CN102989113B - 一种处置泄漏盐酸及其酸雾的碱性粉剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种处置泄漏盐酸与盐酸酸雾的碱性粉剂及其制备方法，碱性粉剂由中和剂、助剂、挥发抑制剂、防潮剂、分散剂和指示剂共6种组分按一定配比并经特定方法制备得到。制备碱性粉剂的原料易得，其中部分原料还是废物再利用；制备方法简便，能耗低，制出的粉剂防潮性能良好、不结块、喷洒后沉降性能良好。既能有效处置浓度为20％～38％及以上的盐酸泄漏，又能抑制盐酸的挥发，还能对泄漏盐酸产生的酸雾气体进行捕消，具有中和速度快、能有效抑制盐酸气体挥发、终点判断简便等特点，处置后的残留物呈灰色蓬松状，易于清扫或被负压吸走。

Description

一种处置泄漏盐酸及其酸雾的碱性粉剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及酸性危险化学品泄漏应急处置领域，具体涉及一种处置泄漏盐酸及其挥发酸雾的碱性粉剂及其制备方法。

背景技术

盐酸是重要的化工生产原料，常用于制备金属氯化物、苯胺和燃料等化工产品，并在冶金、石油、印染、皮革以及食品、医药、电镀等工业部门和科研部门得到广泛应用。

盐酸又名氢氯酸，是一元强酸，由氯化氢气体溶于水得到，具有极强的挥发性，挥发出的氯化氢气体不仅有强烈刺激性，而且极易与空气中的水蒸气结合形成盐酸酸雾。因此，盐酸在生产、运输和使用过程中若出现泄漏，泄漏液体会造成严重的安全事故，挥发出的氯化氢气体形成的酸雾危及人民群众的健康安全和财产损失，而且极易破坏植被，并可能造成严重的环境污染事故。

有关泄漏盐酸的处置，现阶段主要有中和法、收容法和水稀释法。中和法主要是用生石灰等碱性物质进行中和反应，以消除液体中的酸性成分，此法一是容易产生大量白烟污染环境，二是开始阶段会有大量刺激性气味的气体挥发，影响处置，三是缺少对中和终点进行判断的有效方法，因此只适合处置小量盐酸泄漏处置情况。2012年9月浙江义乌一辆盐酸运输车在行驶途中发生撞车事故，有十多桶盐酸泄漏，当时主要采用的就是生石灰，结果不仅白烟量大、路面还结成小白块，很难直接清除。

对于大量盐酸泄漏处置，一般先切断泄漏源，通过构筑围堤或挖坑收容、或采用空容器等措施，对槽罐中的盐酸进行回收或运至废物处理场所处置。剩余部分则采用中和方法或消防水稀释法进行处置，曾经发生的数十吨盐酸泄漏事故就是收容法进行处置，由于未对挥发盐酸酸雾进行有效抑制或处置，中和化学作用所产生的大量白色烟雾弥漫在空气中，结果造成救援人员受酸雾灼伤、并出现不同程度的咳嗽、流鼻涕、流眼泪现象。

水稀释法主要是用大量的水将泄漏盐酸的酸度稀释到环境可容许的范围，理论上稀释1立方37％的浓盐酸就需要大约1.2×10⁷m³的水，即使稀释到pH＝3，也需要约1.2×10⁴m³的水，因此稀释不仅扩大了泄漏污染面积，浪费巨大的水资源，而且还会因挥发形成的刺鼻酸雾，造成人员健康和环境影响。

沙土填埋法主要是用沙土将泄漏的盐酸进行覆盖，此法只适合极少量浓盐酸泄漏的处置，虽然快速简便，但效率低、后续处置繁琐，且并未从根本上解决问题，因此会对环境和人体健康造成潜在的不利影响。

