RU2561381C1 - Integrated method of processing fluorine-containing toxic wastes - Google Patents
Integrated method of processing fluorine-containing toxic wastes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2561381C1 RU2561381C1 RU2014122909/05A RU2014122909A RU2561381C1 RU 2561381 C1 RU2561381 C1 RU 2561381C1 RU 2014122909/05 A RU2014122909/05 A RU 2014122909/05A RU 2014122909 A RU2014122909 A RU 2014122909A RU 2561381 C1 RU2561381 C1 RU 2561381C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plasma
- organic impurities
- toxic
- potassium fluoride
- neutralization
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000010891 toxic waste Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 13
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 12
- NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M potassium fluoride Chemical compound [F-].[K+] NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 38
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000011698 potassium fluoride Substances 0.000 claims abstract description 20
- 235000003270 potassium fluoride Nutrition 0.000 claims abstract description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000010441 alabaster Substances 0.000 claims abstract description 10
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 10
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 7
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 7
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 8
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- GRXKLBBBQUKJJZ-UHFFFAOYSA-N Soman Chemical compound CC(C)(C)C(C)OP(C)(F)=O GRXKLBBBQUKJJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 6
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 6
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 claims description 6
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000010908 decantation Methods 0.000 claims description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000011505 plaster Substances 0.000 claims 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 13
- 239000000725 suspension Substances 0.000 abstract description 11
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000001120 potassium sulphate Substances 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 14
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 9
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 5
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 5
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 4
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 4
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 3
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 3
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 2
- 238000009933 burial Methods 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 2
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 102220115768 rs886039839 Human genes 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 2
- MARCAKLHFUYDJE-UHFFFAOYSA-N 1,2-xylene;hydrate Chemical compound O.CC1=CC=CC=C1C MARCAKLHFUYDJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DYAHQFWOVKZOOW-UHFFFAOYSA-N Sarin Chemical compound CC(C)OP(C)(F)=O DYAHQFWOVKZOOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000010795 gaseous waste Substances 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 150000004707 phenolate Chemical class 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000003112 potassium compounds Chemical class 0.000 description 1
- CBMSDILKECEMOT-UHFFFAOYSA-N potassium;2-methylpropan-1-olate Chemical compound [K+].CC(C)C[O-] CBMSDILKECEMOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии переработки и обезвреживания жидких токсичных отходов, образующихся при детоксикации вязкой рецептуры зомана, содержащей около 2% примесей фтор - и фосфорсодержащих веществ.The invention relates to a technology for the processing and disposal of liquid toxic waste generated during detoxification of a viscous soman formulation containing about 2% of fluorine and phosphorus-containing substances.
В научно-технической литературе описаны химические, биологические и термические способы переработки токсичных реакционных масс (РМ), образующихся при уничтожении отравляющих веществ химического оружия.The scientific and technical literature describes the chemical, biological, and thermal methods of processing toxic reaction masses (PM) generated during the destruction of chemical weapons poisonous substances.
Для химического уничтожения запасов вещества типа, извлеченного из боеприпаса, в России принята рецептура, согласно которой детоксикатором является водный раствор изобутилата калия, который смешивают с фторсодержащим отравляющим веществом (ФОВ) в массовом соотношении 2:1, и проводят процесс дегазации при начальной температуре процесса 95°C [Уткин А.Ю., Либерман Б.М., Кондратьев В.Б., Капашин В.П., Холстов В.И. Математическое описание процессов детоксикации фосфорорганических отравляющих веществ. // Рос. хим. жур., 2007, т. L1 (2), с. 12-18].For the chemical destruction of stockpiles of a substance of the type extracted from ammunition, a formulation was adopted in Russia, according to which the detoxifier is an aqueous solution of potassium isobutylate, which is mixed with a fluorine-containing poisoning substance (FOV) in a mass ratio of 2: 1, and the degassing process is carried out at an initial process temperature of 95 ° C [Utkin A.Yu., Liberman B.M., Kondratiev V.B., Kapashin V.P., Kholstov V.I. Mathematical description of detoxification processes of organophosphorus toxic substances. // Grew. Chem. Zh., 2007, v. L1 (2), p. 12-18].
