Streszczenie: Prezentowana praca poświęcona jest regeneracji zużytych węgli aktywnych wykorzystywanych jako sorbenty metali lub jako nośniki katalizatorów, w których fazę aktywną stanowią metale ciężkie. Na przykładzie wybranych grup zużytych węgli aktywnych, reprezentatywnych dla obszarów ich wykorzystania, będących przykładem rzeczywistych odpadów, wykazano, że
- w odniesieniu do węgli aktywnych wykorzystywanych jako sorbenty do pochłaniania metali i katalizatorów otrzymanych na bazie granulowanych węgli aktywnych możliwe jest zarówno odzyskanie metali, jak i zregenerowanych węgli aktywnych. Można to uzyskać w procesie ługowania rozpuszczalnikami nieorganicznymi z wykorzystaniem energii mikrofal lub ultradźwięków, a także procesu elektrolizy,
- w przypadku katalizatorów zawierających metale szlachetne naniesione na pyłowe węgle aktywne możliwa jest ich regeneracja. Wymaga to zarówno usunięcia substancji organicznych z powierzchni tych katalizatorów, jak i odtworzenia pierwotnych form chemicznych metalu.
W przypadku zużytego katalizatora węgiel aktywny-pallad skuteczną metodą regeneracji jest ekstrakcja CO2 w stanie nadkrytycznym, a następnie redukcja wodorem,
- w odniesieniu do węgli aktywnych wykorzystywanych do pochłaniania par rtęci, z uwagi na wyjątkową toksyczność tych odpadów, w przypadku konieczności obniżenia stężenia tego metalu (lub jego związków) w sorbencie przed jego ostatecznym unieszkodliwieniem, można wykorzystać procedurę ługowania. Wymaga to jednak zastosowania agresywnych czynników ługujących, jak np. woda królewska. Jednak takie działanie w istotny sposób zmniejszenia ryzyko skażenia środowiska,
- zregenerowane metodami chemicznymi węgle aktywne charakteryzują się dobrymi właściwościami sorpcyjnymi i mogą znaleźć zastosowanie jako sorbenty. Przykładem zastosowania zregenerowanych węgli aktywnych jest ich wykorzystanie w procesach unieszkodliwiania ziem zanieczyszczonych substancjami organicznymi metodą stabilizacji i zestalania,
- w przypadku, gdy regeneracja zużytych węgli jest niemożliwa lub nieopłacalna, można doprowadzić do destrukcji matrycy węglowej
i odzyskania metali, wykorzystując do tego celu energię mikrofal.
Uzyskane wyniki badań poszerzają wiedzę na temat regeneracji
i unieszkodliwiania węglowych sorbentów i katalizatorów, a jednocześnie wskazują możliwości wykorzystania zregenerowanych węgli aktywnych.
Abstract: The present paper deals with the regeneration of spent activated carbons used as metal sorbents and catalyst carriers in which heavy metals make the active phase. Considering selected groups of spent activated carbons representative of the areas of their utilization and being an example of actual wastes, it was shown that:
- with regard to activated carbons used as sorbents for absorbing metals and catalysts obtained on the basis of granular activated carbons, it is possible to recover both metals and regenerated activated carbons. It is feasible in the process of leaching with inorganic solvents using the energy of microwaves or ultrasounds, and electrolysis,
- in the case of catalysts containing noble metals deposited upon dust activated carbons, it is possible to regenerate them. To attain it, it is necessary to remove organic substances from the surface of such catalysts and to reproduce original chemical forms of a given metal. In the case of spent activated carbon- palladium catalysts, the supercritical extraction of CO2 and hydrogen reduction are effective methods of regeneration,
- regarding activated carbons used to absorb mercury vapours making such wastes extremely toxic, the procedure of leaching can be used if the necessity of decreasing the concentration of this metal (or its compounds) in the sorbent before its final neutralization arises. However, such aggressive leaching agents as aqua regia must be used as they considerably lessen the risk of environmental contamination,
- chemically regenerated activated carbons show good sorptive properties and can be used as sorbents. The utilization of regenerated activated carbons is an example of using them in the neutralization of soils contaminated with organic substances by means of stabilization and solidification,
- when regeneration of spent carbons is impossible or unprofitable, the destruction of the carbon matrix is a way of recovering metals using the energy of microwaves.
The results obtained increase knowledge about regeneration and neutralization of carbon sorbents and catalysts as well as show the potentials of using regenerated activated carbons.
