Анотація до роботи:

14. Исаева Н.В., Мосягин Д.В., Сердюк А.И. Подбор оптимальной концентрации свинца в электролите для переработки свинцово-кислотных аккумуляторов //Збірка доповідей ІІІ Міжнародної наукової конференції аспірантів та студентів “Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів”. – Донецк. – 2004. - Том 1. – С. 72-73.

15. Исаева Н.В., Сердюк А.И. Влияние состава электролита на процесс растворения аккумуляторных пластин при электрохимической переработке свинцово-кислотных аккумуляторов // Матеріали 1-ої міжнародної науково-практичної конференції „На шляху до сталого розвитку регіонів. Екологічні та соціально-економічні аспекти”. Збірник наукових праць. – Полтава. – 2004. – С. 139-142.

16. Исаева-Парцвания Н. В., Мосягин Д.В., Сердюк А.И. Растворение пластин отработанных свинцово-кислотных аккумуляторов и извлечение из них свинца электрохимическим методом //Збірка доповідей ІV Міжнародної наукової конференції аспірантів та студентів “Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів”, - Том 1. – Донецк. – 2005. – С. 69-70.

17. Матюшонок А.В., Королева К.В., Исаева-Парцвания Н. В. Стабильность электролитов для электрохимической переработки пластин свинцово-кислотных аккумуляторов //Збірка доповідей ІV Міжнародної наукової конференції аспірантів та студентів “Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів”, - Том 1. – Донецк. – 2005. – С. 71-72.

18. Исаева-Парцвания Н.В., Сердюк А.И. Перспективы комплексной переработки свинецсодержащих компонентов отработанных свинцово-кислотных аккумуляторов электрохимическим методом // Труды VIII международной научно-практической конференции «Химия – XXI век: новые технологии, новые продукты». – Кемерово, 2005. – С. 369-371.

Особистий внесок здобувача: [1] - встановлена залежність швидкості розчинення пластин від щільності струму і тривалості електролізу, [2, 4] - вивчений вплив ПАР на швидкість осадження свинцю та анодного розчинення акумуляторних пластин, [3] - встановлений склад осадженого свинцю й анодного шламу, [5] - розроблена схема очищення стічних вод зворотнього циклу, [6] - встановлений склад акумуляторного шламу та розроблена схема його переробки, [7, 18] - запропонована схема комплексної переробки акумуляторів, [8] - проведений аналіз літературних даних, [9, 11] - установлена залежність кількісті викидів забруднюючих речовин від різних параметрів, [10, 12] - знайдений оптимальний склад електроліту для переробки, [13] - запропоновані шляхи підвищення швидкості процесу переробки акумуляторів, [14, 15] - визначена оптимальна концентрація свинцю в електроліті і залежність від нею швидкості анодного розчинення пластин і осадження свинцю на катоді, [16] - встановлена швидкість електродних процесів в діафрагмовому осередку, [17] - знайдений найбільш стабільний склад електроліту.

АНОТАЦІЇ

Исаєва-Парцванія Н.В. Підвищення екологічної безпеки при електрохімічній переробці свинцево-кислотних акумуляторів у силіційфлуористих електролітах. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 21.06.01 - Екологічна безпека. - Донецький національний університет, Донецьк, 2006.

Дисертація присвячена вивченню більш екологічно чистої електрохімічної переробки свинцево-кислотних акумуляторів в електролітах на основі силіційфлуористогідрогенної кислоти. Підібрано склад раціонального з екологічної і технологічної точок зору електроліту, що включає, г/л: свинець – 70-100, силіційфлуористогідрогенна кислота – 15-30, борна кислота – 5-10, у якості ПАР – ССБ – 0,8-1,2, багатоатомний спирт (гліцерин, етиленгліколь) – 1,0-5,0 та желатина – 0,6-1,0. Запропоновано схему очищення стічної води зворотного циклу, що дозволяє знизити концентрацію свинцю в них до 0,08 г/л, флуоридів - до 0,27 г/л, ПАР - до 0,44-6 мг/л, що достатньо для повторного використання води. Встановлено, що питома кількість виділення забруднюючих речовин з поверхні електроліту залежить від складу електроліту (концентрації свинцю, силіційфлуористогідрогенної кислоти, ПАР), валова кількість – від швидкості розчинення пластин і анодної щільністі струму, що також залежать від складу електроліту (концентрації свинцю й ПАР в ньому). Питомі виділення флуоридів складають 0,210^-3 т/т продукції, свинцю – 0,110^-4 т/т продукції, що в 200 разів ніжче, ніж при пірометалургійному виробництві. Відвернений економічний збиток від викидів забруднюючих речовин в атмосферу при переході з пирометалургійної на електрохімічну переробку свинцево-кислотних акумуляторів, відповідно до розрахунку, складає 39,4 млн. грн/рік.