Известны способы дегазации отравляющих веществ (ОВ), основанные на взаимодействии различных ОВ с аминами, щелочами или алкоголятами щелочных и щелочноземельных металлов (US 3634278, GB 1163023, PL 248863, сборник Military Chemie, т.1 Берлин, 1967). Данные способы не могут быть применимы по отношению к вязким композициям ФОВ и обладают средней мощностью около 100 мг/мл.Known methods for the degassing of toxic substances (OM), based on the interaction of various OM with amines, alkalis or alkoxides of alkali and alkaline earth metals (US 3634278, GB 1163023, PL 248863, collection Military Chemie, vol. 1 Berlin, 1967). These methods cannot be applied to viscous compositions of FOV and have an average power of about 100 mg / ml.
Известны рецептуры, содержащие 0,05-5 М сильного основания (алкоголяты, гидроокиси, феноляты) в диметилсульфоксиде с примесями воды, спиртов, гликолей (US 3800842 и US 3810788). Рецептуры содержат большое количество ингредиентов, их дегазирующая мощность составляет около 100 мг/мл и они не могут быть использованы для дегазации вязких композиций.Known formulations containing 0.05-5 M strong base (alcoholates, hydroxides, phenolates) in dimethyl sulfoxide with impurities of water, alcohols, glycols (US 3800842 and US 3810788). The formulations contain a large number of ingredients, their degassing power is about 100 mg / ml and they cannot be used for degassing viscous compositions.
Наиболее известным и рациональным способом переработки смесей токсичных органических продуктов, образующихся при уничтожении фосфорорганических ОВ, является способ термического обезвреживания (сжигания)(RU 2001800, 2005519, 2081642, 2163345).The most famous and rational way of processing mixtures of toxic organic products formed during the destruction of organophosphorus OM is the method of thermal neutralization (burning) (RU 2001800, 2005519, 2081642, 2163345).
Главным препятствием, не позволяющим использовать способ сжигания для ликвидации токсичных отходов процесса детоксикации вязкого зомана, является присутствие в РМ фторида калия. Указанное соединение присутствует в РМ в виде нерастворимого осадка, и при подаче РМ в печь сжигания происходит не только механическая забивка форсунок печи, но и интенсивное разрушение термозащитной внутренней футеровки печи.The main obstacle preventing the use of the combustion method to eliminate toxic waste from the detoxification process of viscous soman is the presence of potassium fluoride in the RM. The specified compound is present in the RM in the form of an insoluble precipitate, and when the PM is fed into the combustion furnace, not only the nozzles of the furnace are mechanically clogged, but also the thermal protective inner lining of the furnace is intensively destroyed.
Известен способ переработки реакционных масс (РМ) фосфорорганических отравляющих веществ, содержащих фтор, путем предварительной обработки их гидроксидом кальция и с последующим смешением с битумом и одновременной дистилляцией с удалением низкокипящих растворителей. Полученная битумная масса направляется на специальные полигоны захоронения. Свойства массы могут изменяться при хранении. Кроме того, количество полученной массы превышает почти в четыре раза массу уничтоженного отравляющего вещества.A known method of processing the reaction masses (PM) of organophosphorus poisonous substances containing fluorine by pretreating them with calcium hydroxide and subsequent mixing with bitumen and simultaneous distillation to remove low boiling solvents. The resulting bitumen mass is sent to special landfills. Mass properties may change during storage. In addition, the amount of mass obtained is almost four times the mass of the destroyed poisonous substance.
