Файл: Мельников, С. М. Техника безопасности в металлургии ртути.pdf

трубчатые или многоподовые печи, а также при работе на печах КС, где, как указывалось, в технологических га­ зах содержится повышенное количество пыли. Электро.- фильтры устанавливаются в технологической цепи вслед

за циклонами. Последние, как уже было оказано, улав­ ливают грубую пыль, а электрофильтры—наиболее тон­ кую.

Принцип действия электрофильтра весьма прост. По стальной вертикально установленной трубе (осадитель­ ный электрод) диаметром примерно 300 мм пропускают технологические газы, подлежащие очистке (рис. 9 ). Строго в центре этой заземленной трубы на верхнем изо­ ляторе подвешена стальная проволока толщиной 2— 3 мм (коронирующий электрод), к которой подведен постоян­ ный ток высокого напряжения (до 60—80 кВ). Взвёшен-

5 0

ные в газе пылевые частицы, попадая в зону электриче­ ского поля 'высокого напряжения с постоянным направ­ лением, ионизируются, т. е. приобретают электрические заряды. Положительно заряженные пылинки с силой притягиваются к отрицательному электроду, каким явля­ ется стальная проволока. Отрицательно заряженные ча­ стицы, наоборот, направляются к стальной трубе элек­ трофильтра (положительный электрод). Если пропускать газ некоторое время с нужной скоростью по трубам, то можно уловить до 99% введенной с газами пыли. По ме­ ре накопления пыли на обоих электродах последние встряхиваются специальными механизмами; пыль попа­ дает в расположенные ниже бункера, из которых удаля­ ется скребковым транспортером или шнеком.

Имеется несколько конструкций электрофильтров. Наиболее распространены электрофильтры, в которых осадительные электроды изготовлены из стальных прут­ ков диаметром 8— 10 мм, собранных в плоские пластины и укрепленных вертикально чередующимися рядами с коронирующими электродами. В этом случае газы пере­ мещаются не вертикально, а горизонтально, но принцип установки электродов сохранен тот же, что и в трубчатом электрофильтре, т. е. осадительные электроды заземле­ ны, а коронирующие изолированы.

В ртутной промышленности нашли применение элек­ трофильтры типа ОГ-4— 8 и ОГ-4—16,. что означает оса­ дительный горизонтальный четырехпольный, а цифры 8 и 16 показывают площадь активного сечения фильтра в квадратных метрах. Электрофильтры работают на по­ стоянном токе. Преобразование переменного тока в по­ стоянный осуществляется на агрегатах, в которых одно­ временно с преобразованием происходит повышение на­ пряжения до необходимого. В последние годы в СССР

изготавливаются преобразовательные агрегаты только с полупроводниковыми выпрямителями напряжением на высокой стороне до 80 кВ.

Все электрофильтры ртутных заводов, независимо от конструкции, надежно теплоизолируются во избежание охлаждения газов и конденсации в них ртути.

Благодаря тому, что электрофильтры обеспечивают глубокую очистку газов от пыли и это позволяет снизить до минимума выход ступпы, ш? применение не только це­ лесообразно по технологическим соображениям, но и весьма полезно с санитарных позиций.

51

КОНДЕНСАЦИЯ (РТУТНЫХ ПАРОВ

Технологические газы, несущие пары ртути, обычно охлаждаются в трубчатых холодильниках — конденсато­ рах. Схема трубчатого конденсатора приведена на рис. 10. Газы после очистки от пыли поступают по газо­ ходу 3, из которого следуют по ниткам конденсатора. • Нитка состоит из вертикальных металлических труб (стояков) 5, укрепленных на рамной конструкции 4, уста­ новленных попарно и соединенных сверху П-образными

патрубками 7 (коленами), ©низу каждая пара соедине­ на с соседней при помощи тройников 9. Нижние концы тройников (спуски) 8 погружены в воду, наполняющую приемник 2, установленный снизу вдоль всей нитки.

Газ, введенный в первый стояк, под влиянием разре­ жения, создаваемого вентилятором, установленным . за конденсатором, поочередно проходит по системе труб, поднимаясь и опускаясь; затем переходит в соседнюю пару и так до конца нитки. Число ниток в конденсаторе может быть любое, но обычно не менее двух параллель­ но установленных, с расчетом обеспечения скорости дви­ жения газов, порядка 4—ё м/с. Для ускорения охлажде­ ния газов в конденсаторе последние в ряду стояки оро-

52

шаются водой, подаваемой через разбрызгиватели, уста­ новленные ів верхней части стояков.

