Екологічно безпечна маловідхідна технологія реутилізації сірчанокислого електроліту акумуляторних батарей - Автореферат

Якщо враховувати тільки акумулятори для автомобільного транспорту, то в сучасних умовах в Україні у відходи надходить, біля трьох мільйонів штук у рік. Дисертаційна робота виконана відповідно до Постанови КМ України «Програма використання відходів виробництва та споживання на період до 2005р.» №668 від 26.08.97р., наказів Міністерства промисловості України №158 від 06.09.96р., Міністерства освіти та науки України за пріоритетним напрямком №4 «Екологічно чиста енергетика і технології, що зберігають ресурси», програми «Збереження навколишнього середовища і сталий розвиток Донбасу». Предмет дослідження - екологічно безпечна технологія реутилізації сірчанокислого електроліту акумуляторних батарей, що дозволяє знешкодити небезпечні для навколишнього середовища відходи, отримати товарну сірчану акумуляторну кислоту та мінімізувати кількість відходів. 3. вперше проведено аналіз застосовуваних на Україні технологічних схем поводження із сірчанокислими відходами АБ на підставі показника екологічної значущості технологій поводження з відходами; Автором самостійно проведено аналіз літературних даних за темою дослідження, поставлена мета та визначені основні завдання дослідження, встановлено вплив рідких відходів СКА на навколишнє середовище, проведено критичний аналіз способів поводження з сірчанокислими відходами АБ, що існують в Україні та в світі, здійснено підбір методів і методик для проведення досліджень, розроблена теоретична модель процесу реутилізації, проведені експериментальні дослідження для вивчення закономірностей поводження іонів домішок, які входять до складу відпрацьованого акумуляторного електроліту, розроблена маловідхідна технологія реутилізації, проведена оцінка впливу розробленого способу реутилізації на навколишнє середовище, виконана обробка експериментальних даних за допомогою методів статистичного аналізу, проведено науковий аналіз отриманих результатів.У першому розділі проведено аналіз існуючого стану питання щодо поводження з небезпечними для довкілля відходами електроліту акумуляторних батарей, охарактеризовано вплив цих відходів на навколишнє середовище, визначено величину екологічного ризику та доведено, що сірчанокислі відходи акумуляторних батарей є державною екологічною проблемою, яка вимагає вживання невідкладних природоохоронних заходів. Враховуючи це, при вирішенні проблем знешкодження сірчанокислих відходів АБ, обґрунтовано, що процес утилізації цих відходів слід замінити на процес реутилізації, котрий буде задовольняти наступним вимогам: мінімальна кількість токсичних компонентів у складі відходів; мінімальна кількість відходів, які не мають подальшого застосування, тобто потрапляють у навколишнє середовище; максимальний витяг цінних компонентів з відходів. Проведено аналіз можливих електрохімічних технологій реутилізації відпрацьованих сірчанокислих розчинів (прямий електроліз, електролізне вилучення металів імпульсним струмом, анодне окислювання у завислому шарі каталізатора, електродіаліз) і встановлено, що електрохімічний спосіб очищення вимагає індивідуального підходу до різних типів відпрацьованих сірчанокислих розчинів, тому що параметри цього процесу визначаються складом стоків і можуть бути встановлені тільки експериментальним шляхом. Основними факторами, що впливають на ефективність процесу реутилізації відпрацьованого акумуляторного розчину електрохімічним методом, є: рівень впливу на навколишнє середовище, густина струму, тривалість ведення процесу, вихідна та кінцева концентрації домішкових металів і сірчаної кислоти. Відповідно до проведених експериментів, електроліт відпрацьованих свинцево-кислотних акумуляторів являє собою 18-34% розчин сірчаної кислоти, що містить домішки важких металів заліза 100-600мг/кг; міді 7-15мг/кг; марганцю 0,7-1,5мг/кг; свинцю (у завислому стані) 2-20 г/кг, свинцю (у розчиненому стані) 5-10 мг/кг.Проведено теоретичне обґрунтування та нове розвязання важливої науково-технічної проблеми підвищення екологічної безпеки держави шляхом розробки маловідхідної технології реутилізації сірчанокислих відходів акумуляторних батарей, яка усуває небезпечний для навколишнього середовища відхід, вилучає з нього сірчану кислоту та повертає її у виробництво свинцевих акумуляторів, дозволяє скоротити кількість рідких відходів, які надходять на нейтралізацію. Вперше охарактеризовано вплив відходів акумуляторного електроліту на компоненти навколишнього середовища і встановлено, що в результаті зливання в грунт відпрацьованого акумуляторного електроліту утворюються своєрідні техногенні аномалії, які характеризуються підвищеною кислотністю, збільшенням вмісту сульфат-іонів і рухомих форм важких металів, що супроводжується зміною біологічного і хімічного складу грунтів; зменшенням вмісту гумусу; зниженням врожайності сільськогосподарських рослин; анатомічними, морфологічними змінами або знищенням багаторічних рослин; а в умовах посиленої кислотної дії - вивітрюванням первинних мінералів і утворенням техногенних пустель. Вперше проведено теоретичні та експериме

Основний зміст роботи