Как да извлечете златни рибки от отровна канализация
Известен изобретател от Рязан предлага да спечели милиарди от това, което сега изисква милиони долари. Отпадъчните, промишлените и минните води могат лесно да бъдат екологично чисти, като от тях се извличат килограми цветни и благородни метали.
Къде е Клондайк?
Кой от нас не е мечтал да намери съкровище в детството си? Кой не помни мита за златното руно, способно да събира и най-малките частици злато в себе си? Истории за пирати и пълни със съкровища трюмове на кораби, почиващи на дъното на морето?
Но времето се движи неумолимо. Отминаха дните на златната треска с лесна плячка под формата на големи късове, Клондайк отдавна е пресъхнал. Съвременните драги и концентратори измиват и филтрират хиляди тонове отпадъчни скали, за да извлекат фино злато. Разработват се някога известни находища, оставяйки „опашки“, където голямо оборудване работи почти на загуба поради сегашното покачване на цените на горивата и електроенергията.
Не по-добро е положението и в мините за цветни и редкоземни метали. Цените на медта, алуминия, цинка, хрома са се увеличили няколко пъти през последното десетилетие и половина.
Благородните и цветните метали са необходими на машиностроенето, електрическата и електронната промишленост и други отрасли. Откъде мога да ги взема без риск за живота и щети на джоба ми? Учените казват, че евтините метали могат да бъдат взети от отпадъците.
От скалата, от празната, златен слитък ще излезе!
Наистина, какво ще оставим на бъдещите поколения? Промишлени сметища, купища отпадъчни скали и утаителни резервоари с мръсна вода. Може би те ще се превърнат в новия Клондайк за фините технологии в добивните индустрии. Например днес служители на Сибирския клон на Руската академия на науките и Института по въглища и въгледохимиядоклад за 32 елемента, съдържащи се в пепелта и шлаката и въглищата на Кузбас. Един тон въглища или въглищна пепел от района на Кемерово съдържа: 662 грама итрий, 895 - рубидий, 387 - сребро, 271 - тантал, 256 - графий, 109 - тербий, 106 - лутеций, 27 - злато и др. Въз основа на средните показатели, годишно добитите кузнецки въглища (около 100 милиона тона) съдържат по съвременни цени благородни метали в размер на 28,7 милиарда щатски долара, което надвишава общия доход от продажбата на годишното производство на въглища почти 20 пъти. Оказва се, че днес е изгодно да се борим с отпадъчните купища от "празни" скали, шлака и пепел. А какво има в "мръсните" води, индустриалните отпадъчни води, рудниците и рудничните води? Проучванията показват, че те са не по-малко богати на елементи от периодичната таблица.
Дългосрочният контакт на подпочвените води с въглища и руди причинява излужване на метални йони и микрочастици в разтвори с висока концентрация. Не по-малко наситени с йони на тежки метали са промишлените отпадъчни води от химическата, галваничната, кожената, картонено-хартиената и други индустрии. Къде отива цялото това богатство? Да на отравянето от околната среда!
Сорбенти от въглеродни влакна - златното руно на нашето време
В резултат на проучвания, проведени на базата на измервателно оборудване на отдела по екология на Рязанския военен автомобилен институт (RVAI), бяха получени данни, потвърждаващи високите концентрации на йони на тежки метали във всички горепосочени източници на замърсяване. Така две задачи се сляха в един проблем наведнъж: да се подобри екологичната ситуация и да се съберат ценни метали по евтин начин с последващото им отделяне за удобна промишлена употреба.
Проверка на работата на сорбенти от въглеродни влакна (CFS) от определени видове и типове в бордови електролизаторив автомобилната технология забелязахме, че дори когато работим с чисти електролити, с течение на времето се образуват метални отлагания върху плочите от въглеводороди. Спомням си легендата за златното руно. Имаше дори външна прилика - меката и топла повърхност на UVS плочите в ръцете наистина прилича на вълна на младо агне.
Нека не се разсейваме от други уникални приложения на тези плочи (например като невероятно евтини сгъваеми електрически печки или стенни нагревателни рогозки). За това вече сме писали в нашия вестник (вж. материала „Черга убиец или електрическа печка в джоба”, „Енергетика и индустрия на България”, бр. 12, 2002 г.).