В процессе конденсации, которая начинается в при­ стенном .слое, образуются капли ртути. Наиболее круп­ ные «з них стекают в приемник, более мелкие оседают на внутренних стенках конденсатора вместе с пылью, обра­ зуя достаточно плотный осадок, часть которого сползает вниз, но в основном он задерживается на стенках кон­ денсатора. Этот осадок снижает теплопроводность сте­ нок, поэтому конденсатор периодически (через несколь­ ко дней), следует подвергать очистке. Для этого нитку

пы из приемника. Для этого после отстоя ступпы из при­ емника удаляется верхний водный слой через краны, установленные на разных уровнях, или через сифон. Оса­ док гребками или водной струей смывается через «ран 1 в приемник ступпы, из которого она перекачивается на­ сосом (или самотеком) в аппараты для отбивки ртути.

При небольших масштабах производства транспорти­ ровку ртути можно осуществлять в небольших емкостях, на автокарах или ручных тележках к месту отбивки ртути.

Ступпа является одним из наиболее неприятных про­ дуктов ртутного производства. Это — липкий материал, насыщенный ртутью, который при небрежном обращении пристает к инструменту, оборудованию и спецодежде. При перегрузке и перевозке, особенно в открытых емко­ стях, ступпа может разбрызгиваться, прилипать к обуви и разноситься по территории завода. Распространение ее на большой площади создает серьезную, опасность за­ грязнения воздуха парами ртути. Поэтому наиболее пра­ вильным является транспорт ступпы по закрытым ком­ муникациям, в трубах.

Отбивка ртути из ступпы может осуществляться вручную и механизированным способом; в СССР разра­ ботана технология переработки ступпы с полной меха­

ном котле, в который загружают небольшое количество ступпы и извести-пушонки. Смесь перетирают скребком

53

(шумовкой); по мере выделения ртути ее вычерпывают

ложкой со дна котла.

При соединении извести-пушонки с водой выделяет­ ся большое количество тепла, которое повышает темпе­ ратуру смеси и создает условия для активного испарения ртути. Поэтому процесс ручной переработки ступтш является переделом наиболее вредным и может приме­ няться периодически, как особое исключение, с приняти­ ем мер предосторожности, включая местную вентиля­ цию, при строгой регламентации рабочего времени и при­ менении средств индивидуальной защиты.

Механизированная схема отбивки ртути заключается в .обработке ступпы, разбавленной водой (пульпы), в стальном реакторе с мешалкой. При активном перемеши­ вании ступпы в определенных условиях ртуть отбивает­ ся и собирается в конической донной части реактора. По мере выделения ртути она через гидравлический затвор выпускается в приемник.

За последние годы распространена комбинированная установка реактора с гидравлическим циклоном, как это изображено на рис. 11. Ступпа обрабатывается в реак-

Рис. 11. Теосніологич-еокая схема мздаммзяровааяной отставки ртути мз стушіы:

1 — ги-д/роцтйшн; 2 — механитеокий реактор с мешалкой; 3 —н-аісос для создания циркуляции пульпы между реактором' и гидроциклоном; 4 —(вакуумный фильтр; 5 —на-сос для перекатки отстоя после химической .очистки «а (вакуумный фильтр; 6 —огуістиггель

54

торе с механической мешалкой 2, к реактору подсоеди­ нен через насос 3 гидравлический циклон 1, устройство которого аналогично устройству циклона для пылеулав­ ливания. В циклоне 1 также выделяется часть ртути, со­ бирается в нижней конической части и затем перетекает в сборник. Освобожденная в основном от ртути (отби­ тая) ступпа поступает в бетонный или стальной сгусти­ тель, затем на вакуумный фильтр, откуда обезвоженная масса в виде кека (с содержанием 12—'15% влаги) на­ правляется в печь на обжиг с целью доизвлечения ртути.

Сливы сгустителя и фильтрат направляются в обще­ заводские приемники, в которых вместе с другими завод­ скими стоками подвергаются химической очистке от ртути.

Остаток после возгонки ртути из рудного сырья — огарки, как указывалось ранее, представляет собой от­ ходы производства, направляемые в отвал. Поскольку полное извлечение ртути из сырья практически невоз­ можно, в огарках всегда остается некоторое, обычно нич­ тожное, количество неразложившейся киновари, пред­ ставляющей определенную опасность как потенциаль­ ный источник ртутных паров, загрязняющих воздушное пространство.

Эта опасность усугубляется двумя обстоятельствами. Огарки выводят из печи при температуре порядка 600°С, поэтому уже после выхода из печи в них протекает-про- цесс возгонки киновари и восстановления ртути. Этот процесс либо продолжается до полного разложения ки­ новари, либо прекращается при охлаждении огарков до температур, ниже которых разложение остаточной кино­ вари не происходит.

Кроме того, в огарках содержится значительное ко­ личество пыли, состав которой в основном соответствует химическому и минералогическому составу рудной поро­ ды. Если последняя имеет высокое содержание кремние­ вой кислоты, то пыль представляет повышенную опас­ ность. Перегрузка горячих огарков, сопровождающаяся образованием восходящих потоков нагретого воздуха, вызывает большое пыление. .

