|
|
"Świat Druku" - miesięcznik
Archiwum
Rok 2008
Czerwiec
Źródła promieniowania w poligrafii: problemy ochrony pracy i utylizacji cz.III
|
|
Od czasu wynalezienia przez Edisona żarówki źródła światła wciąż się rozwijają. W ostatnich latach rozwój ten idzie w trzech głównych kierunkach: wzrost wydajności świetlnej, miniaturyzacja konstrukcji oraz zmniejszenie negatywnego wpływu na środowisko naturalne (ograniczenie lub wyeliminowanie substancji szkodliwych, jak rtęć czy kadm). Do realizacji różnych procesów technologicznych w poligrafii stosuje się różne źródła światła (promienniki), o różnych zakresach promieniowania. Wiążą się z tym problemy ochrony środowiska. Jest to III, ostatnia część opracowania. Jego część I zamieściliśmy w numerze 12/2007, II – w numerze 1/2008.
|
Od czasu wynalezienia przez Edisona żarówki źródła światła wciąż się rozwijają. W ostatnich latach rozwój ten idzie w trzech głównych kierunkach: wzrost wydajności świetlnej, miniaturyzacja konstrukcji oraz zmniejszenie negatywnego wpływu na środowisko naturalne (ograniczenie lub wyeliminowanie substancji szkodliwych, jak rtęć czy kadm). Do realizacji różnych procesów technologicznych w poligrafii stosuje się różne źródła światła (promienniki), o różnych zakresach promieniowania. Wiążą się z tym problemy ochrony środowiska. Jest to III, ostatnia część opracowania. Jego część I zamieściliśmy w numerze 12/2007, II – w numerze 1/2008. Przetwarzanie odpadów zawierających rtęć (Hg) nie tylko sprzyja obniżeniu poziomu zanieczyszczenia środowiska, a także zwiększa ekologiczne bezpieczeństwo i ekonomiczną efektywność ich utylizacji. Stworzenie uniwersalnego sposobu przeróbki odpadów zawierających rtęć jest w obecnym czasie ważnym zadaniem. Technologiczny proces utylizacji zużytych lamp polega na przerobieniu potencjalnie niebezpiecznych odpadów (I klasa toksyczności) na bezpieczne surowce wtórne, a otrzymany surowiec powinien mieć dalsze zastosowanie. Do unieszkodliwiania i przerobu lamp rtęciowych wykorzystuje się różne sposoby przetwarzania, ale najbardziej rozpowszechnionymi są hydromechaniczny (w ciekłej fazie) i termiczny sposób demerkuryzacji.
Hydromechaniczny sposób demerkuryzacji. Zużyte lampy poddaje się rozdrobnieniu z jednoczesnym płukaniem w dwóch etapach rtęci i luminoforu ze szkła i opraw. Płukanie odbywa się w specjalnym roztworze. Szkło i oprawy rozdziela się mechanicznie. Proces przebiega następująco: Zużyte lampy dostarczane są
do młyna kulowego i poddawane suchemu rozdrobnieniu. Do młyna wprowadza się ciekły reagent o następującym składzie: KJ (5–10 g/l), J (1–23 g/l), NaOH (1–5 g/l), NaCl (5–12 g/l). Następuje proces demerkur yzacji tych lamp. Po jego zakończeniu reagent, w postaci soli rtęci, usuwany jest z młyna kulowego
(np. cementowanie Al). Proces technologiczny przebiega w trzech urządzeniach: w młynie kulowym, przesiewaczu obrotowym i reaktorze chemicznym.
Szklane i metaliczne oprawy po usunięciu rtęci i luminoforu mogą być ponownie przetworzone. Luminofor może być poddany procesowi utylizacji. Hydromechaniczny proces utylizacji zużytych lamp składa się z następujących operacji:
• mechaniczne składanie nieuszkodzonych zużytych lamp do pojemnika wykonanego z metalowej siatki
• wstawienie pojemnika do wanny ze stali nierdzewnej, uprzednio wypełnionej roztworem demerkuranta
• hermetyczne przykrycie pokrywą
• rozdrabnianie zużytych lamp specjalnym nożem-dźwignią, wmontowanym w pokrywę
• pary rtęci, które są w zużytych lampach, przechodzą przez roztwór demerkuranta i system filtrów, gdzie na końcu odbywa się przetwarzanie par rtęci w jej sole; jednocześnie odbywa się pierwszy etap oczyszczania zniszczonych kolb lamp
• pary rtęci po przejściu przez system filtrów całkowicie przekształcają się w sole, a nadmiar oczyszczonego powietrza uwalniany jest do atmosfery
• resztki kolb umieszcza się w specjalnych pojemnikach z roztworem demerkuranta do chwili, aż ulegną pełnemu zniszczeniu.
Oprócz hydromechanicznego sposobu utylizacji stosuje się także termiczną demerkuryzację zużytych lamp: rtęciowych luminescencyjnych i łukowych. Lampy i palniki lamp rtęciowych wysokiego ciśnienia poddaje się rozdrobnieniu, rozdrobnione szkło ogrzewa się do momentu przetworzenia rtęci w stan pary i następuje wydzielenie technologicznego gazu w układ skondensowany systemu i oczyszczenie jego z rtęci. Rozdrobnione szkło przerabia się w celu wzbogacenia
odpadów termicznej demerkuryzacji. Urządzenie pozwala wyeliminować z rozdrobnionego szkła ok. 95% luminoforu. W rozdrobnionym szkle zawartość rtęci wynosi ok. 2,1 mg/kg, a w metalicznych komponentach w luminoforze ok. 0,1%[25]. Przedstawione wyżej sposoby utylizacji mają kilka wad:
• metoda termiczna – wytwarzanie próżni w urządzeniu, niebezpieczeństwo w obsłudze, skomplikowane systemy kondensacji par rtęci, utylizacja sorbentów,
powstawanie technologicznych ścieków
• metoda hydromechaniczna – powstawanie ścieków zawierających rtęć, problemy z zabezpieczeniem i przeróbką powstających produktówrozdrobnionym szkle do ilości wymaganych przez normy (NDS).
