Вторичная переработка металлов
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
ого дорогого и очень токсичного металла состоит в том, что огромные количества его расходуются и, к сожалению, безвозвратно теряются при работе бензиновых двигателей. Прочие виды свинцовых выбросов достаточно легко могут быть утилизированы и обезврежены.
Свинец из лома аккумуляторов
В отработавших свой срок аккумуляторах свинец содержится в трех формах - Pb, PbO2 и PbSO4 . Все они достаточно эффективно могут быть переработаны путем плавки с восстановителем:
PbO2 + PbSO4 + 2C = 2Pb + 2CO2 + SO2
Сульфат, однако, может быть переработан и более экономичным гидрохимическим путем:
PbSO4 + Ca(OH)2 = PbOCaSO42H2OvCaSO42H2O + 2KCl = PbOv + CaCl2 + K2SO4 + H2O.
Оксид отделяют от раствора, сушат и восстанавливают углем:
+ C = Pb + CO.
Свинец из припоя
В состав припоя входят растворимые хлориды аммония, цинка и нерастворимый - хлорид свинца. Его выщелачивают водой, отделяют от раствора, сушат и спекают со щелочью в присутствии угля и углекислого газа:
2PbCl2 + 8NaOH + C + CO2 = 2Pb + 2Na2CO3 + 4NaCl + 4H2O.
Свинец из стрельбищных почв
Гильзы и пули достаточно легко разделить механически. Далее следует механическое разделение почвы и металлов в гидромеханических разделителях типа лотков или отсадочных машин. Полученные концентраты плавят или подвергают гидрохимической обработке азотной и соляной кислотами:
, Zn, Pb + HCl = (Cu, PbCl2)v + ZnCl2,
(Cu, PbCl2) + HNO3 = PbCl2v + Cu(NO3)2.
Полученные соли направляют на электролиз для последовательного выделения цинка, свинца и меди.
Утилизация ртути
При амальгамации, при электролизе натрия и в ряде других производств ртуть подвергается рекуперации с параллельной демеркуризацией выбросов. Использование ртути для производства промышленных и бытовых приборов приводит к распылению ртути и к необходимости ее утилизации.
Ртуть из скрапа
Под ртутьсодержащим скрапом следует понимать лом промышленных и бытовых приборов, содержащий металлическую ртуть (термометры, барометры, батарейки, ртутные выпрямители, переключатели, люминесцентные лампы и т. п.). Такого рода материалы измельчают под водой и отмывают ртуть, собирая ее в специальных углублениях промывных емкостей. Небольшое количество ртути, содержащееся в растворе, осаждают в виде сульфида.
Ртуть из катализаторов
При получении многих органических соединений, например, уксусной кислоты используют катализаторы на основе каломели Hg2Cl2, которая легко восстанавливается при обычных условиях мягкими восстановителями:
2Cl2 + 2FeCl2 = 2Hg + 2FeCl3.
В случае необходимости ее можно и окислить:
2Cl2 + Cl2 = 2HgCl2,
отмыть растворимую сулему и снова получить каломель:
2 + Hg = Hg2Cl2.
Утилизация титана
Титан из нержавеющих сталей и лома Стали обычно направляют в переплавку, а лом - либо на получение ферротитана, либо в металлургический передел на раскисление металла:
Fe2O3 + 3Ti = 3TiO2 + 4Fe
Последнее сопровождается образованием титановых шлаков.
При необходимости титан можно утилизировать в форме ценных химических соединений. Для этого используют гидрохимический метод переработки лома - растворение его в соляной кислоте при нагревании:
Ti + 6HCl + 6H2O = 2[Ti(H2O)6]Cl3 + 3H2,
окисление трехвалентного титана хлором:
3 + Cl2 = 2TiCl4
и восстановление тетрахлорида натрием или магнием:
4 + 2Mg = Ti + 2MgCl2.
Утилизация вольфрама
Это важнейший компонент большинства тугоплавких и жаростойких сплавов. В чистом виде используется для изготовления нитей ламп накаливания.
Вольфрам из проволоки и скрапа
Металл окисляют в токе кислорода при 8000С, растворяют загрязненный WO3 в аммиаке:
WO3 + 2NH4OH = (NH4)2WO4 + H2O,
отделяют раствор от нерастворимых примесей, упаривают, нейтрализуют азотной кислотой:
(NH4)2WO4 + 2HNO3 = H2WO4v + 2NH4NO3,
отфильтровывают осадок вольфрамовой кислоты, подвергают его термическому разложению и получают чистый вольфрамовый ангидрид, пригодный для восстановления металла водородом.
Вольфрам из карбидов
Их подвергают окислительному обжигу при 1700С и с полученным ангидридом поступают, как описано выше.
Утилизация ванадия
Все вторичные ванадийсодержащие материалы можно использовать для легирования стали (необходимо, однако, помнить, что часть ванадия при окислительной плавке неизбежно попадает в шлак).
Исключение составляют отходы катализаторов, содержащие нежелательные при плавке компоненты.
Ванадий из катализаторов
Отработанные катализаторы сушат и хлорируют четыреххлористым углеродом при 2000С (можно сухим хлором при 7000С). Полученный VOCl3 перегоняют при 1300С и подвергают гидролизу:
VOCl3 + 5H2O = V2O52H2O + 6HCl.
Затем гидратированную пятиокись растворяют в аммиаке, отделяют нерастворенные примеси, а фильтрат, содержащий метаванадат аммония, упаривают до выпадения соли, после чего соль кристаллизуют, сушат и термически разлагают с получением чистой пятиокиси ванадия:
NH4VO3 > V2O5 + 2NH3 + H2O.
Утилизация цинка
Основная проблема утилизации цинка - техногенное рассеяние в связи с широкой распространенностью цинкования черных металлов и низкими температурами возгонки металла и его соединений.
Цинк из цинкового лома
Лом - это чаще всего отходы цинкового производства, которые подвергают переплавке в закрытых печах при температуре чуть выше точки плавления (419,50С).
Цинк из окисных съемов с расплавленной лату?/p>