ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНОХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ ИММОБИЛИЗАЦИИ РТУТИ ИЗ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ
Аннотация
В работе предложен способ обезвреживания ртутьсодержащих отходов, соответствующий принципам зелёной химии (проведение реакций при нормальном давлении и температуре, отсутствие образования сточных вод), основанный на количественном связывании металлической ртути и ее соединений в стабильный в окружающей среде водонерастворимый и нерастворимый в разбавленных кислотах сульфид ртути (II). Исследованы твердофазные реакции в системе ртуть-стекло-сера (сульфид железа, пирит) для обеспечения максимально полного перевода металлической ртути, содержащейся в отходах, в сульфид ртути (II). В качестве реактора для проведения подобных реакции было предложено использовать шаровые и/или вибрационные мельницы, которые способствуют диспергированию ртути. На основании серии проведенных экспериментов механохимической иммобилизации ртути из имитационных ртутьсодержащих отходов подробно описаны оптимальные условия протекания реакций. Оставшаяся часть ртути, до безопасных концентраций в предложенном подходе, должна быть иммобилизована путем добавления окислителей (например, перманганат калия, пероксид водорода). Обеспечение слива и перекачивания реакционных масс и продуктов реакции достигается добавлением в реакторы 10-15% бентонита (марки ГНБ-30) и воды в экспериментально установленном соотношении твердое:жидкость = 1:4. Также исследован уровень миграции сульфида ртути из получаемого в результате продукта в водные объекты, а также последующее потенциальное влияние ртути на растения. Полученные результаты говорят о возможности использования предлагаемого метода химической демеркуризации, в результате которой образуется сульфид ртути. Полученные обезвреженные отходы могут считаться неопасными и подлежать захоронению на полигонах (в соответствии с Федеральным классификационным каталогом отходов).
Литература
http://www.mercuryconvention.org/Countries/Parties (Accessed 17.11.2020).
Tarasova N.P., Makarova A.S., Vinokurov S.F., Kuznetsov V.A., Shlyakhov P.I. Green chemistry and sustain-able development: approaches to chemical footprint analysis. Pure Appl. Chem. 2017. V. 90. N 1. P. 143. DOI: 10.1515/pac-2017-0608.
Takaoka M. Mercury and mercury-containing waste in Japan. Mater Cycles Waste Manag. 2015. V. 17. N 4. P. 665. DOI: 10.1007/s10163-014-0325-z.
https://.wedocs.unep.org/bitstream/handle/20.500.11822/21725/ global_mercury.pdf?sequence=1&isAllowed=y (Accessed 12.10.2020).
Svensson M., Allard B., Düker A. Formation of HgS-mixing HgO or elemental Hg with S, FeS or FeS2. Sci. Total Environ. 2006. V. 368. N 1. P. 418. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2005.09.04.
Sangalov Yu.A., Karchevsky S.G., Bakhonina E.I., Ionov V.I. Deactivation (immobilization) of mercury using sulfur-containing compounds. Vest. Akad. Nauk RB. 2015. V. 4 N 80. P. 11 (in Russian).
Fukuda N., Takaoka M., Oshita K., Mizuno T. Stabilizing conditions of metal mercury in mercury sulfurization using a planetary ball mill. J. Hazard. Mater. 2014. V. 276. P. 433. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2014.04.063.
Hamilton W.P., Bowers A.R. Determination of acute Hg emissions from solidified/stabilized cement waste forms. Waste Manag. 1997. V. 17. N 1. P. 25. DOI: 10.1016/S0956-053X(97)00031-7.
Piao H., Bishop P.L. Stabilization of mercury-containing wastes using sulfide. Environ. Pollution. 2006. V. 139. P. 498. DOI: 10.1016/j.envpol.2005.06.005.
Fuhrmann M., Melamed D., Kalb P.D., Adams J.W., Milian L.W. Sulfur polymer solidification/stabilization of elemental mercury waste. Waste Manag. 2002. V. 22. N 3. P. 327. DOI: 10.1016/S0956-053X(01)00057-5.
López F.A., Alguacil F.J., Roman C.P., Tayibi H., López-Delgado A. Disposal of elemental mercury via sul-phur reaction by milling. Abst. 1st Int. Conf. Hazardous Waste Management. 2008. P. 479.
Oji L.N. Mercury disposal via sulfur reactions. Environ. Eng. 1998. V. 124. N 10. P. 52. DOI: 10.1061/(ASCE)0733-9372(1998)124:10(945).
Tundo P., Anastas P., StC. Black D., Breen J., Collins T., Memoli S., Miyamoto J., Polyakoff M., Tumas W. Special topic issue on green chemistry. Pure Appl. Chem. 2000. V. 72. N 7. P. 1207. DOI: 10.1351/pac200072071207.
Nefedov O.M., Lunin V.V., Tarasova N.P. Chemistry and Problems of Sustainable Development and Environ-mental Conservation. Usp. Khim. 2010. V. 79. N 6. P. 491 (in Russian). DOI: 10.1070/RC2010v079n06ABEH004149.
http://ecoaccord.org/pop/Rtutnoe_zagryaznenie_English_25-08.pdf (Accessed 17.11.2020).
Svensoon M., Allard B., Düker A. Formation of HgS mixing HgO or elemental Hg with S, FeS or FeS2. Sci. Total Environ. 2006. V. 368. P. 418-423. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2005.09.040.
Yang Y., Liu J.,Wang Z. Reaction mechanisms and chemical kinetics of mercury transformation during coal combustion. Progress Energ. Combust. Sci. 2020. V. 79. P. 10844. DOI: 10.1016/j.pecs.2020.100844.
Bower J. Immobilization of mercury using iron sulfide minerals. Civil Eng. 2007. P. 52.
GOST R 56237-2014 Drinking water. Sampling at water treatment plants and pipeline distribution systems. Introduction. 04/01/2016. M.: Standartinform. 2016. (in Russian).
Monitoring the parameters of drilling fluids in the field. Water based solutions. Introduction. 1.04.2016. M.: Standartinform. 2015. P. 75 (in Russian).
Chaika V.A., Savin V.V., Savina L.A., Osadchy A.V., Zherebtsov I. S., Medvedskaya P.N. Application of mecha nochemical treatment of graphite in planetary ball mills for obtaining carbon composite pel lets doped with silicon. Chem-ChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2018. V. 61. N 11. P. 38-41 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20186111.10y.