Известные химические методы переработки РМ связаны с многостадийной обработкой и образованием отходов в виде сточных вод и различных химических продуктов с использованием большого количества технологического оборудования. Способ утилизации токсичных фосфорсодержащих органических соединений, заключающийся в обработке реакционных масс, полученных после уничтожения зарина и зомана, водным раствором KOH с последовательным добавлением ксилола, отгонкой азеотропной смеси ксилол-вода, обработкой водными растворами гидроксида кальция, прокаливанием полученных смесей при температуре 700-1200°С (RU 2203117, кл. A62D 3/00, опубл. 27.04.2003).Known chemical methods for processing PM are associated with multi-stage treatment and waste generation in the form of wastewater and various chemical products using a large number of processing equipment. A method for the disposal of toxic phosphorus-containing organic compounds, which consists in processing the reaction masses obtained after the destruction of sarin and soman, with an aqueous KOH solution with the subsequent addition of xylene, distillation of the azeotropic xylene-water mixture, treatment with aqueous calcium hydroxide solutions, and calcining the resulting mixtures at a temperature of 700-1200 ° C (RU 2203117, class A62D 3/00, publ. 04/27/2003).
Прототипом настоящего изобретения является способ переработки токсичных отходов, образующихся при уничтожении вязкой рецептуры зомана (RU 2478002, кл. A62D 3/38, опубл. 27.03.2013 г.), при котором к РМ последовательно добавляется гидрофобный растворитель (дизельное топливо), снижающий растворимость ряда солей, и воды, растворяющие фторид калия и остальные соединения калия. Это позволяет избежать забивок трубопроводов, арматуры, форсунок печи и прочего технологического оборудования и препятствует удалению из органического слоя растворенного полимерного загустителя (ПЗ), которое приводит к отложению его в виде вязкой и липкой фазы в аппаратах и трубопроводах. Воду в РМ добавляют дозировано, после чего полученную смесь перемешивают и отстаивают с образованием органического и водно-солевого слоя. Верхний органический слой направляют в печь на термическое обезвреживание, а нижний водно-солевой слой направляют на хранение.The prototype of the present invention is a method of processing toxic waste generated during the destruction of the viscous soman formulation (RU 2478002, CL A62D 3/38, published March 27, 2013), in which a hydrophobic solvent (diesel fuel) is sequentially added to the PM, which reduces the solubility a number of salts, and water, dissolving potassium fluoride and other potassium compounds. This avoids clogging of pipelines, fittings, furnace nozzles and other technological equipment and prevents the removal of the dissolved polymer thickener (PZ) from the organic layer, which leads to its deposition in the form of a viscous and sticky phase in the apparatus and pipelines. Water is added dosed in PM, after which the resulting mixture is stirred and defended with the formation of an organic and water-salt layer. The upper organic layer is sent to the furnace for thermal neutralization, and the lower water-salt layer is sent for storage.
Недостатком данного способа является захоронение водно-солевого слоя, который с течением времени загрязняет окружающую среду, содержащимся в нем фтором.The disadvantage of this method is the burial of the water-salt layer, which over time pollutes the environment contained in it fluorine.
Технический результат настоящего изобретения состоит в переработке водно-солевого слоя токсичных отходов, содержащих фтор, в малотоксичный продукт.The technical result of the present invention is the processing of the water-salt layer of toxic wastes containing fluorine into a low-toxic product.
