Екологічно безпечна маловідхідна технологія реутилізації сірчанокислого електроліту акумуляторних батарей

26. Токарев П. О. Утилизация жидких отходов образующихся в процессе реутилизации электролита свинцовых аккумуляторов / П. О. Токарев, Т. С. Башевая // Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів : VII міжнар. наук. конф. аспірантів та студентів : зб. доповідей . - Донецьк: ДонНТУ, 2008. -Т.1. - С. 111 - 112.

27. Фроль А. С. Сернокислые отходы аккумуляторных батарей - государственная экологическая проблема Украины / А. С. Фроль, Т. С. Башевая, А. Г. Яценко // Екологічна безпека держави : всеукр. наук. конф. студентів та аспірантів : матеріали конф. - К.: Вид-во Нац.авіац.ун-ту «НАУ-друк», 2009. - С. 6 - 7.

28. Башевая Т. С. Характеристика влияния сернокислых отходов аккумуляторных батарей на окружающую среду / Т. С. Башевая // Підвищення ефективності використання водних, теплових та енергетичних ресурсів та охорона навколишнього середовища: міжнар. наук.-практ. конф. молодих вчених і студентів : зб. тез. - КНУБА, 2009. - С. 60 - 63.

Анотація

Башева Т.С. «Екологічно безпечна маловідхідна технологія реутилізації сірчанокислого електроліту акумуляторних батарей». - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 21.06.01 - Екологічна безпека. - Національна академія природоохоронного та курортного будівництва, Сімферополь, 2009.

Дисертація присвячена розробці безпечної для навколишнього природного середовища технології реутилізації електроліту відпрацьованих свинцево-кислотних акумуляторів, яка дозволяє мінімізувати кількість відходів, що утворюються.

В роботі охарактеризоване сучасний стан питання щодо сірчанокислих відходів акумуляторних батарей та їх вплив на довкілля. Вивчено особливості вилучення іонів заліза, меді, марганцю, свинцю та сульфат-аніонів з сірчанокислих розчинів з метою адаптації методу електродіалізу до технології реутилізації електроліту СКА. На підставі проведених теоретичних та експериментальних досліджень, розроблено спосіб реутилізації сірчанокислих відходів акумуляторних батарей, при реалізації якого усувається небезпечний для навколишнього середовища відхід, вилучається сірчана кислота та повертається у виробництво свинцевих акумуляторів, утворюються менші обсяги залишкових відходів, що надходять на нейтралізацію з більш високим рівнем pН. Проведена оцінка впливу розробленої природоохоронної технології на навколишнє середовище. Розроблений і запатентований спосіб реутилізації відпрацьованого акумуляторного електроліту може бути використаний у технологіях захисту навколишнього середовища на підприємствах автомобільного транспорту, а також на виробництвах, що мають сірчанокислі відходи, які за складом схожі до акумуляторного електроліту.

Ключові слова: захист навколишнього середовища, маловідхідні та ресурсозберігаючі технології, реутилізація, сірчанокислі відходи, електроліт свинцево-кислотних акумуляторів, електродіаліз.

Аннотация

Башевая Т.С. «Экологически безопасная малоотходная технология реутилизации сернокислого электролита аккумуляторних батарей». - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 21.06.01 - Экологическая безопасность. - Национальная академия природоохранного и курортного строительства, 2009.

Диссертация посвящена разработке безопасной для окружающей природной среды технологии реутилизации электролита отработанных свинцово-кислотных аккумуляторов, которая позволяет минимизировать количество образующихся отходов. В работе изучено современное состояние вопроса по обращению с сернокислыми отходами аккумуляторного электролита в Украине и в Мире. В настоящее время в Украине при обращении с сернокислыми отходами аккумуляторных батарей наибольшее распространение получила схема, в соответствии с которой отходы электролита, представляющие собой 18-34% раствор серной кислоты и содержащие примеси металлов, попадают на промплощадку или поверхность грунта. екологічний відходи сірчанокислий

Впервые охарактеризовано влияние отходов аккумуляторного электролита на компоненты окружающей среды и установлено, что в результате слива отработанного аккумуляторного электролита в почву образуются своеобразные техногенные аномалии, которые характеризуются повышенной кислотностью; увеличением содержания сульфат-ионов и подвижных форм тяжелых металлов, что сопровождается изменением биологического и химического состава почв; уменьшением содержания гумуса; снижением урожайности сельскохозяйственных растений; анатомическими, морфологическими изменениями или гибелью многолетних растений; а в условиях усиленного кислотного воздействия - выветриванием первичных минералов и образованием техногенных пустынь.