W zużytych lampach 95–97% rtęci związane jest z luminoforem i tylko 3–5% ze szkłem i innymi jej częściami. Luminofor w zużytej lampie jest swego rodzaju barierą dla rtęci i deponuje ją w różnorodnych formach, może być ona emitowana z luminoforem jedynie w wysokich temperaturach (>450°C), których uzyskanie w termicznych i termiczno-ciśnieniowych przyrządach jest technologicznie niemożliwe. Ciągle poszukuje się nowych sposobów utylizacji lamp luminescencyjnych, ostatnio wykorzystuje się tzw. „suche” i „zimne” procesy technologiczne, w których kładzie się nacisk na maksymalne wydzielenie
z lampy luminoforu – głównego nośnika rtęci.Technologia przerobu zużytych lamp zaproponowana przez szwedzk firm MRT system oparta jest na zimnymch i suchymch procesie rozdrabniania i separacji w systemie z obnionym cinieniem. Lampy dziel się na czyste szkło, aluminiowe oprawy, szklaną
mieszaninę, zawierajce metaliczne cząstki, a także mieszaninę rtęci i luminoforu, która zbierana jest do specjalnych pojemników (gdzie w destylatorach otrzymuje się metaliczn rtęć). Urządzenia tego typu stosowane są także w Ameryce, Europie, Japonii i Korei Południowej.
Urządzenie ma system regulacji ciśnienia (wytworzenie próżni), co minimalizuje ilość powietr za w pracującym procesorze, a wypompowane powietrze poddaje
się wielostopniowemu systemowi oczyszczania. Na podobnej zasadzie działa urządzenie Ekotrom-2, w którym proces rozdrobnienia i separacji lamp odbywa się w systemie z obniżonym ciśnieniem. Dzięki temu konstrukcja urządzenia zapewnia pełne bezpieczeństwo jego obsługi oraz środowiska naturalnego.
Neutralizacja (oczyszczanie z rtęci) lamp składa się z następujących procesów jednostkowych: rozkruszanie (niszczenie) wibracyjne; selekcja luminoforu z rtęcią, części metalowych (oprawki aluminiowe) i stłuczki szklanej; obróbka hydromechaniczna; gromadzenie rtęci z luminoforem, stłuczki szklanej i części metalowych. Opis procesu technologicznego:
Odpady zawierające rtęć (lampy luminescencyjne, rurki, palniki, lampy bakteriobójcze, termometry itp.) segreguje się i umieszcza w specjalnych pojemnikach, zabezpieczających przed uszkodzeniem i ułatwiających transport. Załadunek całych oczyszczonych lamp do podajnika znajdującego się w urządzeniu Ekotrom-2 odbywa się ręcznie. Umożliwia to ostateczną kontrolę jakości lamp i ich segregację. Proces demerkuryzacji jest całkowicie zautomatyzowany. Lampy umieszczane są w rurowej śluzie załadowczej, po jej przejściu następuje automatyczne zamknięcie hermetycznego zaworu. Podczas procesu demerkuryzacji wytwarzane jest podciśnienie (pompa próżniowa). Po zassaniu do wnętrza urządzenia lampy zostają rozkruszone. Rozdrobnione szkło i złom metali kolorowych rozdzielane są na wibrującej siatce kruszarki-separatora. Z separatora powietrze z wysoką zawartością rtęci związanej z luminoforem i szklanym pyłem przechodzi przez cyklon. Zawierający rtęć luminofor (99%) odsysany jest od szkła, które po oczyszczeniu gromadzone jest w zbiorniku, będącym integralną częścią urządzenia. W tym zbiorniku zbierana jest pozostała część luminoforu po przejściu przez filtr dokładny. Strumień powietrza oczyszczany jest z luminoforu i par rtęci w kilku etapach na adsorberze, wypełnionym aktywowanym węglem z siarką do pochłaniania rtęci. Oczyszczone powietrze (najwyższe dopuszczalne stężenie - NDS: 0,0003 µg/ m3) za pomocą pompy próżniowej uwalniane jest do atmosfery. Odpady z wysoką zawartością rtęci (palniki lamp kwarcowo-r tęciowych, sodowych, lampy bakteriobójcze, termometr y) przechodzą przez powietrzno-uderzeniowy rozdrabniacz i do zbiornika luminoforu. Pośredni zbiornik tłuczonego szkła wyłącza się z systemu. Nadmiar nagromadzonego luminoforu usuwany jest z filtrów przy użyciu sprężonego powietrza. Przepracowany węgiel aktywny, pyły i woda zawierająca środki chemiczne używana do zmywania urządzenia mieszane są z cementem oraz siarczkiem sodu Na2S i formowane w bloki, w których zawartość rtęci nie przekracza 1%. Związanie Hg z Na2S przeprowadza rtęć w nierozpuszczalny siarczek rtęci HgS, którego prężność par jest pomijana w odniesieniu do prężności par metalicznej Hg. W Polsce działa kilka instalacji urządzeń Ekotrom-2, które z powodzeniem stosowane są do utylizacji rtęci, w tym z zużytych lamp luminescencyjnych.
|
|
|
|
