RU2138087C1 - Liquid organic waste recovery technique - Google Patents
Liquid organic waste recovery technique Download PDFInfo
- Publication number
- RU2138087C1 RU2138087C1 RU96105326/25A RU96105326A RU2138087C1 RU 2138087 C1 RU2138087 C1 RU 2138087C1 RU 96105326/25 A RU96105326/25 A RU 96105326/25A RU 96105326 A RU96105326 A RU 96105326A RU 2138087 C1 RU2138087 C1 RU 2138087C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- binder
- organic waste
- mixture
- waste
- liquid organic
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области технологии переработки жидких органических отходов по методу экстрагенной технологии и может быть использовано на предприятиях химической отрасли, в отходах которых содержатся отработанные органические зкстрагенты и примеси тяжелых металлов. The present invention relates to the field of liquid organic waste processing technology according to the method of extragenic technology and can be used at enterprises of the chemical industry, the waste of which contains spent organic extractants and impurities of heavy metals.
Актуальность решаемой проблемы состоит в необходимости извлечения следов тяжелых металлов из растворов отработанных зкстрагентов, преимущественно фосфороорганических, наличие которых является неизбежным следствием удаления традиционными средствами основной массы токсичных составляющих, что препятствует захоронению отходов в почве в соответствии с действующими нормами экологической безопасности. Это вызывает необходимость либо в их предварительном разрушении, либо в преобразовании их в безопасные продукты, устойчивые в природных условиях хранения. The urgency of the problem being solved consists in the need to extract traces of heavy metals from solutions of spent extractants, mainly organophosphorus, the presence of which is an inevitable consequence of the removal of toxic substances by traditional means, which prevents landfill in the soil in accordance with applicable environmental safety standards. This necessitates either their preliminary destruction or their transformation into safe products that are stable under natural storage conditions.
Известен способ утилизации жидких отходов, содержащих примеси токсичных металлов, путем упаривания при температуре ниже температуры кипения в сочетании с подачей обогревающего газа с последующим контактированием с самоотверждающимся водонепроницаемым материалом. Однако, известный способ трудоемок и неприемлем для случая, когда отходы содержат незначительные примеси тяжелых металлов и одновременно фосфорорганические соединения, которые не разлагаются в условиях известного способа (патент N 563403, МКИ G 21 F 9/00, опубл. 05.07.97, вследствие этого дальнейшая утилизация и захоронение отходов затруднительна. A known method for the disposal of liquid waste containing impurities of toxic metals by evaporation at a temperature below the boiling point in combination with the supply of heating gas, followed by contact with a self-curing waterproof material. However, the known method is time-consuming and unacceptable for the case when the waste contains minor impurities of heavy metals and at the same time organophosphorus compounds that do not decompose under the conditions of the known method (patent N 563403, MKI G 21 F 9/00, publ. 05.07.97, therefore further disposal and disposal of waste is difficult.
Известен наиболее близкий к заявленному по технической сущности способ утилизации жидких органических отходов, содержащих фосфорорганические соединения, патент ФРГ N 23 56253, кл. МПК G 21 F 9/16, публ. 09.06.02, заключающийся в термическом разложении их смеси со связующим и отверждении, при этом органические отходы в виде масел или растворителей смешивают с органическим связующим из группы полиэтилена, полистирола или поливинилхлорида или их смесей, взятого в виде водной суспензии. При этом на 100 масс.ч. вяжущего приходится 30 - 40 масс.ч. воды, а соотношение отходов и гидравлического вяжущего находится в пределах от 2:1 до 3:1 масс.ч. соответственно. Known closest to the claimed technical essence of the method of disposal of liquid organic waste containing organophosphorus compounds, the patent of Germany N 23 56253, CL. IPC G 21 F 9/16, publ. 06/09/02, which consists in the thermal decomposition of their mixture with a binder and curing, while the organic waste in the form of oils or solvents is mixed with an organic binder from the group of polyethylene, polystyrene or polyvinyl chloride, or mixtures thereof, taken in the form of an aqueous suspension. At the same time, for 100 parts by weight a binder accounts for 30 to 40 parts by weight water, and the ratio of waste and hydraulic binder is in the range from 2: 1 to 3: 1 parts by weight respectively.
