2. Утилизация ртутных ламп в России

Первая в СССР установка по утилизации бракованных люминесцентных ламп была создана в 1950-х гг. на Московском электроламповом заводе (ныне ОАО «МЭЛЗ»), в основу которой был положен процесс дробления стекла ламп на мелкие кусочки с последующей отмывкой от ртути водой на вибрационных ситах [16]. В дальнейшем по мере строительства новых электроламповых заводов по производству люминесцентных ламп такие установки создавались на каждом из них. В это время возникла идея разработать подобные установки и для утилизации (демеркуризации) ртутных ламп, выходящих из строя у потребителей, и организовать во всех городах страны пункты сбора и обезвреживания использованных ламп, оборудованные такими установками. Несколько позже во Всесоюзном научно-исследовательском институте вторичных материальных ресурсов (ВНИИВМР) Госснаба СССР были разработаны установки термической демеркуризации ртутных ламп [18]. Термически обработанный стеклобой был рекомендован для применения в дорожном строительстве, а так называемая ртутная ступа должна была отправляться на ртутные комбинаты с целью получения из нее товарной ртути. К 1991 г. в СССР действовало 6 установок, разработанных ВНИИВМР [16].

В начале 1990-х гг. уже в России стали создаваться так называемые демеркуризационные предприятия (станции демеркуризации), призванные обеспечить сбор и переработку вышедших из строя ртутьсодержащих изделий, прежде всего, люминесцентных ламп. К концу 1990 гг. уже менее чем в 50 субъектах Российской Федерации функционировало (по крайней мере, формально) порядка 50-60 предприятий, ориентированных на сбор и утилизацию вышедших из строя ртутных (прежде всео люминесцентных) ламп. С середины 1990-х гг. такие предприятия стали принимать на утилизацию ртутные лампы высокого давления, контрольно-измерительные приборы и другие ртутьсодержащие изделия; многие из преприятий выполняют работы по демеркуризации помещений и других объектов городской среды, некоторые – изготавливают демеркуризационное оборудование и проводят научно-прикладные исследования в области демеркуризации, ртутного мониторинга и ртутометрии. Иногда используется гидрометаллургический способ и некоторые другие приемы демеркуризации отработанных газоразрядных источников света [31, 8, 17, 19, 18, 28, 10]. На отдельных предприятиях применяется способ обезвреживания люминесцентных ламп, основанных на использовании «сухих»и «холодных» технологических процессов, главной целью которых является максимально полное выделение из лампы основного носителя ртути – люминофора. Анализ особенностей применения указанных способов показывает следующее².

3. Методы демеркуризации ртутных ламп

   1. Общие сведения

Среди актуальных проблем экологии важное место занимают вопросы, связанные с загрязнением среды обитания ртутью и ее соединениями. Это обусловлено, с одной стороны, широким использованием и периодическим выходом из строя разнообразных ртутьсодержащих изделий (люминесцентных и ртутных ламп, термометров, гальванических элементов и других приборов) на предприятиях, в быту, здравоохранении, транспорте, в дошкольных, учебных и научных учреждениях, а с другой стороны очень высокой токсичностью ртути.

Большинство отечественных демеркуризационных предприятий используют установки, в основу которых положены термические методы демеркуризации. На некоторых из них применяется гидрометаллургический способ утилизации отходов.

Гидрометаллургический метод, сущностью которого является обработка раздробленных изделий химическими демеркуризаторами с целью перевода ртути в трудно растворимые соединения, предполагает многократную промывку отходов растворами, что приводит к перераспределению ртути в раствор в виде устойчивых комплексов и как следствие – вызывает необходимость создания дорогостоящих систем очистки промывных вод.

Термический метод демеркуризации люминесцентных ламп основан на возгонке ртути из смеси стеклянного и металлического лома с последующим улавливанием и конденсацией ее паров. Он положен в основу установок УДЛ (ВНИИВМР) и типа УДМ, УДМП (НПК «Меркурий», Чебоксары).

Термовакуумный метод реализован в малогабаритных установках типа УРЛ-2М (ФИД - Дубна). Принцип действия этих установок основан на вакуумной дистилляции ртути с вымораживанием ее паров на поверхности криогенной ловушки.

Несмотря на определенные достоинства этих методов, например, термических, по сравнению с гидрометаллургическим, они достаточно сложны в эксплуатации, энергоемки, требуют высоких температур надежных систем сорбции ртути из отходящих газов. Методы не исключают вероятности выброса газов в атмосферу при нарушении герметичности в стыках технологических трактов и локального загрязнения среды обитания из-за постоянного выброса технологического газа в атмосферу и при сбросе промывочных вод.

Кроме того декларируемая разработчиками универсальность методов не находит практического подтверждения: для переработки тех или иных отходов – ртутьсодержащих приборов, люминесцентных ламп, загрязненных ртутью почв и т.д. – требуются специфические условия, соответствующие технологии и установки.

Применительно к проблеме переработки отработанных люминесцентных и других ртутных ламп в настоящее время известны намного более рациональные и, главное, более экологические методы, нашедшие во многих странах широкое практическое применение.

Эти методы основаны на следующих главных принципах: - на отказе от применения высокотемпературных и «мокрых» технологий, в этом случае в ходе переработки ламп не образуются выбросы и стоки, поступающие в окружающую среду; - на получении как можно меньшего числа конечных продуктов переработки, что резко уменьшает вероятность «распыления» ртути;

- на учете того факта, что ртуть в отработанных лампах в основной своей массе связана люминофором. Это обусловливает необходимость отделения ртутьсодержащего люминофора и использования его в качестве сырья для получения вторичной ртути.

- на использовании составляющих материалов ламп в качестве вторичного сырья.