9 февраля 2015, 15:39

Чистая вода из ядовитых стоков: ученые сэкономили пышминским металлургам 3 млн

Чистая вода из ядовитых стоков: ученые сэкономили пышминским металлургам 3 млн
Фото: Влад Булатов для 66.ru
Целый год они изучали патенты, испытывали технологию в лаборатории и на опытном производстве. В итоге нашли простой способ очищать «обогащенные» мышьяком и селеном растворы на 99,9%.

Речь идет о промышленных стоках, которые используются в замкнутой системе водооборота завода Уралэлектромедь.

В процессе производства селена на заводе используют так называемый маточный раствор. По сути это просто солевой раствор, в котором содержатся мышьяк и селен — от одного до десяти грамм на каждый литр. Это очень много. Сливать такое в канализацию строго запрещено, потому растворы направляют в гидрометаллургическое отделение, где нейтрализуют и «упаривают до солей».

Здесь, в огромных, высотой в десять метров емкостях, отравленную воду чистили по традиционной технологии — щелочью.

Щелочь заставляет яды выпадать в осадок. Но, во-первых, это дорого, а во-вторых — не очень-то эффективно. Мышьяк и селен она извлекает с результативностью в 95%. А все остальное возвращается обратно в систему, заражает ее.

И ученые потратили год на то, чтобы найти решение попроще и получше. И нашли его буквально в соседнем цехе.

Сергей Краюхин, начальник исследовательского центра завода Уралэлектромедь:

— Мы предложили несколько иной способ: смешение с собственными растворами другого цеха и нейтрализацию известью. Это позволило степень очистки резко повысить — до 99,9%.

Речь идет о богатых железом стоках цеха горячего цинкования. Эти растворы добавляют в воду с селеном, доливают в получившуюся жидкость так называемое известковое молоко. Железо связывает мышьяк и селен, известь ускоряет реакцию, в итоге на выходе концентрация опасных тяжелых металлов в воде сокращается до десятых долей грамма на литр.

Технологию обкатывали здесь, на опытном производстве. Но мы объясним ее проще — на пробирках и колбах.

В одной колбе смешиваем оба раствора. Получившуюся жидкость непрерывно перемешиваем, «обогощаем» воздухом и подогреваем.

Чуть позже добавляем туда же известковое молоко.

Заметные черные крупицы появляются в мутной жиже за считанные минуты.

А позже раствор и вовсе становится черно-серым. Осадок сформировался. Осталось его извлечь.

Жидкость пропускаем через фильтр.

Скопившаяся в воронке жижа быстро сохнет и твердеет. Это и есть осадок, над извлечением которого бились ученые.

Сейчас, когда технология известна и обкатана, процесс кажется элементарным. Но научные работники потратили не один месяц, чтобы просто понять, в каких пропорциях надо смешивать растворы, чтобы добиться упомянутых 99,9% эффективности.

Каждый раз, когда воду избавляли от металлов, в лабораторию Научно-исследовательского центра при Техническом университете УГМК отправлялись два вида проб.

Нанесенный на белые таблетки осадок уносили на рентген.

А воду в пробирках отдавали на растерзание аппарату со сложным до жути названием: атомно-абсорбционный спектрометр.

Начнем, пожалуй, с рентгена. Он попроще.

Небольшой, похожий на сканер аппарат просвечивает таблетки с образцами осадка, выдавая разложенный по таблице Менделеева состав образцов.

Его задача — установить, что в осадке и селен, и мышьяк, и железо содержатся в большом количестве.

А спектрометр, напротив, должен был подтвердить, что в воде тяжелых металлов практически нет.

Этот аппарат всасывает образцы жидкости через тоненькую трубочку.

Внутри спектрометра полыхает пламя, разрывающее образец на атомы.

Результаты сложная машина выводит на монитор.

Через этот цикл бесконечных экспериментов, проб и анализов ученые прогнали десятки кубических метров раствора, пока не получили готовую технологию. Их стараниями один завод отказался от щелочи и теперь экономит ежегодно по 3 млн рублей.

В масштабах гигантов металлургии это немного. Но ученые тем не менее сделали полезное дело ценой в однокомнатную квартиру в Екатеринбурге. И за год они разработали и внедрили еще больше десяти таких небольших, но важных технологий. И наш репортаж — это небольшая открытка им по случаю Дня российской науки, прошедшего в минувшее воскресенье. С праздником!

Фото: Влад Булатов для 66.ru