К недостаткам известного способа относится проблематичность достижения полноты разложения трибутилфосфата (ТБФ), содержащегося в составе отходов, т.к. температура обработки реакционной смеси не превышает 100-200oC, что негативно отражается на эффективности извлечения тяжелых металлов и в конечном итоге снижает качество и полноту процесса утилизации.The disadvantages of this method include the difficulty of achieving the complete decomposition of tributyl phosphate (TBP) contained in the waste, because the processing temperature of the reaction mixture does not exceed 100-200 o C, which negatively affects the efficiency of extraction of heavy metals and ultimately reduces the quality and completeness of the recycling process.
Техническая задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в разработке простого и доступного способа утилизации жидких органических отходов, содержащих фосфорорганические соединения, например ТБФ, и незначительные примеси токсичных элементов из группы тяжелых металлов в количествах, не превышающих 4,0% мас. (505-510 мг/л), при этом конечные продукты утилизации должны соответствовать требованиям экологичности и безопасности и должны быть пригодными для последующего захоронения в почве. The technical problem to which the invention is directed is to develop a simple and affordable method for the disposal of liquid organic waste containing organophosphorus compounds, for example TBP, and minor impurities of toxic elements from the group of heavy metals in amounts not exceeding 4.0% wt. (505-510 mg / l), while the final disposal products must meet the requirements of environmental friendliness and safety and should be suitable for subsequent disposal in the soil.
Новый технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого способа, заключается в упрощении и снижении трудоемкости, повышении эффективности извлечения токсичных элементов, содержащихся в жидких органических отходах (реализуемая степень конверсии порядка 99,7%), и уменьшении объема и удешевлении способа за счет уменьшения расхода сырья по сравнению с прототипом. A new technical result achieved by using the proposed method is to simplify and reduce the complexity, increase the efficiency of extraction of toxic elements contained in liquid organic waste (the realized degree of conversion of the order of 99.7%), and reduce the volume and cost of the method by reducing the consumption of raw materials compared to the prototype.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе утилизации жидких органических отходов, содержащих фосфорорганическое соединение путем термического разложения их смеси со связующим, в соответствие с предлагаемым способом отходы подают в реактор одновременно со связующим агентом из группы карбонатов щелочноземельных металлов в виде природных минералов, полученную смесь подвергают термической обработке при температуре в диапазоне от температуры кипения фосфорорганического соединения до 350oC.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method for the disposal of liquid organic waste containing an organophosphorus compound by thermal decomposition of their mixture with a binder, in accordance with the proposed method, the waste is fed to the reactor simultaneously with a binder from the group of alkaline earth metal carbonates in the form of natural minerals the mixture is subjected to heat treatment at a temperature in the range from the boiling point of the organophosphorus compound to 350 o C.
Дополнительный технический результат достигается введением в качестве связующего природного минерала магнезита, или кальцита, или доломита из расчета на каждые 100 мас. ч. органических отходов берут 300 - 500 мас.ч. связующего. Наличие отличительных от прототипа существенных признаков свидетельствует о соответствии предлагаемого способа критерию "новизна". An additional technical result is achieved by introducing magnesite, or calcite, or dolomite as a binder of a natural mineral per 100 wt. including organic waste take 300 - 500 parts by weight binder. The presence of essential features that are distinctive from the prototype indicates that the proposed method meets the criterion of "novelty."
Сущность предлагаемого способа поясняется следующим образом. The essence of the proposed method is illustrated as follows.
В процессе эксплуатации химических объектов, использующих тяжелые металлы и применяющих для снижения их токсичности (например, при производстве твердого топлива) экстракционную обработку фосфорорганическими соединениями например, ТБФ, в которых после извлечения основной доли токсичных примесей в составе отходов остаются в незначительном количестве примеси тяжелых металлов, не поддающиеся окончательному и полному выделению. Предлагаемый способ позволяет в отличие от прототипа получить конечные твердые продукты, стабильные при переменных климатических условиях средней полосы, используя невысокие температуры в процессе одноступенчатой термообработки смеси отходов со связующим. In the process of operating chemical objects using heavy metals and applying toxicity to reduce their toxicity (for example, in the production of solid fuels), organophosphorus compounds such as TBP are extracted, in which, after extraction of the main share of toxic impurities in the waste composition, an insignificant amount of heavy metal impurities remain, not amenable to final and complete isolation. The proposed method allows, in contrast to the prototype, to obtain final solid products, stable under variable climatic conditions of the middle band, using low temperatures in the process of single-stage heat treatment of a mixture of waste with a binder.
