| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2228227
СПОСІБ знешкодження ртутьвмісних відходів
Ім'я винахідника: Борбат В.Ф .; Мухін В.А .; Канушін І.Ф.
Ім'я патентовласника: Омський державний університет
Адреса для листування: 644077, г.Омск-77, пр-т Миру, 55А, Омський державний університет, патентна служба
Дата початку дії патенту: 2002.10.07
Винахід відноситься до природоохоронних технологій і може бути використано для переробки ртутьвмісних відходів, наприклад, відпрацьованих люмінесцентних ламп, ртутних термометрів, барометрів, вакуумметрів і інших пристроїв, що містять ртуть в скляних оболонках. Спосіб знешкодження ртутьвмісних відходів передбачає їх спільний помел в суміші з подрібнювальної середовищем і використання сірки для зв'язування металевої ртуті, в способі додатково застосовують водні розчини хлориду заліза (3), подмильний лугу і гідроксиду натрію, при цьому компоненти вводять в наступній послідовності: в суміш розчину хлориду заліза (3) з подрібнювальної середовищем у вигляді щебеню вводять порціями ртутьсодержащие відходи, дроблять і подрібнюють їх, потім додають заздалегідь приготовлену суміш елементарної сірки з подмильний лугом і розчином гідроксиду натрію при наступному співвідношенні хімічних реагентів (в розрахунку на 0,1 мас.% ртуті у відходах), мас.%: 10% розчин хлориду заліза (3) 2,0-3,0; елементарна сірка 0,4-0,6; подмильний луг 0,1-0,2; 10% розчин гідроксиду натрію 1,5-2,5, забезпечується можливість підвищення ефективності способу шляхом попередньої підготовки ртуті для зниження її рухливості і сірки для поліпшення її змочуваності.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до природоохоронних технологій і може застосовуватися для знешкодження різних відходів, що мають в своєму складі металеву ртуть, зокрема відпрацьованих люмінесцентних ламп, ртутних термометрів, манометрів, вакуумметрів різних типів і т.п. Такого роду відходи належать до 1 класу небезпеки (Ртуть та її сполуки. Серія "Огляди наукової літератури за токсичністю і небезпеки хімічних речовин", Москва, 1998, - с.1-92).
Кількість відпрацьованих люмінесцентних ламп обчислюється мільйонами і зростає з кожним роком. У кожній лампі може міститися до 0,6 г ртуті. При зберіганні відпрацьованих ламп та інших пристроїв або вивезенні їх на смітник є небезпека розгерметизації скляних оболонок і потрапляння токсичної ртуті та її парів у природне середовище. Отже, надійна демеркуризація ртутьвмісних відходів вкрай необхідна.
Найчастіше утилізація та демеркуризацію ртутьвмісних відходів здійснюється шляхом їх дроблення і термообробки з подальшою конденсацією парів ртуті і отриманням знову металевої (вторинної) ртуті або хімічною обробкою з перекладом металевої ртуті в малорозчинні нетоксичні хімічні сполуки.
Опублікований і застосовується спосіб демеркуризації люмінесцентних ламп, в якому після дроблення ламп ртуть возгоняют з подальшою конденсацією і отриманням вторинної ртуті (Патент РФ 2087572, кл. З 22 В 43/00 опубл. 1997.08.20). Небезпека витоку гарячої пари ртуті при розгерметизації обладнання та висока енергоємність не завжди дозволяють застосувати цей спосіб. До того ж, неочищену вторинну ртуть важко збути.
Відомий і спосіб знешкодження ртутьвмісних відходів, предпологаются їх спільний помел в суміші з сіркою до крупності частинок 5 мм, причому витрата сірки становить від 0,1 до 5% від маси відходів (Заявка Японії №3-5236, кл. У 09 У 3 / 00, 1991). Після додавання цементу і води суміш отверждают. Через рухливості металевої ртуті та інертності сухий сірки необхідно тривале перемішування для переходу всієї ртуті в її сульфід, можливий неповний перехід ртуті.
Найбільш близьким до заявляється є спосіб знешкодження ртутьвмісних ламп, що передбачає спільний помел їх з сірою, подрібнювальної середовищем, водою і сипучим нетоксичним каталізатором, що сприяє збільшенню поверхні контакту ртуті і сірки (Патент РФ №2156172, кл. У 09 У 3/00 З 22 В 43/00, 2000.09.20). Однак і цей спосіб недостатньо ефективний, тому що застосовується для змочування вода не позбавляє ртуть її рухливості, в результаті чого реакція сірки з ртуттю навіть в присутності запропонованого каталізатора може протікати досить довго і неповно.
Завданням цього винаходу є можливість підвищення ефективності способу шляхом попередньої підготовки ртуті для зниження її рухливості і сірки для поліпшення її змочуваності.
Такий технічний результат виходить за рахунок того, що в способі знешкодження ртутьвмісних відходів, заснованому на спільному їх розуміли з подрібнювальної середовищем і використанням елементарної сірки для зв'язування металевої ртуті насамперед забезпечують зниження рухливості ртуті шляхом спільного помелу відпрацьованих ламп та інших ртутьвмісних відходів з 10-20 % водним розчином хлориду заліза (3) і щебенем фракції 100-150 мм.