JP平2-145679A中公开了一种处置酸液泄漏的中和剂，由pH指示剂、中和反应剂(碳酸氢钠)和固结防止剂共三种成分组成，可以有效中和盐酸、保持处理剂不结块和指示处置终点；CN101693141A中公开了一种酸液泄漏处理剂，除反应物质、助流剂和指示剂，还有有一种吸收物质(吸水树脂)，其作用是促进处置后的残留物的凝胶化、固化，方便清除；CN1286680A中公开了一种聚(二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酰胺)基的超吸收凝胶及其制备方法，作用是提高吸水树脂的吸水能力并没有明显提高，其最高吸水能力(0.1M HCl)达到了65g/g，然而，这种超吸收凝胶吸水后会变成粘稠状或流态，同样难于直接清扫。

为洁净金属表面而发展起来的酸洗行业，在酸洗过程中有大量的酸雾逸出，严重地污染环境，损害工人身体健康，腐蚀设备厂房。《辽宁化工》第27卷第1期报道了一种BSY型酸雾抑制剂，《中国环保产业》2002年第2期报道了一种XF-911型酸雾抑制剂，《湖南冶金》在1992年第6期报道了OP型酸雾抑制剂，《金属制品》33卷第1期报道了一种新型酸雾抑制剂，《重庆环境科学》(1998年)第20卷第五期报道了F53、硅油、十二烷基磺酸钠、吐温-60、吐温-80以及平平加等多种酸雾抑制剂，《电镀与环保》(1985年第1期)报道了ZM-91酸雾抑制剂，《工业卫生与职业病》(1993年)19卷第1期报道了JA-1型多功能抑制剂，《湖南有色金属》(2002年10月)18卷增刊报道了ZG-9569型酸雾必克剂；这些抑制剂尽管名称或代号不同，但都为液态，投加量很少(仅为0.01％～0.5％)，与酸液极易混匀，且使用温度较高(60℃～90℃)，对盐酸的酸雾的抑制效果却显著，达80％以上；其原理是通过在酸液表面形成薄层液沫，阻止形成酸雾的氯化氢气体挥发。

盐酸属于危险化学品，突发泄漏时，不仅要快速中和酸、防止盐酸中的氯化氢气体挥发形成酸雾，对于生产、使用或运输中发生的泄漏，还要能快速清扫现场。而目前的研究文章以及申请专利都未能系统地解决这些问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种专用于处置泄漏盐酸及其酸雾的碱性粉剂；本发明的另一目的是提供一种专用于处置泄漏盐酸及其酸雾的碱性粉剂的制备方法。

本发明的这些以及其他目的将通过下列详细说明和描述来进一步阐述。

本发明专用于处置泄漏盐酸及其挥发酸雾，所用原料易得，且部分原料为废物再利用，有专用制备方法。粉剂不结块、吸湿性小、易沉降，除有弱腐蚀性外，无其他毒副作用。可有效处置浓度为20％～38％及以上的盐酸的泄漏，具有反应速度快、可显著阻止酸雾形成、处置终点判断简便、残留物干燥蓬松，易于清扫或被吸尘器清除，对生态环境影响小。

本发明所述碱性粉剂，由中和剂、助剂、挥发抑制剂、防潮剂、分散剂和指示剂共6种组分构成，各组分的质量百分比依次为：中和剂40％～75％、助剂15％～50％、挥发抑制剂0.03％～4％、防潮剂1％～15％、分散剂0.5％～10％和指示剂0.01％～0.5％。

本发明所述碱性粉剂，其优选的组分质量配比为：中和剂45％～65％、助剂25％～50％、挥发抑制剂0.05％～3％、防潮剂2％～10％、分散剂1％～5％和指示剂0.01％～0.3％。

本发明所述碱性粉剂，主要用于中和泄漏的盐酸、抑制泄漏盐酸中氯化氢气体挥发以及处置已经挥发出来的盐酸酸雾。

本发明所述中和剂是由氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化铁、碳酸氢钠中的2种或2种以上成分组成。