Для достижения указанного технического результата предлагается комплексный способ переработки токсичных отходов, содержащих фтор и токсичные органические примеси, образующиеся при уничтожении зомана, заключающийся в отстое с образованием водно-солевого раствора фторида калия, который обрабатывают кальцийсодержащими реагентами, и слоя нерастворимых органических примесей, детоксикации нерастворимых органических примесей, с последующим их декантированием и термическим обезвреживанием, отличающийся тем, что термическое обезвреживание осуществляют путем высокотемпературной плазмотермической обработки в плазмотроне при температуре плазмы с использованием в качестве рабочего газа перегретого пара 1100-1200°C с последующим охлаждением водой до 500-600°C выходящих продуктов сгорания, которые поступают в центробежно-барботажный аппарат, где дополнительно охлаждаются до температуры 80-85°C, а газообразные продукты обезвреживания органического отслоя выбрасываются в дымовую трубу, при этом водно-солевой раствор фторида калия после обезвреживания органических соединений смешивают с алебастром формулы CaSO4×0,5H2O при весовом соотношении водно-солевого фторида калия и алебастра 1:0,52 соответственно с получением суспензии фторида кальция в растворе сульфата калия, которая вместе с оставшейся после обработки в плазмотроне жидкой частью органических примесей сливается с добавлением цемента и используется в производстве строительных изделий.To achieve the technical result, a complex method for processing toxic wastes containing fluorine and toxic organic impurities generated during the destruction of soman, consisting in sludge with the formation of an aqueous-salt solution of potassium fluoride, which is treated with calcium-containing reagents, and a layer of insoluble organic impurities, detoxifies insoluble organic substances, is proposed impurities, followed by their decantation and thermal neutralization, characterized in that thermal neutralizing This is carried out by high-temperature plasma-thermal treatment in a plasma torch at a plasma temperature using superheated steam 1100-1200 ° C as a working gas, followed by cooling with water to 500-600 ° C of the exhaust products that enter the centrifugal bubbler apparatus, where they are further cooled to temperatures of 80-85 ° C, and the gaseous products of the neutralization of organic detachment are thrown into the chimney, while the aqueous-salt solution of potassium fluoride after the neutralization of organic compounds is mixed sew with alabaster of the formula CaSO 4 × 0.5H 2 O at a weight ratio of water-salt potassium fluoride and alabaster of 1: 0.52, respectively, to obtain a suspension of calcium fluoride in a solution of potassium sulfate, which, together with the liquid part of organic impurities remaining after processing in the plasmatron, It merges with the addition of cement and is used in the manufacture of construction products.
Предлагаемый комплексный способ переработки токсичных отходов включает четыре стадии:The proposed integrated method for processing toxic waste includes four stages:
- отстой и детоксикацию нерастворимых органических примесей;- sediment and detoxification of insoluble organic impurities;
- плазмотермическое обезвреживание декантируемых органических примесей;- Plasma thermal treatment of decantable organic impurities;
- обработку водно-солевого раствора, полученного после отстоя, алебастром, содержащим кальций, с получением малотоксичной суспензиии фторида кальция в растворе сульфата калия.- treatment of the water-salt solution obtained after sludge with alabaster containing calcium to obtain a low-toxic suspension and calcium fluoride in a solution of potassium sulfate.
Водно-солевой раствор, содержащий токсичный фторид калия, переводят в нерастворимый и нетоксичный фтористый кальций посредством обменной реакции фторида калия с кальцийсодержащим реагентом - алебастром формулы CaSO4×0,5H2O (гипсом), взятым в количестве 0,52 вес. ч на 1 вес. ч водно-солевого раствора, по реакции:A water-salt solution containing toxic potassium fluoride is converted into insoluble and non-toxic calcium fluoride through the exchange reaction of potassium fluoride with a calcium-containing reagent - alabaster of the formula CaSO 4 × 0.5H 2 O (gypsum), taken in an amount of 0.52 weight. h to 1 weight. h of water-salt solution, according to the reaction:
CaSO4+2KF→CaF2↓+K2SO4.CaSO 4 + 2KF → CaF 2 ↓ + K 2 SO 4 .
При интенсивном перемешивании в течение 60 минут образуется малотоксичный продукт - суспензия фтористого кальция в растворе сульфата калия.With vigorous stirring for 60 minutes, a low-toxic product is formed - a suspension of calcium fluoride in a solution of potassium sulfate.
Полученная малотоксичная суспензия не требует захоронения, как другие продукты обезвреживания токсичных отходов, содержащих фтор, а может быть использована для получения строительных изделий, например бетонных строительных блоков, путем ее капсулирования в бетонной матрице при обработке цементом.The resulting low-toxic suspension does not require burial, like other products of the neutralization of toxic waste containing fluorine, but can be used to obtain building products, for example concrete building blocks, by encapsulating it in a concrete matrix during cement processing.
