способ переработки токсичных жидких отходов

Формула изобретения

Способ переработки токсичных жидких отходов путем утилизации образующихся при уничтожении химического оружия токсичных жидких отходов, таких же отходов различных производств и в местах применения веществ с фторсодержащими компонентами, содержащих калиевую соль плавиковой кислоты, включающий обработку отходов соединениями щелочноземельных металлов и прокаливанием образовавшегося осадка, отличающийся тем, что обработку проводят перхлоратом кальция или бария, затем отстаивают полученный двухфазный раствор, состоящий из жидкой фазы и твердофазного осадка, сливают жидкую фазу и прокаливают осадок.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу переработки токсичных жидких отходов, образующихся при уничтожении химического оружия с фторсодержащими компонентами, таких же отходов различных производств и в местах применения веществ с такими же компонентами.

Указанные жидкие отходы содержат токсичный компонент - фторид калия, который по степени воздействия на организм человека относится к веществам второго класса опасности. Превышение допустимой дозы фторида калия может привести к острому или хроническому отравлению с поражением жизненно-важных органов и систем.

Создание условий для обеспечения безопасного долговременного хранения таких отходов требует значительных капиталовложений и эксплуатационных затрат, поэтому наиболее приемлемым является способ переработки отходов с использованием химических и физических методов и их комбинации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ утилизации образующихся при уничтожении химического оружия токсичных жидких отходов, содержащих калиевую соль плавиковой кислоты, включающий обработку отходов раствором гидроокиси кальция и прокаливание образовавшегося осадка при температуре от 700 до 1200°С, раскрытый в решении RU 2203117 C2, 27.04.2003.

Предлагаемое изобретение решает задачу, заключающуюся в получении менее токсичных, легко пакетируемых и не требующих особых условий хранения продуктов, в частности, смеси порошков перхлората калия и фторида кальция/бария.

Согласно изобретению поставленная задача решается следующим образом: обеспечивают утилизацию образующихся при уничтожении химического оружия токсичных жидких отходов, содержащих калиевую соль плавиковой кислоты, путем обработки отходов соединениями щелочноземельных металлов и прокаливанием образовавшегося осадка, причем обработку проводят перхлоратом кальция или бария, затем отстаивают полученный двухфазный раствор, состоящий из жидкой фазы и твердофазного осадка, сливают жидкую фазу и прокаливают осадок.

Состав раствора, образовавшегося при уничтожении химического оружия, приведен в таблице.

Таблица
Состав раствора	% масс.
Вода	60,28
Калиевая соль плавиковой кислоты (фторид калия)	32,23
Гидроксид калия	5,74
Карбонат калия	1,26
Изобутиловый спирт (ИБС)	0,15
Пропиловый спирт (ПС)	0,08
N-метилпирролидон	0,25
Эфиры метилфосфоновой кислоты	0,01

В указанном растворе утилизации подлежит KF.

При введении в раствор, содержащий калиевую соль плавиковой кислоты (KF), перхлората кальция или бария протекает ионно-обменная реакция, в результате происходит связывание одновременно ионов K⁺ и F^- с образованием двух нерастворимых соединений:

2KF+Ca(ClO₄)₂ 2KClO₄ +CaF₂

2KF+Ba(ClO₄)₂ 2KClO₄ +BaF₂

Изобретение иллюстрируется нижеприведенными примерами.

Пример 1.

Раствор, образовавшийся при уничтожении химического оружия, обрабатывают водным раствором перхлората кальция при температуре 20°C и атмосферном давлении, при этом мольное соотношение KF:Ca(ClO₄)₂ равно 2:1. В результате протекания ионно-обменной реакции образуется двухфазный раствор, состоящий из жидкой фазы (воды) и твердой фазы (осадка). Указанный раствор отстаивают в течение 72 часов, затем сливают жидкую фазу, а твердую фазу прокаливают при температуре 150°C в течение 24 часов, получая порошок, состоящий из смеси перхлората калия и фторида кальция.

Вышеуказанная смесь менее токсична, легко пакетируется и не требует особых условий хранения.

Пример 2.

Раствор, образовавшийся при уничтожении химического оружия, обрабатывают водным раствором перхлората бария при температуре 20°C и атмосферном давлении, при этом мольное соотношение KF:Ba(ClO ₄)₂ равно 2:1. В результате протекания ионно-обменной реакции образуется двухфазный раствор, состоящий из жидкой фазы и твердой фазы. Указанный раствор отстаивают в течение 72 часов, затем сливают жидкую фазу, а твердую фазу прокаливают при температуре 150°C в течение 24 часов, получая порошок, состоящий из смеси перхлората калия и фторида бария.

Вышеуказанная смесь менее токсична, легко пакетируется и не требует особых условий хранения.

Пример 3.

Раствор, образовавшийся при уничтожении химического оружия, обрабатывают перхлоратом кальция (твердая соль) при температуре 20°C и атмосферном давлении, при этом мольное соотношение KF:Ca(ClO ₄)₂ равно 2:1. В результате протекания ионно-обменной реакции образуется двухфазный раствор, состоящий из жидкой фазы и твердой фазы. Указанный раствор отстаивают в течение 72 часов, затем сливают жидкую фазу, а твердую фазу прокаливают при температуре 150°C в течение 24 часов, получая порошок, состоящий из смеси перхлората калия и фторида кальция.

Вышеуказанная смесь менее токсична, легко пакетируется и не требует особых условий хранения.

Пример 4.

Раствор, образовавшийся при уничтожении химического оружия, обрабатывают перхлоратом бария (твердая соль) при температуре 20°C и атмосферном давлении, при этом мольное соотношение KF:Ba(ClO ₄)₂ равно 2:1. В результате протекания ионно-обменной реакции образуется двухфазный раствор, состоящий из жидкой фазы и твердой фазы. Указанный раствор отстаивают в течение 72 часов, затем сливают жидкую фазу, а твердую фазу прокаливают при температуре 150°C в течение 24 часов, получая порошок, состоящий из смеси перхлората калия и фторида бария.

Вышеуказанная смесь менее токсична, легко пакетируется и не требует особых условий хранения.

В целом предлагаемое изобретение позволяет снизить техногенное воздействие токсичных веществ на окружающую среду и улучшить экологическую обстановку.