本发明所述中和剂的作用是利用酸碱中和原理，将泄漏的盐酸变成中性或接近中性，同时还将挥发出来的氯化氢气体进行捕获。

本发明所述中和剂还可以是废物电石渣的氢氧化钠的改性物；采用废物电石渣时，有利于废物再利用、节约资源。

本发明所述助剂为硅藻土，其作用是促使泄漏处置后的残留物更加蓬松，便于清扫或被负压吸起。

本发明所述挥发抑制剂为四聚丙烯基苯磺酸钠、直链烷基苯磺酸钠、烷基磺酸钠、脂肪醇硫酸盐等表面活性剂，优选的为直链烷基苯磺酸钠、直链烷基磺酸钠，其作用是抑制或减少氯化氢气体从溶液中挥发出来，从而防止健康危害，减轻环境污染。

本发明所述防潮剂为高分子量吸水树脂、硅胶等，优选的为分子量在300万以上的聚丙烯酰胺或者分子量在2万以上的聚丙烯酸钠，更优选的为分子量在1000万以上的聚丙烯酰胺或者分子量在5万以上的聚丙烯酸钠；当选用优选的防潮剂时，其吸水能力达50kg/kg～600kg/kg。

本发明所述防潮剂的作用是利用其巨大的吸水性能，贮存期间有利于防止粉剂受潮，使用时有利于将盐酸中的液态水以及反应生成的液态水尽可能吸收，同时可促进泄漏液的固化，减少扩散范围，为处置残留物的清扫提供条件。

本发明所述分散剂为硬脂酸钠、硬脂酸镁、云母粉、滑石粉等，其作用是促进粉剂本身在存贮时易于分散、防止结块，优选的分散剂为硬脂酸钠。

本发明所述指示剂为甲基红、酚酞、中性红、溴百里酚蓝或其复合指示剂，其作用是用于指示泄漏盐酸处置终点的判断，当指示剂颜色显著改变时，表示终点已到，应停止粉剂的投加，否则会造成浪费资源，造成新的污染，优选的指示剂为甲基红和溴百里酚蓝中的一种。

本发明所述粉剂的粒径控制在40目～180目之间，粒径太大(小于40目)时，沉降快，不利于盐酸酸雾的捕消，同时会延长中和反应完成所需的时间；粒径太小(大于180目)时，虽有利于气体反应，但沉降效果差，易造成二次污染，页不利于液体反应，并会在液体表面形成团块，阻碍粉剂与泄漏液体进行彻底的中和反应。

本发明所述粉剂的粒径，优选的粒径组成是40目～120目的粉剂质量占总量的80％～95％，120目～180目的粉剂质量占总量的5％～20％。

本发明所述粉剂在静风条件下的3分钟沉降回收率不小于96％。

本发明所述碱性粉剂制备方法为：在带有搅拌装置的反应罐中加入一定量的清水，具体为制备粉剂量的0.70～1.2倍，开启搅拌，先投加少量助剂，待溶解完全后再依次投加中和剂、挥发抑制剂、剩余助剂，混匀后停止搅拌，静置10小时以上，经过真空干燥，含水率小于1％后，再进行研磨和筛分，收集粒度在40目～120目和120目～180目的部分按比例要求送入混匀器，并依次加入防潮剂、分散剂和指示剂进行混匀，得到满足粒度、比表面积、堆密度要求的合格产品；对粒度不合要求的部分送入反应罐循环处理。