В нелях снижения опасностей, вызываемых горячими огарками, установлен порядок предварительного их ох­ лаждения до температур ниже 200°С Порядок выгрузки огарка из бункера-в транспортные емкости строго регла^ ментирован. Уровень огарка в бункерах должен состав-

55

лять 'не менее 2/з (лучше гЬ) высоты бункера, что позво­ ляет огарку вылеживаться не менее 2—3 ч. Выделяю­ щаяся. за этот период из огарков ртуть успевает эвакуи­ роваться, как ранее упоминалось, в печь, а пыление ос­ тывших огарков значительно снижается. Несмотря на это при выпрузке огарка из бункера образуется много пыли, поэтому следует максимально возможно уплотнять подбункерное пространство.

Откатку огарков осуществляют в вагонетках или в автомашинах. В тех условиях, когда позволяют местные ресурсы своды, лучшим видом транспорта может быть гидравлический. >Но его недостатком является большое парообразование, неизбежное при гашении огарков во­

дой.

ОЧИСТКА РТУТИ

Как показывает многолетняя практика работы наших заводов, ртуть, полученная по указанной выше техноло­ гии, по химическому составу достаточно чиста и после фильтрации через ткань, сукно или замшу является то­ варным металлом марки РЗ. Этот сорт содержит не ме­ нее 09,9% ртути. Дальнейшая очистка ртути обычно про­ водится путем последовательной промывки металла ще­ лочами, водой, азотной кислотой, спиртом. Затем приме­ няется дистилляция при температурах, близких к кипе­ нию ртути, в обычных условиях или при пониженном давлении. Таким способом получают ртуть марок Р2 и Р1, которые содержат 99,99% и 99,999% металла соот­ ветственно. Подавляющее большинство переделов тако­ го процесса полностью механизировано и частично ав­ томатизировано. Процесс регламентирован внутризавод­ скими технологическими инструкциями.

Ртуть марки РЗ разливают в стальные баллоны ем­ костью 2,7 л, или 34,6 кг ртути (международный стан­ дарт), либо в стеклянные баллоны емкостью 5 кг метал­ ла. Розлив ртути осуществляется при помощи дозирую­ щих аппаратов. Ртуть высших марок закупоривается при помощи механизированных разливочных аппаратов с предварительной откачкой воздуха нз баллона (укупор­ ка под вакуумом).

Мокрые (гидрометаллургические) приемы рафиниро­ вания наиболее безвредны для здоровья. Процессы дистилляционного рафинирования осуществляются в аппа­

ратах, плотно изолированных от рабочего пространства цеха.*

56 К

*

ОЧИСТКА ВЫБРОСНЫХ ГАЗОВ

Ртутные заводы, работающие по пирометаллургиче­ ской схеме, имеют сравнительно большое количество воз­ душных выбросов. Можно приближенно в среднем счи­ тать, что на каждую тонну переработанной руды обра­ зуется до 850 м3 технологических газов и примерно_до 170 м3 вентиляционных газов. При нормальной работе содержание ртути в первых оценивается примерно около 38 мг/м3, во вторых — не выше 5 мг/м3. Таким образом, при обжиге 1 т руды в воздух может поступать пример­ но до 40 т ртути главным образом в виде паров и частич­ но аэрозоли. При наличии санитарной очистки более чем на 90% суммарные потери ртути на 1 т руды составят около 4 г, или примерно 4 мг/м3 выбросных газов.

Для предотвращения вредного влияния ртути газы выбрасываются через заводскую трубу на высоту, обе­ спечивающую достаточное разбавление их воздухом до санитарных норм содержания ртути. Обязательным эле­ ментом в технологии очистки технологических газов яв-. ляется применение мокрых скрубберов, располагаемых после конденсаторов. Далее, в зависимости от масшта­ бов производства и местных условий, организуют сани­ тарную очистку газов, построенную на принципах обра­ ботки их в контакте с химическими веществами, с кото­ рыми ртуть образует стойкие соединения. Продукты са­ нитарной очистки газов, сорбировавшие ртуть, подверга­ ются повторному обжигу, в результате которого улов­ ленная ртуть извлекается в товарную продукцию.

В нашей стране применяется метод санитарной очист­ ки промышленных выбросов, инструкции по которому

.имеются на всех действующих заводах. Для очистки вен­ тиляционных выбросов может быть использован пнро- люзитный метод, при котором газы проходят через слой марганцевой руды — минерала пиролюзита МпОг. При контакте ртути с пиролюзитом образуется стойкий ком­ плекс HgjMnC^.

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ вод

/

Расход воды для технологических нужд на ртутных заводах составляет от 0,5 до 1,5 м3 на 1 т переработан­ ной руды. Пренебрегая потерями на испарение воды и учитывая тщательный сбор всех’ стоков завода, практиче­

57