С этой целью суспензия фтористого кальция в растворе сульфата калия вместе с остатками жидких органических отходов после их обезвреживания в плазмотроне сливаются в бетономешалку с цементом.For this purpose, a suspension of calcium fluoride in a solution of potassium sulfate, together with the residues of liquid organic waste, after their neutralization in a plasma torch, are poured into a concrete mixer with cement.
Таким образом, исходные вещества, взятые в заявленном весовом соотношении водно-солевого фторида калия и алебастра 1:0,52 соответственно, позволяют отходы второго класса опасности, к которым относится фторид калия, полностью преобразовать в малотоксичный продукт четвертого класса опасности, что обеспечивает достижение заявленного технического результата.Thus, the starting materials, taken in the claimed weight ratio of water-salt potassium fluoride and alabaster 1: 0.52, respectively, allow waste of the second hazard class, which includes potassium fluoride, to be completely converted into a low-toxic product of the fourth hazard class, which ensures the achievement of the declared technical result.
Осуществление комплексного способа переработки токсичных отходов иллюстрируется технологической схемой, показанной на рис. 1.The implementation of an integrated method of processing toxic waste is illustrated by the technological scheme shown in Fig. one.
На рис. 1 показана схема осуществления комплексного способа переработки токсичных отходов, содержащих фтор в виде водного раствора фторида калия, включающая следующие узлы аппаратурного оформления осуществления основных стадий заявляемого комплексного способа переработки токсичных отходов, содержащих фтор, с использованием в качестве основного средства плазмотрона:In fig. 1 shows a diagram of an integrated method for processing toxic wastes containing fluorine in the form of an aqueous solution of potassium fluoride, including the following hardware nodes for the implementation of the main stages of the proposed complex method for processing toxic wastes containing fluorine using a plasma torch as the main means:
- узел приема раствора фторида калия и отстоя нерастворимых органических примесей, состоящий из приемной емкости-отстоя 1, насоса откачки органических примесей 2, емкости для дизельного топлива 3;- a site for receiving a solution of potassium fluoride and sludge of insoluble organic impurities, consisting of a receiving tank-sludge 1, a pump for pumping organic impurities 2, a tank for diesel fuel 3;
- узел плазмотермического обезвреживания органических примесей, состоящий из плазмотермического реактора 4, оборудованного плазмотроном 5, форсунками 6 для подачи и распыления органических примесей или их смеси с дизельным топливом (в случае низкой теплоты сгорания органических примесей), систему охлаждения продуктов сгорания органических примесей, включающую форсунку 7 подачи воды из емкости 27, газоход 8, центробежный барботажный аппарат (ЦБА) 9, который, кроме охлаждения, имеет функцию улавливания минеральных примесей органического отслоя или продуктов их плазмотермической обработки, систему циркуляции жидкости и транспортировки газов, состоящую из емкости 12, насоса 14, каплеуловителя 10, дымососа 11 и дымовой трубы.- a plasma-thermal neutralization unit for organic impurities, consisting of a plasma-thermal reactor 4, equipped with a plasmatron 5, nozzles 6 for supplying and atomizing organic impurities or their mixture with diesel fuel (in the case of low heat of combustion of organic impurities), a cooling system for the combustion of organic impurities, including a nozzle 7 water supply from the tank 27, gas duct 8, centrifugal bubbler apparatus (CBA) 9, which, in addition to cooling, has the function of trapping mineral impurities from organic loya or products of their plasma-thermal treatment, a system for circulating liquid and transporting gases, consisting of a tank 12, a pump 14, a droplet eliminator 10, a smoke exhauster 11 and a chimney.
- узел использования полученной малотоксичной суспензии для получения строительных блоков, состоящий из емкости-отстоя 1, насоса 22 для перекачивания водно-солевого раствора фторида калия в реактор 16 обработки раствора фторида калия алебастром формулы CaSO4×0,5H2O, хранилища цемента 18 и бетономешалки 17.- a unit for using the resulting low-toxic suspension to obtain building blocks, consisting of a sludge tank 1, a pump 22 for pumping a water-salt solution of potassium fluoride into a reactor 16 for processing a potassium fluoride solution with alabaster of the formula CaSO 4 × 0.5H 2 O, cement storage 18 and concrete mixers 17.
