Гальванические отходы

Гальванические отходы являются одним из наиболее опасных источников загрязнения окружающей среды. Сложность их эффективного обезвреживания связана с использованием разнообразных токсичных химических веществ: кислот, щелочей, солей тяжелых металлов, ПАВ, нефтепродуктов, различных органических соединений, включая цианиды. Их концентрация в гальванических растворах может достигать 200-400 г/л.

Высокая токсичность используемых в гальванике химикатов (большинство из них имеют 1-2 классы опасности) способна вызвать значительный ущерб окружающей среде и здоровью человека. Вопросам грамотного обращения с отходами гальванического производства посвящена настоящая статья.

Что такое гальваника

Гальваническое производство-это процесс нанесения металлических покрытий на твердые поверхности с помощью постоянного электрического тока. Деталь, на которое наносится покрытие, является катодом (отрицательный электрод). Гальванический электролит представляет собой раствор соли металла, образующего покрытие. Анодом (положительный электрод) является наносимый металл или инертный токопроводящий материал. В последнем случае необходимо добавлять в раствор наносимый металл для восполнения его концентрации.

Гальванические покрытия применяют для улучшения различных свойств поверхности деталей или изделий. Например, стойкости к коррозии и истиранию, электропроводности, отражающей способности, внешнего вида и др. Для нанесения гальванических покрытий применяется большое количество специальных растворов (электролитов), содержащих высокие концентрации солей тяжелых металлов, кислот или щелочей, органических соединений и ПАВ.

Это обуславливает высокую степень опасности отходов гальванических производств для окружающей среды и здоровья людей.

Классы опасности гальванических отходов

В Федеральном классификационном каталоге отходов (ФККО) гальванические отходы относятся к разделу 3 63 000 00 00 0 «отходы обработки поверхности металлов и нанесения покрытий на металлы». Они относятся к 1-4 классам опасности.

К 1 классу опасности (чрезвычайно опасные отходы) относятся гальванические отходы, содержащие соединения шестивалентного хрома, свинца, кадмия, фториды и др. Они наносят непоправимый вред окружающей среде, без возможности ее восстановления. Высокая опасность таких отходов требует особых мер предосторожности при работе с ними, исключающие их возможность попадания в природную среду.

К 2 классу опасности (высокоопасные отходы) относятся неорганические и органические кислоты, концентрированные щелочи, соединения меди, никеля, цинка, цианиды и др. Они вызывают значительный урон для природной среды. Ее восстановление занимает более 30 лет.

С 1 марта 2022 года всеми вопросами обращения с отходами 1-2 классов опасности имеет право заниматься только Федеральный экологический оператор (ФЭО). Он может привлекать к этим работам операторов из числа компаний, имеющих лицензии на обращение с такими отходами.

К гальваническим отходам 3-4 классов опасности относятся разбавленные щелочи, промывные воды, осадки от нейтрализации гальванических электролитов в виде малорастворимых соединений. Они также представляют угрозу для окружающей среды и должны передаваться специализированным организациям, имеющим соответствующие лицензии.

О том, как наносят гальванические покрытия, какие реагенты при этом используют и какие отходы могут образовываться можно узнать из следующего видео:

Влияние отходов гальванического производства на экологию и здоровье человека

Гальваническое производство является одним из наиболее опасных загрязнителей окружающей среды. Многие вещества, используемые в гальванике, не только токсичны, но и обладают канцерогенным (способны вызывать онкологические заболевания) или мутагенным действием (изменяют передачу наследственной информации).

Канцерогенным действием обладают соединения шестивалентного хрома, никеля, свинца и др. Мутагенное действие оказывают соединения кадмия, кобальта, цинка, меди и др. Рассмотрим действие наиболее часто используемых в гальванике токсичных металлов.

Кадмий

Относится к особо токсичным веществам. Способен накапливаться в организме человека, особенно в печени, почках и щитовидной железе. Обладает канцерогенным и мутагенным действием.

Соединения кадмия обладают также высокой токсичностью для водных организмов (при концентрациях более 0,001 мг/л) и для сельскохозяйственных культур.