本发明所述碱性粉剂适合用手提式、固定式或车载式应急处置装置，喷洒所用动力气源可以是惰性气体如氮气、氦气，优选为氮气，禁用CO₂等酸性气体。

本发明所述碱性粉剂，在实验室密闭和常温环境条件下，对泄漏盐酸的挥发抑制率不少于60％；对泄漏盐酸酸雾的捕获率，3分钟不小于80％，10分钟不小于95％。

本发明所述碱性粉剂，不仅可用于处置泄漏浓度在20％～38％及以上的浓盐酸液体部分，还可用于处置泄漏盐酸产生的酸雾并阻滞盐酸挥发形成酸雾。

本发明所述碱性粉剂，在实验室密闭和常温环境条件下，对泄漏硫酸、硝酸的模拟处置表明，投入的粉剂会被生成的气体带出，且残留物粘结严重，不易被清扫。

本发明所述碱性粉剂的包装袋需有防潮功能，包装需密封，不必单独采取保护气保护，但不可采用抽真空包装。

本发明所述碱性粉剂，包装好后，应放置于干燥通风环境贮存。

本发明所述碱性粉剂在满足包装及存放要求条件下，3年内性能不会明显改变。

本发明所述碱性粉剂，符合相关标准要求，适合灌装于各种类型的手提式、固定式或车载式应急处置装置内。

制备本发明的碱性粉剂的原料易得，制备方法简便，原料在水中易分散，制备过程能耗低，制出的粉剂不结块、沉降性能良好，处置泄漏盐酸时具有反应速度快、可有效抑制盐酸气体挥发、终点判断简便等特点，残留物蓬松，易于清扫或被负压抽吸清除，专用于处置泄漏的盐酸及其挥发形成的盐酸酸雾，所制备粉剂符合国家相关标准，适合装填、喷射和贮存。

附图说明

图1为本发明处置泄漏盐酸及其酸雾的碱性粉剂制备方法流程图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。本实施例所用化学品，除电石渣改性物由郑州大学催化剂新材料研究所提供外，其余皆市购，其纯度可以是工业纯或化学纯。本实施例所用生产设备，皆为符合生产安全要求的市购设备。

实施例15L浓盐酸(38％，约6kg)泄漏及其酸雾的处置

制备用于处置盐酸泄漏碱性粉剂10kg，其组分配比依次为中和剂6.3kg(碳酸氢钠5.25kg，电石渣0.92kg，氢氧化钠0.13kg)、助剂3.0kg(硅藻土)、挥发抑制剂0.005kg(十二烷基苯磺酸钠)；防潮剂0.53kg(分子量为1000万的聚丙烯酰胺)；分散剂0.163kg(硬脂酸钠)；指示剂0.002kg(溴百里酚蓝)。

具体制备方法是在反应罐中加入可刚好溶解中和剂和助剂的清水(约10L)，开启搅拌，将一定剂量的助剂、中和剂和挥发抑制剂(各过量10％)按比例依次加入，待搅拌均匀后停止搅拌，静置10小时(过夜)，再送去减压干燥，之后通过研磨和筛分，对检验合格(40目～120目和120目～180目)的部分共称取9.35kg送入混匀器，再依次加入上述剂量的防潮剂、分散剂和指示剂进行混匀，得到所需规格产品10kg，用于本实例盐酸(38％)的泄漏处置。对粒径大(小于40目)的部分进行再次研磨和筛分，对粒径小(大于180目)的的送入反应罐，进行循环再利用。

用得到的10kg粉剂模拟处置泄漏浓盐酸时，反应剧烈，有大量气泡产生，处置开始前刺激气味明显，处置过程中刺激气味很快消失，体系由无色变淡黄色最终变为灰色，处置后留下的残留物灰色呈蓬松状，可清扫或被吸尘器吸走。

