VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

В течение длительного времени на отвалах и шламохранилищах металлургических комбинатов складируется огромное количество опасных отходов. В состав таких отходов зачастую входят токсичные компоненты, которые оказывают негативное воздействие на окружающую среду. Конкретно, объектом моего исследования являются ванадиевые отходы Нижнетагильского металлургического комбината, в состав которых входит пятиокись ванадия, как известно, что пентоксид ванадия относится ко второму классу опасности и представляет собой высокоопасное вещество. В данном отходе содержится порядка 18% пентоксида ванадия. Центром технологий «Лантан » был разработан способ утилизации и переработки ванадиевых отходов с помощью метода электрошлакового переплава. Суть метода заключается в пирометаллургии, после разделительной плавки мы получаем ванадиевую лигатуру и шлак.

Изначально шлак содержит около 18 % пентоксида ванадия, а также другие вещества

Марка	Массовая доля %
	V2O5	MnO	SiO2	CaO	TiO2	MgO	FeO	Cr2O3
КВМ-1	18-25	10-12	до 10	1-2	6-9	до 0,3	до 55	до 0,4	до 0,2

Полученная лигатура содержит около 15% ванадия металлического, что свидетельствует о том, что мы смогли восстановить практически весь V₂O₅.

Массовая доля элементов %
Ti	Ni	Mn	Si	Cu	AI	Mo	V	Fe
7.38	0.11	8.15	3.23	0.96	0.02	0.78	14.92	64.44

Шлак содержит V 0.778 %, Fe порядка 3.234% и другие элементы. Ванадий с железом образует шпинель FeV₂O₄, в шпинели ванадий не образует пятивалентный ванадий, следовательно, не растворяется в воде, в этом случае ванадий является безопасным для окружающей среды, а также здоровья человека. Определение химического состава проводилось двумя методами – рентгенофлуоресцентным атомно-эмиссионой спектроскопией Измерения проводились на приборах QUANTX ARL EDRF и ICP.

Шлак с полученным химическим составом проверялся на биологическую активность. Эксперимент заключался в следующем. Полученный шлак измельчался и получали массу следующих размеров от 2 мм. до 1 мм 20% по массе, от 1 мм до 0,5 мм 30 %, от 0,5 до 0,1 20 % , менее 0,1 остальное. Данный порошок погружался массой 1кг. в воду порядка 3 литров и делалась вытяжка в течение месяца с измерением pH раз в неделю. После месячной вытяжки в воду со шлаком помещались дафнии рода Dafhnia magna Straus и наблюдали за ними в течение недели. Данный эксперимент показал, что дафнии способны выживать в этой среде и размножаться, что свидетельствует о безопасности полученного шлака.

По данным исследованиям можно сделать вывод, что в отходе содержится высокая концентрация пентоксида ванадия, и его необходимо утилизировать, утилизируя этот отход методом электрошлакового переплава, мы имеем возможность снизить негативное воздействие на окружающую среду, и к тому же, шлак, образующийся после плавки, не содержит токсичные вещества, что свидетельствует о его безопасности.

Список литературы.

1. Симонов М.М., Даценко К.С., Смоленская Л.М., Пендюрин Е.А., Старостина И.В. Исследование физико-химических свойств отходов ОАО «ЕВРАЗ Ванадий Тула» / КАЗАНТИП-ЭКО-2012. Инновационные пути решения актуальных проблем базовыхотраслей, экологии, энерго- и ресурсосбережения: Сборник трудов XХ Юбилейной Междунар. науч.-практ. конф., 4-8 июня 2012 г., г.Щелкино, АР Крым: в 3 т. Т.3. /ГП

2. Брагинский, Л.П Методологические аспекты токсикологического биотестирования на Dafhnia magna Straus и других ветвистоусых ракообразных (критический отбор)/ Л.П.Брагинский // Гидробиологический журнал.- 2000. - №5. – С.50- 57.

Код для цитирования: Скопировать