1. У результаті проведення досліджень експериментально встановлено, що підвищення екологічної безпеки при електрохімічній переробці свинцево-кислотних акумуляторів можливо шляхом збільшення швидкості переробки і зниження за рахунок цього кількості викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря.

2. Виявлено, що раціональним з екологічної та технологічної точок зору є електроліт складу, г/л: свинець – 70-100, силіційфлуористогідрогенна кислота –15-30, борна кислота – 5-10, у якості ПАР ССБ – 0,8-1,2, багатоатомний спирт (гліцерин, етиленгликоль) – 1,0-5,0 та желатина – 0,6-1,0; використання електроліта даного складу дозволяє збільшити швидкість переробки в 1,5-2,6 рази.

3. Встановлено, що обробка акумуляторного шламу за запропонованою схемою дозволяє переробити до 75 % шламової маси.

4. Запропонована схема очищення оборотних стічних вод дозволяє знизити вміст силіційфлуористогідрогенної кислоти в воді в 59 разів (до 0,17 г/л), вміст свинцю у 473 рази (до 0,08 г/л), ПАР –у 167-2272 рази (до 0,44-6 г/л).

5. Виявлено, що основними газоподібними виділеннями з поверхні електроліту є флуориди (97,6-99,5 %), виділення сполук свинцю складають 0,5-2,4 % від загального обсягу газоподібних забруднюючих речовин.

6. Питомі виділення флуоридів не залежать від концентрації силіційфлуористогідрогенної кислоти в електроліті й електродної щільності струму, але збільшуються при введенні ПАР у 2,6-4,8 рази, найменше збільшення кількості викидів відзначається при введенні в електроліт ССБ – 0,005 г/(см²).

7. Виділення газоподібних сполук свинцю (оксиду, флуориду), з поверхні електроліту підвищується при збільшенні початкової концентрації свинцю в ньому з 10 до 70 г/л у 1,5 рази (з 0,7710^-5 до 1,1910^-5 г/(см²)), при подальшому збільшенні концентрації свинцю в електроліті залишаються майже незмінним.

9. Розрахунок устаткування цеху з переробки свинцево-кислотних акумуляторів запропонованим методом показав, що, у порівнянні з пірометалургійним виробництвом, питомі виділення сполук свинцю при електрохімічній переробці свинцево-кислотних акумуляторів знижуються в 200 разів. Розрахунок розсіювання забруднюючих речовин від виробництва з переробки свинцево-кислотних акумуляторів в електролітах на основі силіційфлуористогідрогенної кислоти показав, що концентрації флуоридів на границі санітарно-захисної зони (300 м) дорівнює 0,32 ГДК, свинцю - менш 0,1 ГДК;

10. Отримані результати можуть бути застосовані при проектуванні підприємств з переробки свинцево-кислотних акумуляторів електрохімічним шляхом, розроблений склад електроліту може використовуватися як для переробки вторинної свинецьвміщуючої сировини, так і в процесах електросвинцювання.

Публікації автора:

1. Исаева Н.В., Сердюк А.И. Влияние параметров электролиза на скорость электрохимической переработки свинцовых аккумуляторных пластин // Вестник национального технического университета „ХПИ”. Сборник научных работ. Тематический выпуск „Химия, химическая технология и экология”. – Харьков: НТУ„ХПИ”. – 2004. – № 38. – С. 78-83.

