Возврат в производственный цикл мелкодисперсной пыли соединений лития из воздуха рабочей зоны

На основании анализа экспериментальных данных установлено, что основным источником выбросов пыли соединений лития в окружающую среду являются используемые в технологическом процессе на стадии изготовления хемосорбентов вакуум-сушильные шкафы и прессы, над которыми установлена принудительная вытяжная вентиляция, эффективно удаляющая из воздуха рабочей зоны пыль соединений лития (до значения 0,014 мг/м3, что на 30 % меньше предельно допустимой концентрации (ПДК). Методами химического и качественного рентгенофазового анализа был определен химический состав пыли: основными компонентами являются моногидрат гидроксида лития и гидроксид лития – вещества, используемые в технологических процессах как основное сырье и имеющие достаточно высокую стоимость. В статье анализировался дисперсный состав пыли и ее концентрация в воздухе рабочей зоны. Выявлено, что основную массу пыли составляют частицы значительно крупнее 10 мкм, а концентрация пыли соединений лития составляет не более 4,6–6,0 мг/м3 на протяжении всего технологического процесса. Рассмотрено несколько систем очистки воздуха от пыли соединений лития. На основании анализа полученных результатов предложена система очистки, состоящая из батарейного циклона и последующего барботажа воздушного потока через слой воды. Эта система позволяет снизить концентрацию пыли до 0,017 мг/м3, что на 15 % меньше ПДК для гидроксида и пероксида лития. Экспериментально показано, что полученная в результате удаления из воздуха рабочей зоны пыль соединений лития может быть использована в технологическом цикле синтеза пероксида лития, обеспечивая возможность получения конечного продукта с содержанием основного вещества до 93,3 % вес. Предложенная схема удаления пыли соединений лития и последующее возвращение пыли в производственный цикл может применятся при разработке исходных данных на проектирование экологически чистой технологии производства пероксида лития.

1. Воронин, Г.И. Жизнеобеспечение экипажей космических кораблей / Г.И. Воронин, А.И. Поливода. – М. Машиностроение. – 1967. – С. 36.

2. Petroctlli, A. Some notes on the use of superoxides in regenerative air system / A. Petroctlli, A. Capolesto // Aerospase Med. –1964. – Vol. 31. – P. 440.

3. Presti, J. Superoxide life support system for submersibles / J. Presti, H. Wallman, A. Petroctlli // Undersea Technol. –1967. – Vol. 8. – P.20.

4. Вредные вещества в промышленности / Под редакцией Н.В. Лазарева. – М. Химия, 1977. – Т. 3. – С. 321.

5. Франке, З. Химия отравляющих веществ / З. Франке. – М. Химия, 1973. – Т. 1. – С. 411.

6. Копытов, Ю.Ф. Защита окружающей среды от пыли соединений лития / Ю.Ф. Копытов, Н.А. Булаев, Л.Л. Ферапонтова // Материалы Всероссийского научного конгресса «Фундаментальная наука – ресурс сохранения здоровья здоровых людей». –Тамбов, РАН. 2008. – С. 101–103.

7. Ужов, В.Н. Очистка промышленных газов от пыли / В.Н. Ужов [и др.]. – М.: Наука. 1981. – С. 423.

8. Коузов, П.А. Очистка от пыли газов и воздуха в химической промышленности / П.А. Коузов, А.Д. Мальгин, Г.М. Скрябин. – Л.: Химия, 1982. – С. 267.

9. Родионов, А.И. Оборудование, сооружения, основы проектирования химико-технологических процессов защиты биосферы от промышленных выбросов / А.И. Родионов [и др.]. – М.: Химия. 1985. 432 с.

10. Израэльсон, З.И. Вопросы гигиены труда и профессиональной патологии при работе с редкими металлами / З.И. Израэльсон, О.Я. Могилевская, С.В. Суворов. – М.: Медицина, 1973. – 303 с.

11. Smith, N.W. Lithium hydroxide / N.W. Smith, W.L. Walkenhorst // Amer. Ind. Hyg. Assoc. J. – 1964. – Vol. 25. – No. 4. – P. 424–426.

12. Williams, R.F. Threshold Limit Values / R.F. Williams // American Conference of Governmental Industrial Hygienists. – 1974. – P. 94–99.

13. Брунере В.Я., Докучаева А.Н. Определение кислорода в перекисных соединениях / В.Я. Брунере, А.Н. Докучаева // Изв. АН Латв. ССР. Сер. хим. – 1990. – № 6. – С. 693.

14. Seyb E., Kleinberg J. Determination of superoxid oxygen / E. Seyb, J. Kleinberg // J. Am. Chem. Soc. – 1951. – Vol. 73. – P. 2308.

15. Алексеевский, Г.В. Количественный анализ / Г.В. Алексеевский, Р.К. Гольц, А.А. Мусакин. – М.: Госхимиздат, 1955. – 558 с.

16. Методические указания на определение вредных веществ в воздухе. – М.: ЦРИА «Морфлот», 1981. – С. 235–239.

17. Ферапонтов, Ю.А. Оценка дисперсного состава перекисных соединений щелочных металлов / Ю.А. Ферапонтов, М.А. Ульянова, Д.В. Жданов // Химическая технология. – 2008. – Т. 9. – № 1. – С. 1–6.

18. Ферапонтов, Ю.А. Получение пероксида лития в поле сверхвысокой частоты / Ю.А. Ферапонтов, М.А. Ульянова, Т.В. Сажнева // Химическая технология. – 2007. – Т. 8. – № 5. – С. 193–196.

19. Пат. РФ № 2322387. МПК С01В 15/043. Способ получения пероксида лития / Ю.А. Ферапонтов, М.А.Ульянова, Т.В. Сажнева // Опубл. 2008.

20. Ферапонтов Ю.А., Ульянова М.А., Сажнева Т.В. Условия кристаллизации Li2O2∙H2O в тройной системе LiOH – H2O2 – H2O / Ю.А. Ферапонтов, М.А. Ульянова, Т.В. Сажнева // ЖНХ. – 2008. – Т. 53. – Вып. 10. – С. 1749–1754.

21. Nefedov, R. Kinetics of Lithium Peroxide Mono-hydrate Thermal Decomposition / R. Nefedov, N. Posternak, Yu. Ferapontov // AIP Conference Proceedings, 2017. – Vol. 1899. – Iss. 1. – P. 020013-1–020013-6.

22. Nefedov, R. Synthesis of Lithium Peroxide from Hydrogen Peroxide and Lithium Hydroxide in Aqueous-Organic Medium: Wasteless Technology / R. Nefedov, Y. Ferapontov // MATEC Web of Conferences. – 2017. – Vol. 96. – Article no. 00004.