвергаются термообработке и измельчению, после чего добавляются в искусственный каучук. Это ускоряет вулканизацию, а также увеличивают прочность, эластичность и эксплуатационную выносливость резиновых изделий.
Шлам с содержанием железа, никеля, хрома пригоден для изготовления стеклянных облицовочных материалов.
Одно из направлений утилизации гальваношламов, содержащих хром – это переработка с целью окрашивания изделий из стекла и керамики. В результате получается богатый цветовой диапазон, глянцевая поверхность плитки становится более устойчивой к появлению царапин.
Утилизация отходов гальванического производства актуальна не только в России, но и за рубежом. Греческие ученые научились выделять из отходов железо, титан, кремний, скандий и редкоземельные металлы. Эти элементы широко востребованы при изготовлении высокотехнологичных устройств – компьютеров, смартфонов и даже автомобилей.
Подробнее о технологии можно узнать из видео:
Вывод
В нашей стране огромные территории используются в качестве хранилищ гальваношламов, поэтому актуальной является проблема их утилизации. Вторичная переработка отходов промышленного производства позволит не только значительно снизить негативное влияние на окружающую среду, но и освободить земли под сельскохозяйственные нужды, и в то же время — получить строительные материалы, асфальтобетон, декоративную керамику, стекло и резиновые изделия с улучшенными эксплуатационными качествами.