Файл: Методические указания для проведения лабораторных и практических работ по предмету "Технология и оборудование по переработке твердых бытовых и промышленных отходов".doc

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 12.04.2024

Просмотров: 70

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
2O3, темными – 30-75% Fe2O3. Цвет мумий колеблется от светлого до темного коричневато-красного. Мумии отличаются очень высокой свето-, атмосферо-, и коррозионной стойкостью; они стойки даже к действию химических агентов: в азотной и серной кислоте растворяются с трудом, в соляной кислоте полностью только при кипячении.

Охры представляют собой кристаллический гидроксид железа (III) с примесью большего или меньшего количества глины. По содержанию гидроксида железа (III) (в пересчете на Fe2O3) охры делятся на глинистые (12-20%) и железоокисные (до 70-75%). По цвету охры разделяются на светло-желтые, средне-желтые, золотисто-желтые и темные. Цвет охры зависит от содержания кристаллического гидроксида железа (III): в светлых охрах его содержится 12-25%, в средних – 25-40%, в золотистых - 40-75%. Однако прямой зависимости может не существовать, так как на цвет оказывают влияние структура и дисперсность гидроксида, а также присутствие примесей. Охры обладают свето- и атмосферостойкостью; они стойки также к действию щелочей и слабых кислот. В крепкой соляной кислоте соединения железа растворяются полностью. Охры наиболее дешевые и прочные пигменты, поэтому их широко применяют для всех видов красок, а также в цементной, асбоцементной, резиновой, бумажной, пластмассовой и др.

Технология их приготовления из производственных отходов может быть различной. Обычно для получения пигментов типа мумии и железного сурика ога-
рок при нагревании обрабатывают концентрированной серной кислотой. Полученный сульфат железа смешивают с алебастром, мелом, глиной и обжигают в печах. В зависимости от температуры обжига и выбранных добавок в результате химических взаимодействий получают пигменты различных оттенков. Недостатком такой технологии является присутствие в получаемых пигментах серы и ее соединений, вследствие чего краски на основе таких пигментов нельзя использовать для покрытия металлических поверхностей, поскольку сера способствует коррозии металла.

Разработана и технология минеральных пигментов, на основе которых получают краски, пригодные для покрытия всевозможных поверхностей, в том числе и металлических. Согласно этой технологии,
исключающей использование серной кислотой, для приготовления пигмента типа железного сурика используют фракцию огарка 0,27-1,3 мм, наиболее богатую оксидом железа.


Экспериментальная часть


1. Получение железного сурика
20 г огарка просеять через сито, мелкую фракцию 0,1-0,2 мм отделить, а фракцию с размером зерен 0,5-2 мм измельчить в шаровой мельнице. Мелкую фракцию огарка промывают водой. При этом удаляются водорастворимые соли железа, цинка, меди, вызывающие коррозию металлов и частично – элементная сера. Промывку проводят горячей (60-80 0С) водой при перемешивании несколько раз, которое чередуют с получасовым отстаиванием, до исчезновения окраски, вызываемой растворимыми солями. Отмытый огарок подсушивают сухим паром и подают на обжиг при 850-9000С в муфельную печь. Целью обжига является удаление из огарка влаги и серы (из сульфидов и сульфатов). Сера и сернистые соединения, содержащиеся в огарке, влияют на свертываемость краски, на чем построен контроль качества. Полученный после обжига полуфабрикат (содержание Fe2O3 до 90%) размалывают и смешивают с наполнителями для получения готового продукта.
2. Получение желтой охры
Огарковая пыль (<0,1 мм), осаждаемая в сухих электрофильтрах, отличается от огарка несколько большим содержанием водорастворимых соединений железа. Ее используют как сырье для получения пигментов типа желтой охры. 20 г огарковой пыли смешивают с 50-100 мл воды в течение 20-25 мин. Затем раствор отстаивают в течение 1 ч. Окрашенную жидкую фазу сливают в стакан, куда добавляют 10 г предварительно измельченных мела или глины. В объеме протекает реакция:
Fe2(SO4)3 + 3 CaCO3 → Fe2O3 + 3 CaSO4 + 3 CO2, (8)
в результате которой получают насыщенный влагой осадок гипса с глиной. Эту массу высушивают при 80 0С и растирают в ступке или подают в шаровую мельницу, из которой выходит готовый продукт – сухой минеральный пигмент типа желтой охры.
3. Получение мумии
Предварительную работу нужно провести, как и в случае получения охры. Осадок, полученный в виде влажной массы (91% Fe2O3; 3,7% FeS; 5,3 % балласта) сушат при температуре до 1000С. Полученную массу затем обжигают в муфельной печи при температуре 800-9000С, при этом из оставшихся соединений выжигается сера. Полупродукт (95% Fe2O3) из печи поступает на измельчение в шаровую мельницу или растирают в ступке, куда одновременно добавляют глину (15%). В результате этих процессов образуется готовый продукт – минеральный пигмент типа мумии.