实施例220L盐酸(20％，约22kg)泄漏处置

制备用于处置泄漏盐酸及其酸雾的碱性粉剂26kg，其组成配比为：中和剂12.7kg(碳酸氢钠10.6kg，电石渣1.8kg、氢氧化钠0.3kg)、助剂10.6kg(硅藻土)；挥发抑制剂0.22kg(十二烷基苯磺酸钠)、防潮剂2.14kg(聚丙烯酸钠)、分散剂0.33kg(硬脂酸钠)、指示剂0.01kg(甲基红)。具体制备方法是在反应罐中加入可刚好溶解中和剂和助剂的清水(约22L)，开启搅拌，将一定剂量的助剂、挥发抑制剂和中和剂(各过量10％)按比例依次加入，待搅拌均匀后停止搅拌，静置10小时(过夜)，再送去减压干燥，之后通过研磨和筛分，对检验合格(40目～140目和140目～180目)的部分按比例共称取23.52kg送入混匀器，再依次加入上述剂量的吸热剂、防潮剂、分散剂和指示剂进行混匀，得到所需规格产品26kg，用于本实例盐酸(20％)的泄漏处置。对粒径大(小于40目)的部分进行再次研磨和筛分，对粒径小(大于180目)的部分送入反应罐，进行循环再利用。

用得到的26kg粉剂处置20L泄漏盐酸时，反应剧烈，有大量气泡产生，体系由红色变暗黄色，最终pH＝7～7.2，处置后留下的残留物呈蓬松状，既可清扫，也可被吸尘器吸走。

本发明的具体实例，已经对本发明的盐酸泄漏处置粉剂及其制备方法和使用效果进行了图示和描述，但在本发明基础上，技术人员应该明白，其所做的修改和改进，如不偏离本发明权利要求书所限定的精神，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种用于处置泄漏盐酸及其酸雾的碱性粉剂，这种碱性粉剂由中和剂、助剂、吸热剂、防潮剂、分散剂和指示剂共6种组分构成，其特征在于：

⑴ 碱性粉剂的质量百分比依次为：中和剂40%～75%、助剂15%～50%、挥发抑制剂0.03%～4%、防潮剂1％～15％、分散剂0.5％～10％和指示剂0.01%～0.5%；

⑵ 所述中和剂是由氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化铁、碳酸氢钠、碳酸钠中的2种或2种以上成分组成；

⑶ 所述助剂为硅藻土，所述防潮剂为分子量在5万以上的聚丙烯酸钠或分子量在800万以上的聚丙烯酰胺，所述分散剂为硬脂酸钠、硬脂酸镁、云母粉、滑石粉或硅酸钠，所述指示剂为甲基红、中性红或溴百里酚蓝；

⑷ 所述挥发抑制剂为四聚丙烯基苯磺酸钠、直链烷基苯磺酸钠、直链烷基磺酸钠、脂肪醇硫酸盐中的一种或多种组成。

2.根据权利要求1所述的碱性粉剂，其特征在于：所述中和剂是废物电石渣的氢氧化钠改性物和碳酸氢钠的混合物。

3.根据权利要求1所述的碱性粉剂，其特征在于：所述挥发抑制剂为十二烷基磺酸钠。

4.根据权利要求1－3之一所述的碱性粉剂，其特征在于：

⑴ 处理泄漏盐酸的质量浓度为20％～38％及以上，处理后残留物较为干燥蓬松；

⑵ 实验室密闭和常温环境条件下，对泄漏盐酸的挥发抑制率不小于60%，对泄漏盐酸酸雾的捕获率，3分钟不小于80%，10分钟不小于95%；

⑶ 在静风条件下3分钟沉降回收率不小于96%。

5.一种用于如权利要求1－3之一所述的用于处置泄漏盐酸及其酸雾的碱性粉剂的制备方法，其特征在于：

⑴ 在带有搅拌装置的反应罐中加入制备粉剂量的0.70～1.3倍的清水，开启搅拌；

⑵ 将中和剂、挥发抑制剂和助剂依次加入，搅拌均匀后停止搅拌，并静置10小时以上，再经热风干燥至含水率小于1％为止；

⑶ 通过研磨和筛分，分别收集粒度在40目～120目和120目～180目的部分，并按粒径40目～120目占80%～95%和粒径120目～180目占5%～20%的配比将粉剂送入混匀器，再依次加入防潮剂、分散剂和指示剂进行混匀。