1.7 Вторичное ртутьсодержащее сырье перерабатывают централизованно на одном из предприятий редкометалльной промышленности. По характеру переработки его подразделяют на три категории:

- сырье, перерабатываемое по существующей на предприятии технологической схеме для первичного сырья;

- материалы, требующие механического извлечения ртути;

- сырье, требующее специальной обработки.

К сырью I категории относятся отработанные химические источники тока — ртутно-окисные элементы, шламы химических и фармацевтических заводов, черный сульфид ртути, закись и окись ртути, отходы производства ядохимикатов, содержащие диэтилртуть, этилмеркурхлорид, этилмеркурфосфат и другие ртутно-органические соединения. Батареи ртутно-окисных элементов дробят и подвергают обжигу в муфельных печах, в них же перерабатывают и другое вышеуказанное сырье, подшихтованное известью или огарком. При обжиге происходит отгонка ртути, отходящие газы очищают от пыли в циклонах и направляют в чугунные батареи конденсационной системы для конденсации паров ртути. Из конденсационной системы ртуть вместе с пылью и окалиной труб выпускают в пачуки или отстойники и перерабатывают по технологии, описанной в литературе [5].

К сырью II категории относится лом изделий электротехнической промышленности — ртутные выпрямители различных видов и другие приборы, содержащие металлическую ртуть. Основной частью этого вида сырья являются игнитроны марки ИВС-300/5. Игнитроны вскрывают на специальном станке, остальные приборы — автогенной резкой. Из вскрытых игнитронов и приборов металлическую ртуть сливают в емкости, а приборы после этого тщательно промывают водой и сдают как металлолом соответствующим организациям.

К III категории сырья относится отработанный активированный уголь производства поливинилхлорида. Уголь содержит металлическую ртуть, хлориды ртути (сулему и каломель) и хлористый водород, последний образует с водой соляную кислоту, которая разъедает чугунные конденсаторы. Поэтому уголь подвергают обесхлориванию путем его обработки щелочным раствором (расход едкого натра — 400—600 кг/т угля) при температуре до 100 °С в течение 2—3 ч. Обесхлоривание производят в емкостях, подогрев раствора — острым паром. Обработанный таким образом активированный уголь шихтуют с известью для нейтрализации оставшегося хлористого водорода и направляют на обжиг в муфельных печах.

1.8 Вторичным хромсодержащим сырьем являются хромовые катализаторы, сплавы, шлаки и хромсодержащие кеки. Имеються данные о большом количестве стоков хромовых производств, в которых содержание соединений хрома превышает предельнодопустимые концентрации. [6]

2. ОСНОВНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В

ПРОМЫШЛЕННОСТИ

2.1 ХРОМ

Содержание в земной коре 0,035%, наиболее распространенным видом сырья являются хромитовые руды, феррохром (60-70% получаемого хрома), известно около 40 минералов. Применяется хром в качестве легирующей добавки к сталям. Входит в состав некоторых огнеупоров. Получается восстановлением Cr2O3 алюминием или кремнием либо электролитическим восстановлением растворов соединений Cr; феррохромом (60 – 85 % Cr) – прямым восстановлением хромовой руды.[7]

Физические и химические свойства. Твердый блестящий металл, Тпл. 1890ºС, Ткип. 2480ºС, плотность 6,92, химически мало активен, при обычных условиях устойчив к кислороду и влаге. Царская водка и HNO3 пассивируется.

Металлический хром малотоксичен, ПДК (в пересчете на CrO3) – 0,01мг/м3, Cr6+ - 0,0015мг/м3. [8]

2.1.1 Cr2O3 (окись хрома (III), зеленый крон, хромовая зелень) – применяется как сырье для получения Cr алюмотермическим методом, карбида хрома, шлифовальных паст и красок для стекла и керамики; входит в состав хромовых катализаторов. Получается восстановлением хроматов или бихроматов серой, углем, SO2, и др.; термическим разложением хромового ангидрида.

Физические и химические свойства. Темно-зеленые кристаллы. Тпл. 2235ºС, плотность 5,21, амфотерна.