Получаемые согласно описанным процессам минеральные пигменты являются стабильными по цвету и неизменяемыми по времени. Масляная краска на их основе не сворачивается, а известковая хорошо схватывается.


Представление результатов эксперимента

Результаты экспериментов заносятся в таблицы 8, 9 и 10.

Таблица 8

Характеристика процесса получения железного сурика


№ опыта

Масса пиритного огарка, г

Время обжига, мин (числ.) и температура, 0С (знамен.)

Масса огарка после обжига, г

Выход продукта,

%

1













2














Таблица 9

Характеристика процесса получения желтой охры


№ опыта

Масса огар-ковой пыли, г

Объем воды, мл

Время обработки горчей Н2О огарковой пыли, мин

Масса огарко-вой пыли после обработки,

г

Масса водорастворимой фракции огарковой пыли, г

Выход продукта, %

Масса желтой охры при Т=800С, г


1






















2























Таблица 10

Характеристика процесса получения мумии


№ опыта

Масса огарковой пыли, г

Объем воды, мл

Время обработки горячей Н2О огарковой пыли, мин

Масса огарковой пыли после обработки, г

Масса водорастворимой фракции огарковой пыли, г

Выход продукта,

%

Масса мумии после обжига, г

1






















2
























Контрольные вопросы


  1. Классификация пигментов, получаемых промышленностью.

  2. Основные направления получения и применения пигментов.

  3. Получение пигментов из отходов сернокислотного производства.

  4. Методика получения железного сурика из отходов производства.

  5. Методика получения желтой охры из отходов сернокислотного производства.

  6. Методика получения мумии из пиритных огарков.



Практическая работа № 1.

Изучение процессов складирования и хранения бытовых отходов на полигонах. Пути использование полигонов ТБО после закрытия
Практическая работа №2.

Расчет и проектирование полигона для размещения промышленных и бытовых отходов

Цель работы: приобретение студентами навыков расчета и проектирование полигона для размешенных промышленных и бытовых отходов.

Введение

В решении природоохранных задач одним из основных способов утилизации промышленных отходов является складирование их на специально оборудованных полигонах, которые предназначены для изоляции и обезвреживания отходов при обеспечении высокой степени экологической безопасности для окружающей среды и здоровья человека.

Возможный ущерб окружающей среде от функционирования полигона обусловлен следующими факторами:

- выделением мусорного газа, образующегося в результате биологических процессов разложения мусора, в атмосферу, что приводит к опасности возникновения взрывов, пожаров, наличия неприятного запаха;

- пожарами при горении мусора;

- загрязнением грунтовых вод при их контакте с дренажными водами полигона;

- выносом мусора ветром за пределы территории полигона;

- размножением крыс, мышей, мух и других паразитов, а также болезнетворных микроорганизмов и простейших.

Меры по уменьшению или нейтрализации вредного действия этих факторов предпринимаются при проектировании, строительстве и эксплуатации полигонов. Кроме того, полигоны должны обеспечивать статическую устойчивость складируемых отходов с учетом динамики уплотнения, минерализации, газовыделения, а также возможности последующего использования участка после его закрытия и рекультивации.