PL189405B1 - Sposób rozkładu 10-chloro-5,10-dihydrofenarsazyny - Google Patents

Abstract

1. Sposób rozkladu 10-chloro-5,10-dihydrofenarsazyny, inaczej adamsytu, na drodze redukcji kwasem fosforowym (III) do wolnego arsenu, w podwyzszonej temperaturze i wydzie- lania arsenu z mieszaniny poreakcyjnej przez ekstrakcja, znamienny tym, ze redukcje prowa- dzi sie w roztworze kwasu fosforowego (V) i wody, temperature srodowiska reakcji pod- nosi sie najwyzej do 180°C, korzystnie najwyzej do 150°C, a jako ekstrahent stosuje sie goraca wode. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób rozkładu 10-chloro-5.10-dihydrofenarsazyny. inaczej adamsytu, przez redukcję, kwasem fosforowym (III), w podwyższonej temperaturze, do wolnego arsenu.

Adamsyt jest toksyczną substancją chemiczną, która wprawdzie nie ma obecnie znaczenia militarnego, ale istniejące jej zapasy - jako odpad toksyczny - powinny być zniszczone.

Znany jest na przykład z Biuletynu Wojskowej Akademii Technicznej nr 9 z 1996 r sposób niszczenia adamsytu przez jego rozkład do wolnego arsenu na drodze redukcji kwasem fosforowym (III). Sposób polega na tym, że mieszaniny kwasu fosforowego (III) i adamsytu podgrzewa się, przy ciągłym mieszaniu, aż do temperatury 260°C. Powyżej temperatury 75°C kwas fosforowy (III) ulega stopnieniu i tworzy się zawiesina adamsytu w tym kwasie. Temperaturę 260°C utrzymuje się przez około 1 godzinę. Po ostudzeniu mieszaniny poreakcyjnej, ekstrahuje się z niej metanolem chlorowodorek difenyloaminy, który wydziela się z ekstraktu przez krystalizację. Mieszaninę poekstrakcyjną zawierającą osad arsenu i kwasów fosforowych zadaje się wodą i odfiltrowuje osad arsenu, który oczyszcza się, przez sublimację, natomiast filtrat zobojętniany jest wodorotlenkiem sodu i kierowany do oczyszczalni ścieków.

Znany jest też z tego samego źródła sposób rozkładu adamsytu przez redukcję kwasem fosforowym (III) w roztworze stężonego kwasu octowego. Adamsyt rozpuszcza się na gorąco w lodowatym kwasie octowym i następnie dodaje się kwas fosforowy (III). Mieszaninę podgrzewa się do temperatury wrzenia kwasu octowego 122°C i utrzymuje w tej temperaturze przez około 1 godzinę. Proces rozdziału mieszaniny poreakcyjnej i oczyszczania produktu reakcji prowadzi się, jak przy redukcji w stopionym kwasie fosforowym (III).

W pierwszym ze znanych sposobów, powyżej temperatury 180°C, może się tworzyć difosfma, związek o właściwościach wybuchowych, w drugim pozostają duże ilości odpadowego kwasu octowego, występuje także silniejsza korozja aparatury. Ponadto w tych sposobach, zwłaszcza w drugim, przereagowanie adamsytu nie jest stuprocentowe.

Według wynalazku, sposób rozkładu 10-chloro-5,10-dihydrofenarsazyny, to jest adamsytu, na drodze redukcji kwasem fosforowym (III) do wolnego arsenu, w podwyższonej temperaturze i wydzielania arsenu z mieszaniny poreakcyjnej przez ekstrakcję, charakteryzuje się tym, ze redukcję prowadzi się w roztworze kwasu fosforowego (V) i wody, temperaturę środowiska reakcji podnosi się najwyżej do 180°C, korzystnie najwyżej do 150°C, a jako ekstrahent stosuje się gorącą wodę. Stosunek masowy kwasu fosforowego (III) do adamsytu wynosi 0,5 -2:1, korzystnie 1:1, zaś stosunek masowy kwasu fosforowego (V) do adamsytu równa się 0,5 - 10:1, korzystnie 1:1. Natomiast ilość wody wprowadzonej do reaktora w stosunku do adamsytu wynosi 0,1 - 1:1, korzystnie 0,3:1. Temperaturę środowiska w zakresie od 105°C do 130°C