Свинец

При концентрации свинца в питьевой воде более 0,04 мг/л наблюдается хроническое отравление людей. Кроме того соединения свинца усиливают действие других ядовитых веществ. Способны провоцировать возникновение раковых опухолей.

Соединения свинца губительны для рыб и других водных обитателей. Способны накапливаться в почве и растениях. При концентрации более 5 мг/л становятся токсичными для растений.

Медь

Токсичное действие на человека и теплокровных животных соединения меди проявляют только при высоких концентрациях. Однако, они чрезвычайно токсичны для рыбы и других водных обитателей (токсичное действие проявляется уже при концентрации 0,002 мг/л). При концентрации медных соединений более 0,01 мг/л тормозится процесс самоочищения водоемов. Для сельскохозяйственных культур вредное действие соединений меди начинает проявляться с концентрации 0,1 мг/л.

Никель

Соединения никеля оказывают на человека общетоксическое и аллергическое действие. По некоторым данным обладают также канцерогенным и мутагенным действием. Токсичное действие для водных организмов и растений проявляется лишь при достаточно высоких концентрациях.

Цинк

Соединения цинка малотоксичны для человека и теплокровных животных. Для рыб и водных обитателей соединения цинка во много раз токсичнее. Соединения цинка при концентрации более 0,1 мг/л вредно влияют на растения. Кроме того они способны накапливаться в растениях и в почве.

Приведенные данные показывают насколько опасны гальванические отходы для окружающей среды и здоровья человека. Поэтому они должны обезвреживаться в специализированных организациях, имеющих соответствующие лицензии.

Виды гальванических отходов

Все виды гальванических отходов можно разделить на 4 группы;

• отработанные растворы. Содержат высокие концентрации вредных веществ (до 500 г/л солей тяжелых металлов и до 1800 г/л кислот);
• промывные воды. Концентрации загрязняющих веществ снижаются до 0,01-0,1 г/л;
• осадки очистных сооружений гальванических производств (гальваношламы): необезвоженные и обезвоженные;
• циансодержащие отходы.

Способы утилизации гальванических отходов

Сокращение поступления гальванических отходов в поверхностные воды и окружающую среду является важнейшей задачей. Решить ее помогут многочисленные способы обезвреживания и утилизации этих отходов.

Обезвреживание отработанных растворов

Существует множество методов очистки и обезвреживания отработанных гальванических растворов и промывных вод:

• реагентный метод;
• гальванокоагуляция;
• электрокоагуляция;
• ионный обмен;
• электродиализ;
• электрофлотация;
• обратный осмос и ультрафильтрация;
• адсорбционные и экстракционные методы.

  

  Ни один из перечисленных методов не обладает универсальностью. У каждого есть своя область применения и имеются существенные ограничения. В результате применения всех перечисленных методов образуются шламы из малорастворимых и малотоксичных веществ.

  Регенерация (восстановление) отработанных электролитов

  Кардинальным решением экологических проблем гальванических производств служит не их очистка с получением малорастворимых соединений, а организация малоотходных процессов с максимальным использованием полезных ресурсов. Они включают регенерацию отработанных растворов, позволяющую их использовать повторно.

  Регенерация восстанавливает работоспособность отработанных гальванических растворов за счет удаления из них вредных примесей. Она позволяет многократно использовать рабочие растворы.Разработаны способы регенерации всех типов гальванических электролитов (травления, обезжиривания, хромирования, меднения, никелирования, цинкования, кадмирования и других). Это обеспечивает ресурсосбережение и экономию финансовых средств.

  Утилизация ценных компонентов из гальванических отходов

  В качестве полезного использования компонентов гальванических электролитов можно назвать выделение цветных металлов при электролизе или их переработку с получением пигментов.Гальванические шламы, образующиеся при обезвреживании электролитов, успешно применяются для получения строительных материалов, подвергающихся высокотемпературной переработке (глазури, керамического кирпича, керамзита, строительной керамики, цемента)

  Заключение

  Отходы гальванических производств представляют повышенную опасность для окружающей среды и здоровья человека. Однако, при грамотной переработке они могут служить источниками ценных ресурсов.