Комплексна технологія утилізації твердих манганвмісних відходів виробництва гідрохінону

Розроблена технологічна схема і проведена апробація технології утилізаційної переробки твердих шламів виробництва гідрохінону. При цьому досягнуті високий ступінь (більше 95%) вилучення мангану за умови періодичної дії реактору. Попередніми еколого-економічними розрахунками встановлено, що економічний ефект переробки манганвмісних відходів виробництва гідрохінону становить близько 6 млн. грн.

Ключові слова: тверді відходи, манган (IV) оксид, вилуження, сульфатна кислота, відновлення, пігмент, технологічна схема, мангану (ІІ) сульфат, технологія.

Павленко О.В. Комплексная технология утилизации твердых марганецсодержащих отходов производства гидрохинона. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.17.01. - Технология неорганических веществ.- Национальный технический университет Украины „Киевский политехнический институт”, Киев, 2009.

Работа посвящена разработке технологии утилизации твердых марганецсодержащих отходов производства гидрохинона. Изучен состав марганецсодержащих шламов производства гидрохинона с использованием химических и инструментальных методов.

Исходя из особенностей состава шлама, доказана рациональность его переработки путем выщелачивания из него марганца раствором серной кислоты. Рассчитаны термодинамические показатели химических взаимодействий компонентов шлама с выщелачивающим реагентом. Установлена возможность полного переведения марганца в раствор без предварительного обжига и без введения дополнительных восстановителей за счет восстановления марганца (IV) оксида до марганца (II) оксида компонентами шлама. В ходе исследований определено, что восстановление марганца (IV) оксида происходит в три последовательных стадии взаимодействия последнего с гидрохиноном, соединениями железа и углем. Доказана возможность низкотемпературного восстановления марганца (IV) оксида углем в сернокислой среде. Определены кинетические параметры процесса и подобраны оптимальные условия его протекания.

В работе изучен процесс очистки от примесей полученного раствора марганца сульфата путем осаждения соединений железа и сопутствующих микропримесей регулировкой рН раствора с предварительным доокислением пероксидом водорода. Предложено в качестве осадителя примесей использовать суспензию мела, подобраны параметры процесса. Доказана возможность использования полученного осадка как минерального пигмента с высокими потребительскими свойствами.

Исследован состав вторичного шлама после сернокислотного извлечения марганца в раствор в виде марганца (II) сульфата. Изучена возможность его утилизации в качестве добавки в шихту при производстве строительной керамики.

Предложена принципиальная технологическая схема и проведены промышленные испытания технологии утилизации марганецсодержащих шламов. Полученный продукт - пятиводный марганец (II) сульфат соответствует требованиям ГОСТ 435-77 (ч).

В ходе испытаний подтверждена технологичность всех стадий процесса утилизационной переработки шлама производства гидрохинона и достигнута степень извлечения 95 % марганца при периодической работе реактора. Предварительными эколого-экономическими расчетами установлено, что экономический эффект получения марганца (ІІ) сульфата из отходов составит около 6 млн. грн. При этом достигается значительное уменьшение экологического ущерба от хранения соответствующих отходов в отвалах.

Ключевые слова: твердые отходы, марганец (IV) оксид, выщелачивание, серная кислота, восстановление, пигмент, технологическая схема, марганца (ІІ) сульфат, технология.

Pavlenko O.V. The complex technology of salvaging of solid manganiferous wastes of production of hydroquinone . - the Manuscript.

The thesis on competition of a scientific degree of candidate of technical science on a speciality 05.17.01. - Technology inorganic substances. - National technical university of Ukraine „ Kiev polytechnical institute ”, Kiev, 2009.

Work is devoted to development of complex technology of processing of solid manganiferous wastes of production of hydroquinone with extraction of manganese and full salvaging of by-products. Thermodynamic indexes of chemical interactions of components of slimes with a lixiviating reagent - sulfuric acid are calculated. The opportunity of extraction manganese in the form of manganese (ІІ) sulphate in a sulphate solution with preliminary reduction of initial manganese (IV) oxide up to manganese (ІІ) oxide connections which are a part of slimes is proved. It is certain, that the chemistry of process of leaching is characterized by a course of interactions in three stages on indexes of reduction rate of manganese (ІV) oxide connections of iron, hydroquinone and carbon of absorbent coal. Kinetic parameters of leaching are positioned and optimum technological conditions of process are certain.

The method of purification of a solution of manganese (ІІ) sulphate from impurities by precipitation by suspension of calcium (ІІ) a carbonate and salvaging of the received deposit as inorganic pigment is developed. The expediency of use of the secondary slimes in production of structural ceramics is proved.

The flow diagram is developed and approbation of technology of utilization processing of solid slimes of production of hydroquinone is carried out. Thus the high degree (more than 95 %) extraction of manganese under condition of periodic action of a reactor is reached. By pre-award ecological and economic calculations it is positioned, that economic benefit of reception of manganese (ІІ) sulphate from wastage will make 6 mln. grn.

Keywords: solid waste, manganese (IV) oxide, leaching, sulfuric acid, reduction, a pigment, flow diagram, manganese (ІІ) sulphate, technology.

Размещено на Allbest.ru