СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТОКСИЧНЫХ ЖИДКИХ ОТХОДОВ
METHOD OF PROCESSING TOXIC LIQUID WASTES

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:
4
2
4
2
2KF+Ca(ClO)→2KClO↓+CaF↓
4
2
4
2
2KF+Ba(ClO)→2KClO↓+BaF↓
Изобретение иллюстрируется нижеприведенными примерами.
Пример 1.
4
2
Раствор, образовавшийся при уничтожении химического оружия, обрабатывают водным раствором перхлората кальция при температуре 20°C и атмосферном давлении, при этом мольное соотношение KF:Ca(ClO) 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.
4
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) 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.
4
2
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) 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.
4
2
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) 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.