2.1.2 CrO3 (окись хрома (VI), трехокись хрома, хромовый ангидрид) – встречается при хромировании, при выплавке легированных сталей, при добавлении феррохрома в шихту (выделяется в виде тумана). Применяется для электролитического хромирования; для получения Cr2O3 и др. Получается действием концентрированной H2SO4 на Na2Cr2O7 (реже на K2Cr2O7).

Физические и химические свойства. Темно-красные гигроскопические кристаллы. Тпл. 197ºС, плотность 2,8, растворимость в воде 62,58%(20ºС), 65,47%(80ºС). Сильный окислитель. При действии кислот отдает кислород и образует соли хрома.

2.1.3 Na2CrO4 (хромат натрия), K2CrO4 (хромат калия), (NH4)2CrO4 (хромат аммония) – применяются в производстве пигментов; как протрава при крашении; как окислитель в органическом синтезе, в фотографии и др. Получаются: Na2CrO4 – продукт переработки хромистого железняка на соединения хрома; K2CrO4 – действием щелочи на K2Cr2O7.

Физические и химические свойства.

Na2CrO4 желтые кристаллы. Тпл. 790ºС, плотность 2,72, растворимость в воде 80,18г/100г(19,5ºС), сильный окислитель.

K2CrO4 – желтые кристаллы. Тпл. 984ºС, плотность 2,74, растворимость в воде 63,0г/100г(20ºС), 79,2г/100г(100ºС), при действии кислот превращается в K2Cr2O7, сильный окислитель.

(NH4)2CrO4– желтые кристаллы, растворимость в воде 40,5г/100г (30ºС), 70,1г/100г(75ºС), сильный окислитель.

2.1.4 Na2Cr2O7×2H2O (бихромат натрия, хромпик натриевый), K2Cr2O7 (бихромат калия, хромпик калиевый), (NH4)2Cr2O7 (бихромат аммония) – применяются в металлообрабатывающей, кожевенной, текстильной, химической, лакокрасочной, фармацевтической, керамической, спичечной промышленности; в фотографии; для протравливания семян и др. Наиболее широкое применение имеет Na2Cr2O7×2H2O. Получаются: Na2Cr2O7 и K2Cr2O7 – окислительным обжигом хромистого железняка с содой (или поташом) и известью и обработкой полученных при этом Na2CrO4 и K2CrO4 серной кислотой или двуокисью углерода; K2Cr2O7 и (NH4)2Cr2O7 – обменным разложением Na2Cr2O7 с KCl или K2SO4 и с (NH4)2SO4.

Физические и химические свойства.

(NH4)2Cr2O7 оранжево-красные расплывающиеся кристаллы. Тпл. 356ºС, плотность 2,525, растворимость в воде 180,8г/100г (20ºС), 435,0г/100г(100ºС), при нагревании теряет воду, сильный окислитель.

K2Cr2O7 оранжево-красные кристаллы. Тпл. 185ºС, плотность 2,15, растворимость в воде 30,8г/100г (15ºС), 155,6г/100г(100ºС), при нагревании теряет воду, сильный окислитель.

2.1.5 KCr(SO4)2×12H2O(хромокалиевые квасцы), NH4Cr(SO4)2×2H2O (хромоаммониевые квасцы) – применяются для дубления кож; в текстильной промышленности; при производстве кинопленки. Получаются при смешивании горячих водных растворов сульфатов хрома и калия (или аммония); восстановлением соответствующих бихроматов сернистым газом, древесными опилками или каменноугольной смолой.

Физические и химические свойства. Фиолетовые кристаллы.

KCr(SO4)2 Тпл. 89ºС, плотность 1,83, растворимость в воде 18,3г/100г (20ºС).

NH4Cr(SO4)2×2H2O Тпл. 94ºС, плотность 1,72, растворимость в воде 2,1г/100г (20ºС), 15,7г/100г (40ºС), при обычных условиях устойчивы.

2.1.6 CrCl3(хлорид хрома (III)) – применяется для получения хрома. Получается хлорированием феррохрома или хромовой руды в присутствии угля; при действии Cl2 и Cr или на Cr2O3 с углем при 600°С.