Комплексный способ переработки токсичных отходов осуществляется следующим образом.An integrated method of processing toxic waste is as follows.
Раствор фторида калия перекачивается в емкость-отстойник 1. В емкости-отстойнике 1 происходит расслоение на органический и водно-солевой отслои. Органический отслой насосом 2 откачивается в форсунки 6 плазмотермического реактора 4. В случае низкой теплотворной способности органических примесей в их поток добавляется дизельное топливо из емкости 3.The potassium fluoride solution is pumped into the settling tank 1. In the settling tank 1, separation occurs into organic and water-salt sediments. Organic sediment is pumped out by pump 2 into nozzles 6 of the plasma-thermal reactor 4. In case of low calorific value of organic impurities, diesel fuel is added to their stream from tank 3.
Диспергированный форсунками 6 органический отслой совместно с дизельным топливом (или без него) воспламеняется от струй плазмообразующего газа из плазмотрона 5 и сжигается в плазмотермическом реакторе. Продукты сгорания охлаждаются с температуры 1100-1200°C до 500-600°C на выходе из реактора впрыском воды через форсунку 7 и по газоходу 8 поступают в центробежно-барботажный аппарат (ЦБА) 9, где дополнительно охлаждаются до температуры 80-85°C водой, циркулирующей в цикле ЦБА. Подпитка цикла осуществляется технической водой из емкости-отстойника 10. В зависимости от состава возможных органических примесей в органическом отслое в цикл ЦБА подается из емкости-отстойника 10 известковое молоко Ca(OH)2 для связывания возможных соединений фосфора, серы (при использовании дизельного топлива). Часть раствора из емкости-отстойника 10 сливается в бетономешалку 17. Газообразные продукты обезвреживания органического отслоя дымососом 15 выбрасываются в дымовую трубу. Между ЦБА и дымососом устанавливается каплеуловитель 13. Водно-солевой слой после отстоя органических нерастворимых примесей попадает в реактор 16, куда также подается кальциевый реагент-алебастр формулы CaSO4×0,5H2O из емкости 25.The organic sediment dispersed by the nozzles 6 together with diesel fuel (or without it) is ignited from the jets of the plasma-forming gas from the plasma torch 5 and burned in a plasma-thermal reactor. The combustion products are cooled from a temperature of 1100-1200 ° C to 500-600 ° C at the outlet of the reactor by water injection through a nozzle 7 and through a gas duct 8 enter a centrifugal bubbler apparatus (CBA) 9, where they are additionally cooled to a temperature of 80-85 ° C water circulating in the CBA cycle. The cycle is replenished with industrial water from the settling tank 10. Depending on the composition of possible organic impurities in the organic layer, calcium milk Ca (OH) 2 is fed from the settling tank 10 to the CBA tank to bind possible compounds of phosphorus, sulfur (when using diesel fuel) . Part of the solution from the settling tank 10 is discharged into the concrete mixer 17. The gaseous products of the neutralization of the organic layer by the smoke exhauster 15 are discharged into the chimney. A droplet eliminator is installed between the CBA and the smoke exhauster 13. The water-salt layer after settling of organic insoluble impurities enters the reactor 16, where calcium alabaster reagent of the formula CaSO 4 × 0.5H 2 O is also supplied from the tank 25.
В реакторе с рамной мешалкой 16 происходят реакции минеральных компонентов водно-солевого слоя с кальциевым реагентом. Полученная суспензия с остатками жидких органических отходов сливается в бетономешалку 17, куда также дозируется цемент из силоса 18. Полученная в бетономешалке бетонная смесь направляется на формирование бетонных блоков для строительных нужд.In the reactor with a frame stirrer 16, reactions of the mineral components of the water-salt layer with a calcium reagent occur. The resulting suspension with the remnants of liquid organic waste is discharged into a concrete mixer 17, where cement from silo 18 is also dosed. The concrete mixture obtained in the concrete mixer is sent to form concrete blocks for construction needs.