Через 15-30 хвилин після введення останньої порції відходів і інтенсивного розуміли в герметичному горизонтальному барабані, що обертається всередину вводиться попередньо підготовлена суміш елементарної сірки з подмильний лугом - відходом виробництва господарського мила і розчину гідроксиду натрію. При цьому співвідношення вводяться хімічних реагентів наступне - в розрахунку на 0,1 мас.% Ртуті в відходах, мас.%:
10-20% водний розчин хлориду заліза (3) 2,0-3,0; елементарної сірки 0,4-0,6; подмильний лугу 0,1-0,2; 10% розчину гідроксиду натрію 1,5-2,5. Процес знешкодження доцільно проводити при температурі навколишнього повітря 0-18ºС для запобігання випаровування металевої ртуті.
Використання 10-20% водного розчину хлориду заліза (3) позбавляє ртуть властивою їй рухливості і забезпечує поліпшення контакту з подрібнювальної середовищем і реагентами. При контакті ртуті з розчином хлориду заліза (3) протікає наступна реакція:
Величина рН системи після закінчення реакції (1) знаходиться в межах 0,9-1,2.
З усіх ртутьвмісних продуктів цієї реакції розчинна тільки сулема HgCl 2, присутність якої можливо в малих кількостях, розчинність інших дуже мала і становить від 10 -3 -10 -4 г / л для Hg 2 Cl 2 до 10 -6 -10 -7 г / л для Hg 2 O і HgO (Ю.Ю.Лурье, Довідник по аналітичної хімії, М., Хімія, 1979 г., с.92-101).
Після завершення розуміли, що триває не менше 15-30 хвилин, в обертовий барабан вводять попередньо приготовану суміш елементарної сірки, подмильний лугу і 10% розчину гідроксиду натрію. Для приготування суміші розраховане кількість сірки розмішують в подмильний лузі, при цьому усувається гідрофобність сірки і забезпечується хороша змочуваність її, що полегшує повноту протікання наступних реакцій. Додавання 10% розчину гідроксиду натрію призводить до появи в суміші декількох продуктів, в тому числі сульфіду і полісульфідів натрію, необхідних для перекладу продуктів реакції (1) в нерозчинні, нетоксичні сульфіди ртуті і заліза.
(Некрасов Б.В. Основи загальної хімії. T.1. М .: Хімія, 1965, с.331;
Угай Я.А. Неорганічна хімія. - М .: Вища школа, 1989, с.317.) Величина рН утворилася системи становить 11,5-12,0.
При змішуванні системи (1) з сумішшю (2) залізо перейде в опади гідроксидів Fe (OH) 2 і Fе (ОН) 3, (розчинність 10 -4 -10 -8 г / л) і в нерозчинні опади FeS і Fе 2 S 3 (розчинність 10 -8 і 10 -6 г / л відповідно). При цьому в першу чергу раніше утворилися ртутьсодержащие опади Hg 2 Cl 2, Hg 2 O і HgO переходять в практичнонерозчинні сульфіди ртуті Hg 2 S і HgS (розчинність 10 -21 і 10 -24 г / л відповідно). Ці сульфіди ртуті одні з найбільш малорозчинних сполук і тому нетоксичні.
Після змішування і перетирання систем (1) та (2) рН утворився продукту становить 6-8, і внаслідок того, що HgS володіє найменшою розчинністю з усіх відомих сульфідів, все інші сульфіди перейдуть в нього і не залишиться незв'язаних іонів Hg 2+ Значення потенціалу і рН утворився продукту знаходяться в області діаграми 
-рН, відповідної існуванню сульфіду ртуті HgS (Geological Survey Professional Paper 713. Mercury in the Environment, United States Department of Interior, Washington DC, 1970, p.20; Тінслі І. Поведінка хімічних забруднювачів в навколишньому середовищі. М .: Мир, 1982, с.112.).
Спосіб здійснюють наступним чином.
В апарат для знешкодження ртутьвмісних відходів, в якості якого краще використовувати горизонтальний обертовий барабан, що допускає герметизацію - можливо стаціонарну або пересувну бетономішалку, попередньо завантажується певний розрахований на задану кількість ртуті у відходах обсяг 10-20% розчину хлориду заліза (3) і щебеню фракції 100 -150 мм. Число оборотів барабана може змінюватися в залежності від характеру знешкоджує ртутьвмісних відходів. В процесі обробки неодноразово змінюється напрямок обертання барабана для поліпшення повноти протікання реакцій.
Потім в обертовий барабан поступово завантажують розраховану кількість ртутьвмісних відходів, щоб у міру завантаження і руйнування ламп та інших відходів вся ртуть встигала скотитися в розчин хлориду заліза. Через 15-30 хвилин після завантаження останньої лампи відкривають барабан і при обертанні додають заздалегідь підготовлену суміш елементарної сірки з подмильний лугом і гідроксидом натрію і перемішування триває ще 30-60 хвилин. Після цього отримана суміш завантажується в транспортний засіб і вивозиться на карту полігону IV класу небезпеки.
Прийнята послідовність завантаження компонентів виключає потрапляння парів ртуті в атмосфер
Версія для друку
Дата публікації 19.02.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.