Показано, что создание эффективной экологически безопасной технологии возможно путем адаптации электрохимического метода реутилизации для условий сернокислых аккумуляторных отходов. При этом токсичность отхода согласно «Гигиеническим требованиям относительно обращения с промышленными отходами и определения класса их опасности для здоровья населения» снижается многократно до значения индекса токсичности 2114 (малоотходные), а содержание таких опасных для окружающей среды ингредиентов как серная кислота и соединения свинца уменьшилось в 4-18 и в 3000 раз соответственно.

Впервые проведены теоретические и экспериментальные исследования по извлечению сульфат-ионов и металлов-загрязнителей (ионов железа, меди, марганца, свинца) из отработанного аккумуляторного электролита. Доказано, что для более глубокого извлечения ценных компонентов из отработанного аккумуляторного раствора и снижения расходов энергии целесообразно применять двухступенчатую схему концентрирования серной кислоты, при использовании которой уменьшается время процесса и, как следствие, снижаются общие энергозатраты в 1,75 раза при высоком значении количества извлеченной кислоты. Снижение концентрации кислоты в остаточном растворе, который поступает на нейтрализацию, ведет к уменьшению расходов щелочных реагентов в 4 раза. Рациональными параметрами процесса извлечения серной кислоты являются катодная плотность тока - 800 А/м² и время - 8-15 часов.

Проведенная оценка влияния на окружающую среду разработанной природоохранной технологии показала, что жидкие и твердые отходы не имеющие дальнейшего применения, отсутствуют. При этом по расчетам рассеивания серной кислоты в атмосферном воздухе, образующейся в процессе реутилизации, максимальная приземная концентрация не превышает показателей нормы (См<0,1ПДК). В атмосферный воздух поступает всего 43 г серной кислоты на 1 тонну отходов электролита.

Разработанная и запатентованная технология реутилизации отработанного аккумуляторного электролита позволяет уменьшить эколого- экономический ущерб окружающей среде на 24,6 млн. грн./год (для Донецкого региона). Дання природоохранная технология может быть использована в процессах защиты окружающей среды на предприятиях автомобильного транспорта, а также в производствах, имеющих сернокислые отходы, похожие по составу на аккумуляторный электролит.

Ключевые слова: защита окружающей среды, малоотходные и ресурсосберегающие технологии, реутилизация, сернокислые отходы, электролит свинцово-кислотных аккумуляторов, электродиализ.

Annotation

Bashevaya T.S. Environmentally safe and low-waste technology of the reutilization sulphuric acid electrolyte of the accumulator batteries. Manuscript.

Candidate of Science (Engineering) thesis, speciality 21.06.01 - “ecological safety” - National academy of nature protection and resort construction, Simferopol, 2009.

The Dissertation is devoted to the working out safe for the environment of the method, of electrolyte worked leaden-acid accumulators reutilization which allows to minimize the amount of appeared wastes. Modern situation of a question in regard of sulphuric acid wastes of storages batteries and their influence on environment is characterized. Features ions extraction of iron, copper, manganese, lead and sulphate-anion from sulphuric acid solutions for adaptation electrodialysis method to accumulator electrolyte reutilization technology are studied. On the basis of spent theoretical and experimental researches the method of utilization of sulphuric acid wastes of worked out batteries is developed. Due realization of proposed method dangerous waste for the environment is abolished. During this process sulphuric acid is extracted and given back in the production of leaden accumulators and the volume of liquid wastes becomes less. These waste conveys to the neutralization with more high level of pH, and that's why the amount of alkaline reagents necessary for neutralization diminishes. The estimation of influence of a developed nature protection measures on the environment is conducted. Worked out and patented method of the reutilization of the wasted accumulator electrolyte, can be used in technologies of the environment protection on the enterprises of motor transport, and also at the plants which have sulphuric acid wastes.

Keywords: environment protection, low-waste and resource saving technologies, reutilization, sulphuric wastes, electrolyte of worked leaden-acid accumulators, electro-dialysis.

Размещено на Allbest.ru