Рабочим газом для плазмотрона служит перегретый пар, генерируемый электрическим перегревателем 19. Циркулирующая посредством насоса 24 в плазмотроне вода охлаждается в охладителе 20. На линии циркулирующей воды устанавливается бачок 26 для подпитки и заполнения циркулирующей системы плазмотрона.The working gas for the plasma torch is the superheated steam generated by the electric superheater 19. The water circulating through the pump 24 in the plasma torch is cooled in the cooler 20. A tank 26 is installed on the circulating water line for feeding and filling the circulating plasma torch system.
Воздух на горение органических примесей (дизтоплива) подается в плазмотермический реактор вентилятором 21.The combustion air of organic impurities (diesel fuel) is supplied to the plasma-thermal reactor by a fan 21.
Полученную в реакторе 16 суспензию насосом 23 передают в промежуточный отстойник 28, снабжаемый азотом для передавливания жидкости в емкость для приготовления известкового молока 10.The suspension obtained in the reactor 16 is pumped to the intermediate sump 28, which is supplied with nitrogen to press the liquid into the container for the preparation of milk of lime 10.
Процесс переработки раствора фторида калия является малоотходным и безопасным:The process of processing a solution of potassium fluoride is low-waste and safe:
- не образуется прямых жидких и газообразных отходов;- no direct liquid and gaseous wastes are generated;
- получаемая суспензия фтористого кальция в растворе сульфата калия не требует захоронения, а позволяет перевести ее в продукт четвертого класса опасности при изготовлении изделий строительного назначения;- the resulting suspension of calcium fluoride in a solution of potassium sulfate does not require disposal, but allows you to transfer it to a product of the fourth hazard class in the manufacture of construction products;
- используются достаточно распространенный реагент алебастр (CaSO4×0,5H2O);- a fairly common alabaster reagent (CaSO 4 × 0.5H 2 O) is used;
- в производстве применяется стандартное оборудование.- standard equipment is used in production.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014122909/05A RU2561381C1 (en) | 2014-06-05 | 2014-06-05 | Integrated method of processing fluorine-containing toxic wastes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014122909/05A RU2561381C1 (en) | 2014-06-05 | 2014-06-05 | Integrated method of processing fluorine-containing toxic wastes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2561381C1 true RU2561381C1 (en) | 2015-08-27 |
Family
ID=54015609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014122909/05A RU2561381C1 (en) | 2014-06-05 | 2014-06-05 | Integrated method of processing fluorine-containing toxic wastes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2561381C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5108718A (en) * | 1988-08-11 | 1992-04-28 | Veb Chemieanlagenbaukombinat Leipzig/Grimma | Method for the destruction of toxic waste products and a plasma chemical reactor |
| RU2185219C1 (en) * | 2001-09-24 | 2002-07-20 | Закрытое акционерное общество Авиационно-транспортная компания "АТРУВЕРА" | Method for rendering highly toxic compounds harmless |
| RU2224178C1 (en) * | 2002-06-10 | 2004-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Российский научный центр "Прикладная химия" | Plasma-chemical method of decontamination of gaseous and liquid halogen organic agents and wastes containing such agents |
| RU2232943C1 (en) * | 2002-11-04 | 2004-07-20 | Пермский государственный технический университет | Method for reclamation of chemical weapon, contaminated containers and grounds |
| RU55608U1 (en) * | 2006-03-16 | 2006-08-27 | ООО Научно-производственная экологическая фирма "ЭКО-технология" | TECHNOLOGICAL LINE FOR THE DISPOSAL OF AND DISPOSAL OF COMBAT BASED SUBSTANCES |
| RU2478002C1 (en) * | 2011-08-26 | 2013-03-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт органической химии и технологии" (ФГУП "ГосНИИОХТ") | Method of treatment of toxic wastes formed in destructing soman viscous formula |