2. Исаева Н. В., Сердюк А.И., Червонцева Н.Н. Влияние поверхностно-активных веществ (ПАВ) на процессы осаждения свинца при электрохимической переработке свинцово-кислотных аккумуляторов // Вісник ДонДАБА. – Макіївка. – 2004. – 2004-4(46). – С. 58-62.

3. Исаева-Парцвания Н. В., Сердюк А.И., Дубовик И.В., Козловская Т.Ф., Жадан А.П. Извлечение свинца из свинецсодержащих аккумуляторных пластин электрохимическим методом // Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету. – Кременчук. – 2005. – № 2/2005 (31). – С. 95-98.

4. Исаева Н.В., Сердюк А.И. Влияние поверхностно-активных веществ на скорость растворения аккумуляторных пластин при электрохимической переработке свинцово-кислотных аккумуляторов // Вісник Донецького університету. Серія А: природничі науки. – Донецьк. – 2005. – вип. 1, част. 2. – С. 327-331.

5. Исаева-Парцвания Н.В., Сердюк А.И. Очистка сточных вод, образующихся при электрохимической переработке свинцово-кислотных аккумуляторов // Восточно-Европейский журнал передових технологий. – Харьков. – 2005. – 4/2 (16). – 144-147.

6. Исаева Н. В., Сердюк А.И. Извлечение свинца из свинецсодержащего шлама отработанных свинцово-кислотных аккумуляторов гидрометаллургическими методами // Вісник ДонНАБА. – Макіївка. – 2005. – вип. 2005-2(50). – С. 110-114.

7. Исаева-Парцвания Н. В., Сердюк А.И., Ступин А.Б. Переработка отработанных свинцово-кислотных аккумуляторов: проблемы и перспективы // Збірник наукових праць Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. – Луганськ. – 2005. – № 1(3). – С. 35-38.

8. Исаева Н. В., Сердюк А.И. Проблемы и перспективы электрохимической переработки свинцово-кислотных аккумуляторов (Обзор) // Экотехнологии и ресурсосбережение. – 2005. – № 5. – С. 48-54.

9. Исаева-Парцвания Н. В., Сердюк А.И., Ступин А.Б. Выбросы вредных веществ при электрохимической переработке свинцово-кислотных аккумуляторов в электролитах на основе кремнефтористоводородной кислоты // Вісник Донецького університету. Серія А: природничі науки. – Донецьк. – 2005. – вип. 2, част. 2 – С. 303-307.

10. Электроліт для вилучення свинцю з вторинної сировини на основі силіційфлуористоводневої кислоти: Патент № 7416. Украина. МКИ С25С1/18, С25D3/34, С25В1/00 / Н.Н. Червонцева, Н.В. Исаева, А.И. Сердюк. – № 20041210231; Заявл. 13.12.2004; Опубл. 15.06.2005, Бюл. № 6. – 8 с.

11. Исаева-Парцвания Н.В., Сердюк А.И., Ступин А.Б. Повышение экологической безопасности при электрохимической переработке свинцово-кислотных аккумуляторов в кремнефтористых электролитах // Сборник научных трудов ДонНУУ. Серія: державне управління. „Механізми утворення природокористування”. – 2005. – Том 6, вип. 57. – С. 41-47.

12. Исаева Н.В., Дементьев Д.А., Сердюк А.И. Перспективы снижения загрязнения окружающей среды при переработке отработанных свинцово-кислотных аккумуляторов //Збірка доповідей ІІ Міжнародної наукової конференції аспірантів та студентів “Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів”. – Донецк. – 2003. - Том 2. – С. 75-76.

13. Исаева Н.В., Дементьев Д.А., Сердюк А.И. Ускорение процесса электроосаждения свинца при переработке свинцово-кислотных аккумуляторов // Збірка доповідей VІ Міжнародній науково-практичній конференції студентів, аспірантів і молодого вчених "Екологія. Людина. Суспільство". – Київ. – 2003. - С. 130.