Ученые Поволжья предложили способ переработки опасных промышленных отходов

Ученые Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А. (СГТУ) и Тольяттинского государственного университета (ТГУ) создали комплекс методов переработки гальваношламов — высокоопасных отходов машиностроительных предприятий. Разработанные технологии позволяют извлекать из них соединения никеля, цинка и железа, которые можно использовать в производстве лакокрасочной продукции, электродов для щелочных аккумуляторов и композиционных сорбентов.

Гальваношламы образуются при очистке сточных вод гальванических цехов и содержат высокие концентрации тяжелых металлов. В России значительная часть этих отходов направляется на захоронение, что создает долгосрочную угрозу для почвы и водных объектов из-за миграции ионов тяжелых металлов. К тому же, такая практика ведет к безвозвратной потере ценных компонентов.

Авторы предложили подход, который позволяет не только снизить класс опасности отходов, но и вовлечь их в хозяйственный оборот в качестве вторичного сырья. По мнению ученых, это даст возможность получать из гальваношламов гидроксиды никеля, железа и цинка, а затем использовать их для производства востребованной продукции.

Разработанные технологические схемы включают стадии кислотно-щелочного выщелачивания, селективного осаждения гидроксидов металлов (с разделением по значениям pH), а также термической и гидротермальной ферритизации остаточного осадка. В ходе переработки класс опасности отхода снижается со 2-го (высокая степень вредного воздействия, период восстановления экосистемы — до 30 лет) до 4-го (низкая степень вредного воздействия).

«В России есть регионы, например, Саратовская область, где сосредоточены крупные машиностроительные предприятия с гальваническими производствами, на которых накоплены значительные объемы гальваношламов. Создание региональных центров переработки таких отходов мощностью от 10 тонн в сутки позволило бы не только решить экологическую проблему, но и обеспечить промышленность доступными вторичными ресурсами», — отметила один из авторов разработки, доцент института инженерной и экологической безопасности ТГУ Елена Татаринцева.

Например, гидроксид никеля после обработки соответствует требованиям, предъявляемым к активной массе положительных электродов для никель-кадмиевых и никель-железных аккумуляторов. Испытания опытных образцов показали высокую стабильность их работы – коэффициент использования никеля достигал 86 %. А полученные из отходов оксиды железа и цинка, по мнению ученых, могут применяться в качестве пигментов-наполнителей для лакокрасочных изделий. По своим характеристикам — маслоемкости, укрывистости, времени высыхания — они соответствуют требованиям ГОСТ и не уступают традиционным наполнителям, таким как каолин или мел.

Еще одним направлением переработки гальваношламов могло бы стать получение композиционных магнитосорбентов. Путем специальной термической обработки — ферритизации — шлам превращается в материал со структурой магнетита, обладающий магнитными свойствами. Такие сорбенты эффективно собирают нефть и нефтепродукты с поверхности воды и легко извлекаются с помощью магнита. На основе этих наработок ученые ранее также представили специализированные сорбенты для ликвидации нефтяных разливов в арктических условиях – они способны эффективно работать при низких температурах.

В настоящее время ученые работают над масштабированием технологий для внедрения на промышленных площадках.

Источник: Официальный ресурс Министерства образования и науки Российской Федерации