-
2014
- 2014-06-05 RU RU2014122909/05A patent/RU2561381C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5108718A (en) * | 1988-08-11 | 1992-04-28 | Veb Chemieanlagenbaukombinat Leipzig/Grimma | Method for the destruction of toxic waste products and a plasma chemical reactor |
| RU2185219C1 (en) * | 2001-09-24 | 2002-07-20 | Закрытое акционерное общество Авиационно-транспортная компания "АТРУВЕРА" | Method for rendering highly toxic compounds harmless |
| RU2224178C1 (en) * | 2002-06-10 | 2004-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Российский научный центр "Прикладная химия" | Plasma-chemical method of decontamination of gaseous and liquid halogen organic agents and wastes containing such agents |
| RU2232943C1 (en) * | 2002-11-04 | 2004-07-20 | Пермский государственный технический университет | Method for reclamation of chemical weapon, contaminated containers and grounds |
| RU55608U1 (en) * | 2006-03-16 | 2006-08-27 | ООО Научно-производственная экологическая фирма "ЭКО-технология" | TECHNOLOGICAL LINE FOR THE DISPOSAL OF AND DISPOSAL OF COMBAT BASED SUBSTANCES |
| RU2478002C1 (en) * | 2011-08-26 | 2013-03-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт органической химии и технологии" (ФГУП "ГосНИИОХТ") | Method of treatment of toxic wastes formed in destructing soman viscous formula |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105617596A (en) | Wet-process harmless treatment method for electrolytic bath overhaul residue | |
| RU2182505C1 (en) | Method of continuous detoxication of toxic agents and toxic chemical compounds | |
| FR2608618A1 (en) | METHOD FOR RECOVERING FLUORIDES FROM WASTE MATERIALS | |
| RU2561381C1 (en) | Integrated method of processing fluorine-containing toxic wastes | |
| RU2478002C1 (en) | Method of treatment of toxic wastes formed in destructing soman viscous formula | |
| CN207081011U (en) | A kind of incineration of refuse flyash processing equipment | |
| ES2342634T3 (en) | "SPENT POT LININGS" (SPL) RECYCLING PROCEDURE FROM PRIMARY ALUMINUM PRODUCTION. | |
| US3483128A (en) | Process for the incineration of fluorine containing organic liquid | |
| RU2576741C2 (en) | Technological line of plasmo-thermal neutralisation of toxic wastes | |
| CN101560069B (en) | Method for treating industrial waste acid | |
| JP4985277B2 (en) | Method for treating asbestos-containing material using cement production process and method for producing cement | |
| JP5277598B2 (en) | Method for detoxifying asbestos-containing material using cement production process and method for producing cement | |
| RU2540582C1 (en) | Method of processing toxic wastes, formed in destruction of organophosphate poisoning substance of vx type | |
| RU2742991C2 (en) | Method and apparatus for decontaminating powder wastes and pyrotechnic compositions | |
| JP4828912B2 (en) | Decomposition method of asbestos | |
| RU2353857C1 (en) | Method for recycling of liquid wastes | |
| JP4555982B2 (en) | Treatment method of sulfuric acid pitch | |
| CN219453956U (en) | Harmless incineration disposal pretreatment system for organic silicon slurry slag hazardous waste | |
| CN201915036U (en) | Device for processing fly ash through water washing | |
| JP2016170130A (en) | Method and apparatus for removing radioactive cesium | |
| RU2169884C1 (en) | Method of plasmochemical utilization of organosphorus toxic agents and lewisite | |
| RU42433U1 (en) | COMPLEX OF DEVICES FOR DETOXICATION AND DISPOSAL OF EMERGENCY CHEMICALLY HAZARDOUS SUBSTANCES | |
| RU119624U1 (en) | REACTION CHAMBER FOR CHEMICAL PROCESSING OF TOXIC ORGANIC WASTE | |
| JP4894700B2 (en) | Method for detoxifying asbestos-containing material and method for producing cement | |
| RU2400292C1 (en) | Procedure for processing waste of magnesium production and installation for implementation of this procedure |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160606 |