Сега е важно следното. Допълнителни експерименти с електрогалванично отлагане на различни метали върху специално подбрани анионно-катионни въглеводородни пластини дадоха отлични резултати. Практически от всички проби от промишлени отпадъчни води, и особено от минни води, беше възможно да се извлекат до 90% от металите с малко време и енергия. Силно развитата повърхност на фините HCS структури играе огромна роля в отлагането на метални йони върху плочите. Така се появиха контурите на възможните бъдещи технологии за извличане на ценни метали от обикновените отпадъци.
Ето какао, ето брашно - няма кекс!
UVC плочите могат да решат проблем с околната среда, но какво да правим с получената „слоеста торта“ от различни метали? Ясно е, че металите трябваше да бъдат отделени от въглеводородите и разделени помежду си. Първото може да се направи чрез отгряване, а второто - чрез топене, но е жалко да изгорите "руното", а топенето е много енергоемко. Така че ние се „включихме“ в нашите патентовани вградени електролизатори, превръщайки ги този път във вани за електрорафиниране със селективно утаяване на всеки метал в един слитък. UVS плочии запазени за повторна употреба.
Разработената технология започва да придобива не само експериментално, но и индустриално значение. Тя заключи следното. Редуващи се анионно-катионни плочи от въглеводороди бяха сглобени чрез пластмасови дистанционни елементи на четири шипа в отворени "рафтове", които бяха поставени в промишлени отпадъчни води или на изхода на мините и помпите за руднична вода. Анионните или анодни плочи бяха свързани към "плюса" на батерията, а катионните или катодните - към "минуса". При ниски концентрации на метални йони се използва една автомобилна батерия 12V, а при средни или високи концентрации се използват две такива батерии последователно или една на 24V. Когато „пай“ с тегло няколко килограма беше отложен върху „каквото“, той се спускаше във винилова пластмасова вана, където имаше второ „какво ли“, направено от гладки графитни плочи, които бяха свободно поставени между плочите на първото „какво ли“. След това катодният проводник на катионните плочи на първото „нещо“ беше свързан като анод към „плюса“, а графитните плочи на втория като катод към „минуса“ на токоизправителя (от който едновременно се зареждаха нашите батерии). Ваната беше напълнена със солен разтвор на доминиращия метал и този метал беше галванично отложен в блокове върху гладък графит. Тоест, извършено е селективно електрорафиниране на определен метал. Разтворът се източва през пластмасов кран за повторна употреба и блоковете се отстраняват от графита. След това банята се напълва с разтвор на следващия метал и рафинирането се повтаря, докато първият "рафт" се освободи напълно от металите.
Не е легенда или мит - те създадоха "RIF" за водата!
Резултатът беше напълно безотпадна технология за използване на материали, оборудване и електролити, които не бяха замърсени с въглеводороди или графит, следователно бяха екологични.безопасно. Повторението на циклите на рафиниране осигури технологията за регенериране на всички работни елементи на разработения филтър за метални йони, поради което му беше дадено името "RIF-12" - регенерационен йонен филтър за напрежение от 12 V и по-високо.
В зависимост от площите и обемите на утаителните резервоари, промишлените отпадъчни води, както и от производителността на рудничните и рудничните водни помпи, е възможно да се използват касетъчни възли от няколко корпуса, свързани паралелно към разделителните колектори с "рафтове" тип RIF-12.
Всички възли са унифицирани по размери и стандартизирани по електрически параметри, поради което са напълно взаимозаменяеми. В тази връзка е препоръчително да се организира непрекъснат цикъл на работа на цялото устройство, когато касетите с отложен метал се поставят за регенерация, а почистените от метали касети се монтират върху обекта за нов улов.
Златоносните "РИФ" могат да станат полезни за мини и мини, котелни и топлоелектрически централи, както и предприятия от вредни и "мръсни" индустрии. В допълнение към подобряването на екологичния компонент на тези индустрии, технологията също така ще осигури на предприятията значителен допълнителен доход.