189 405 a więc w trakcie przebiegu reakcji redukcji podnosi się z szybkością najwyżej 3°C na 1 godzinę. Natomiast podnoszenie temperatury w reaktorze do 105°C i następnie od 130°C do korzystnej wielkości najwyżej 150°C odbywa się szybciej. Z mieszaniny poreakcyjnej zawierającej produkty reakcji, a więc osad arsenu, difenyloaminę i chlorowodór, a także związki fosforu, wydziela się osad arsenu przez ekstrakcję wodą w temperaturze wyższej od temperatury topnienia difenyloaminy, korzystnie 95°C, i następną filtracją lub odwirowanie osadu na wirówkach z przepłukiwaniem wodą. Operacje ekstrakcji i odwirowania z płukaniem powtarza się do uzyskania pH przesączu powyżej 5, najlepiej 6,5. Przesącz kieruje się do chemicznego utlenienia fosforu (III) do fosforu (V) związkami utleniającymi, korzystnie związkami chloru i następnie do biologicznej oczyszczalni ścieków do utylizacji. Osad arsenu, po wysuszeniu, o czystości 90 - 98% przeznacza się do przemysłowego zagospodarowania.

Sposób według wynalazku pozwala uniknąć niedogodności wynikających z prowadzenia procesu w temperaturze powyżej 180°C, nie pozostawia odpadów i prowadzi do całkowitego i nieodwracalnego zniszczenia adamsytu.

Wynalazek został wyjaśniony bliżej w przykładzie wykonania.

Przykład. Do reaktora emaliowanego z płaszczem grzejnym, zaopatrzonego w mieszadło, urządzenia dozujące, układ absorpcji i aparaturę kontrolno-pomiarową, dozuje się 240 kg 85% kwasu fosforowego (V) oraz 25 kg czystej wody. Następnie dozuje się 200 kg kwasu fosforowego (III) i włącza mieszadło. Zawartość reaktora podgrzewa się do temperatury 50°C i następnie przez oddzielny dozownik wprowadza się do reaktora 200 kg adamsytu. Uruchamia się nadmuch azotu do reaktora w ilości około 3 m³/h oraz cyrkulację roztworu absorpcyjnego w układzie absorpcji z przepływem około 10 m³/h w celu pochłaniania uchodzących z reaktora par i gazów. Roztwór absorpcyjny sporządzony jest z 200 kg NaOH, 100 kg NaOCl, 100 kg NaCl i 600 kg wody.

Podnosi się temperaturę mieszaniny reakcyjnej do 105°C w ciągu 1,5 godziny. Następnie przy podnoszeniu temperatury do 130°C w ciągu 8,5 godziny przebiega reakcja redukcji arsenu w adamsycie. Następuje rozkład adamsytu, w wyniku czego powstają: osad arsenu oraz w roztworze difenyloamina, chlorowodór i kwasy fosforowe. Po upływie wymienionego czasu temperaturę mieszaniny reakcyjnej podnosi się do 140°C. Następnie pozostawia się reaktor z włączonym mieszadłem do wychładzania do temperatury 105°C, po czym dozuje się 600 kg wody o temperaturze 90°C. Następuje ekstrakcja wodą ciekłych produktów reakcji i ewentualnie nieprzereagowanych kwasów fosforowych. Gdy temperatura zawartości reaktora osiągnie 95°C, mieszaninę kieruje się na wirówkę. Oddzielony osad arsenu przepłukuje się na wirówce 200 kg wody i następnie cykl ekstrakcji i odwirowania z płukaniem powtarza się jeszcze dwa razy zużywając odpowiednio po 800 kg wody do ekstrakcji i po 200 kg do płukania. Przesącz o pH równym 6,5 w ilości około 3100 kg łączy się z 1100 kg zuzytego roztworu absorpcyjnego w celu chemicznego utlenienia, fosforu (III) do fosforu (V) za pomocą zawartych w tym roztworze związków chloru i następnie przesyła do biologicznej oczyszczalni ścieków. Osad arsenu suszy się w suszarce w temperaturze 40 - 50°C. Otrzymuje się około 54 kg arsenu o czystości 97%.

189 405

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób rozkładu 10-chloro-5.10-dihydrofenarsaz.yny, inaczej adamsytu, na drodze redukcji kwasem fosforowym (III) do wolnego arsenu, w podwyższonej temperaturze i wydzielania arsenu z mieszaniny poreakcyjnej przez ekstrakcją, znamienny tym, że redukcję prowadzi się w roztworze kwasu fosforowego (V) i wody, temperaturę środowiska reakcji podnosi się najwyżej do 180°C, korzystnie najwyżej do 150°C, a jako ekstrahent stosuje się gorącą wodę.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że masa wody wprowadzonej do reaktora w stosunku do masy adamsytu wynosi 0,1 - 1:1, korzystnie 0,3:1.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że temperaturę środowiska reakcji w zakresie od 105°C do 130°C podnosi się z szybkością najwyżej 3°C na 1 godzinę.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ekstrakcję mieszaniny poreakcyjnej prowadzi się wodą w temperaturze powyżej 90°C, korzystnie 95°C.