способ утилизации ртутьсодержащих приборов и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Установка для утилизации ртутьсодержащих приборов, содержащая рабочую ванну, устройство для разрушения и обработки жидкой средой ртутьсодержащих приборов в виде контейнера со средствами разрушения и подачи жидкой среды, вибратор, емкость для рабочего раствора, соединенную с устройством для разрушения и обработки ртутьсодержащих приборов сливным трубопроводом, расположенным в самой низкой точке рабочей ванны, трубопроводы с запорной арматурой и насос для перекачки жидкостей, отличающаяся тем, что она снабжена емкостью для воды, соединенной с устройством для разрушения и обработки ртутьсодержащих приборов сливным трубопроводом, расположенным на некоторой высоте от дна рабочей ванны, при этом рабочая ванна, емкости для воды и рабочего раствора и трубопроводы объединены в систему, позволяющую производить заполнение рабочей ванны поочередно водой или рабочим раствором одним и тем же насосом.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что средство разрушения ртутьсодержащих приборов выполнено в виде траверсы с закрепленными на ней ножами.

3. Способ утилизации ртутьсодержащих приборов, включающий измельчение ртутьсодержащих приборов под слоем воды с непрерывной отмывкой светосостава, образованием суспензии и осаждением ртути в виде мелкодисперсных частиц на дне ванны, последующей нейтрализацией ртути, отличающийся тем, что разрушение ртутьсодержащих приборов и отмывку светосостава осуществляют с применением вибрации, а нейтрализацию проводят с получением нерастворимой каломели, при этом способ осуществляют в установке по п.1.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области утилизации ртутьсодержащих приборов и предназначено для переработки бракованных и отработавших свой ресурс люминесцентных ламп и других ртутьсодержащих приборов.

Известна установка для демеркуризации люминесцентных ламп, содержащая дробилку с загрузочным устройством, печь, перегреватель, систему газоочистки (а.с. СССР №1102284).

Недостатком устройства является сложность конструкции, возможность загрязнения окружающей среды вследствие наличия в установке фильтров и конденсаторов для улавливания ртути, применение которых неизбежно при термическом способе демеркуризации.

Известна также установка для демеркуризации люминесцентных ламп, содержащая загрузочное устройство, дробилку с патрубком для приема ламп, печь и систему улавливания паров ртути (а.с. СССР №1334732).

Недостатком устройства является сложность конструкции и недостаточная экологическая безопасность вследствие применения термического способа демеркуризации, кроме того наличие патрубка и уплотнительных манжет перед дробилкой позволяет перерабатывать лампы строго определенных размеров и конструкции, что сужает сферу применения установки.

Целью изобретения является утилизация приборов, содержащих ртуть способом химической демеркуризации при температуре, близкой к температуре окружающей среды. Процесс утилизации имеет замкнутый цикл.

Поставленная цель достигается тем, что ртутьсодержащие приборы разрушают в специальном устройстве в водной среде, смывают ртуть и светосостав с образовавшихся фрагментов приборов с применением вибрации. В результате чего происходит разделение составляющих смеси, свободная ртуть осаждается на дно ванны, стеклобой осаждается на сетчатом дне контейнера, а светосостав в виде взвеси распределен в воде. После чего вода с распределенным в ней светосоставом сливается из ванны через фильтр-отстойник, где светосостав задерживается. Труба для слива воды с содержащимся в ней светосоставом расположена на некоторой высоте “Н” (см. фиг.2) от наиболее низкой части ванны, образуя зону, где скапливается насыщенная ртутью вода. Затем ванна с оставшейся на дне водой в смеси с ртутью заполняется рабочим раствором и происходит дезактивация этой смеси. Процесс дезактивации заключается в нейтрализации свободной (капельной) ртути и ее паров.

Процесс дезактивации осуществляется в процессе нижеописанных химических преобразований.

При реакции перманганата калия с соляной кислотой образуется свободный хлор, который растворяется в воде и затем взаимодействует с ртутью, в результате получается практически нерастворимый в воде каломель белого цвета. При этом все пылевидные и очень маленькие капельки ртути превращаются в каломель:

2КМnO₄+16НСl=5Сl ₂+2КСl+2MnCl₂+8Н₂O,

2Hg+Сl ₂=Hg₂Cl₂ (каломель),

Суммарное уравнение химической реакции:

10Hg+КМnO₄ +16НС1=5Hg ₂Cl₂+2MnCl₂+2КСl+8H₂ O.

Схема установки для осуществления вышеописанного способа представлена на фиг.1, а на фиг.2 показано устройство разрушения ламп, обеспечивающее основные технологические операции для осуществления этого способа. На фиг.3, 4 и 5 изображено взаимное расположение частей устройства разрушения ламп в момент выполнения основных технологических операций.

Установка (фиг.1) включает устройство разрушения ламп 1, фильтр-отстойник 2, емкость для воды 3, емкость для рабочего раствора 4, насос 5, запорную арматуру В1...В6.

Основным узлом установки является устройство разрушения ламп, изображенное на фиг.2, состоящее из ванны с наклонным дном 6, контейнера 7, снабженного дном из сетчатого материала 8, у дна контейнера расположены неподвижные ножи 9, а передняя стенка снабжена крышкой 10 для загрузки перерабатываемого материала и удержания его в контейнере. На крышке контейнера установлены пневмоцилиндры 11, на штоках которых закреплена траверса 12 с установленными на ней ножами 13, траверса 12 соединена со штоком вибратора 14, контейнер закреплен на ванне на шарнирах 15 и имеет возможность опрокидывания на 180 градусов в вертикальной плоскости для удаления перерабатываемой массы стеклобоя.

Установка, изображенная на фиг.1, работает следующим образом.

Партия ртутьсодержащих приборов (ламп), подлежащих утилизации, загружается в контейнер 7 (см. фиг.3) и закрывается крышкой 10. Затем контейнер опускается в ванну 6. Устройство разрушения ламп принимает конфигурацию, изображенную на фиг 4. Ванна 6 заполняется водой из емкости для воды 3 с помощью насоса 5 до уровня, указанного на фиг.2, пневмоцилиндры 11, опускают траверсу 12 с ножами 13 и разрушают стеклянные колбы ламп, работающий вибратор 14 активизирует процесс разрушения ламп и смывания ртути и люминофора со стеклобоя. В результате чего частицы ртути ложатся на дно в низкой части ванны 6, а светосостав образует взвесь с водой. После окончания этой операции воду с взвесью светосостава из устройства разрушения ламп 1 сливают через фильтр-отстойник 2 в емкость 3. Насыщенная ртутью вода, скопившаяся ниже сливного трубопровода, остается в ванне для последующей дезактивации. Дно из сетчатого материала 8 препятствует попаданию частиц стекла и металлических частей ламп в арматуру и насос установки и в тоже время позволяет воде и рабочему раствору свободно циркулировать в устройстве 1, омывая обрабатываемую массу стеклобоя. После слива воды устройство разрушения ламп 1 заполняется рабочим раствором из емкости 4 с помощью насоса 5. В результате химической реакции собравшаяся на дне ванны ртуть переходит в соединение с хлором (каломель), нерастворимое в воде. После окончания реакции раствор из устройства 1 сливают в емкость для рабочего раствора 4, где каломель осаждается на дно, а сам раствор используется в следующих циклах. Осадок каломели удаляется по мере его накопления (при чистке бака). После освобождения устройства 1 от раствора контейнер 7 переводится в положение, изображенное на фиг.5, и стеклобой высыпается в емкость 16.