Экспериментально было показано, что такой режим реализуется так эффективно при использовании в качестве связующего соединения из группы карбонатов щелочноземельных металлов. It was experimentally shown that such a regime is realized so effectively when alkaline earth metals are used as a binder from the carbonate group.
Органические отходы предварительно смешивают со связующим агентом в соотношении 1: 3 до 1:5, их смесь подают в реактор, где осуществляют процесс термообработки при температуре кипения ТБФ, в качестве представителя из группы фосфорорганических соединений. При этом в реакционном объеме протекают химические процессы взаимодействия, выражаемые следующими уравнениями химических реакций:
C4H9H2PO4+MeO2(NO3)2 --->C4H9MeO2PO4+2HNO3, (2)
2C4H9H2PO4+CaMg(CO3)2---> (C4H9)2CaMg(PO4)2+2H2CO3 (3)
Выделяющийся горючий газ по (1)для случая использования ТБФ может быть направлен для повторного использования в процессе в качестве топлива для термического разложения экстрагента.Organic waste is pre-mixed with a binder in a ratio of 1: 3 to 1: 5, their mixture is fed to the reactor, where the heat treatment is carried out at the boiling point of TBP, as a representative of the group of organophosphorus compounds. In this case, chemical reaction processes occur in the reaction volume, expressed by the following equations of chemical reactions:
C 4 H 9 H 2 PO 4 + MeO 2 (NO 3 ) 2 ---> C 4 H 9 MeO 2 PO 4 + 2HNO 3 , (2)
2C 4 H 9 H 2 PO 4 + CaMg (CO 3 ) 2 ---> (C 4 H 9 ) 2 CaMg (PO 4 ) 2 + 2H 2 CO 3 (3)
The emitted combustible gas according to (1) for the case of using TBP can be sent for reuse in the process as a fuel for thermal decomposition of the extractant.
При этом часть жидкой фазы (по уравнению 1) в виде бутилфосфорной кислоты взаимодействует с азотнокислыми солями токсичных металлов в составе органических отходов с образованием твердых бутилфосфатных соединений этих металлов. Другая часть жидкой фазы связывается со связующим агентом из группы карбонатов щелочноземельных металлов, например с доломитом (по уравнению 3), образуя твердую фазу бутилфосфатов щелочноземельных металлов. Полученная твердая фаза стабильна и труднорастворима, как это показали экспериментальные исследования; так, при кипячении в течение свыше 14 часов не наблюдалось соответствующих химических процессов, свидетельствующих о неустойчивости продуктов. Такие твердые продукты соответствуют требованиям экологической безопасности и считаются пригодными к последующему захоронению в почве. Moreover, part of the liquid phase (according to equation 1) in the form of butylphosphoric acid interacts with nitric acid salts of toxic metals in organic waste with the formation of solid butylphosphate compounds of these metals. Another part of the liquid phase is associated with a bonding agent from the group of alkaline earth metal carbonates, for example, dolomite (according to equation 3), forming a solid phase of alkaline earth metal butyl phosphates. The resulting solid phase is stable and sparingly soluble, as experimental studies have shown; Thus, when boiling for more than 14 hours, no corresponding chemical processes were observed, indicating the instability of the products. Such solid products comply with environmental safety requirements and are considered suitable for subsequent disposal in soil.
При этом происходит значительное уменьшение первоначального объема массы утилизируемых отходов, порядка в ~ 5 раз. In this case, a significant decrease in the initial volume of the mass of utilized waste occurs, of the order of ~ 5 times.
Экспериментально обоснован выбор температурного режима термообработки. При температурах ниже температуры кипения фосфорорганического соединения не реализуется полнота его разложения и, следовательно, полнота связывания токсичных элементов, в конечном итоге снижающая эффективность утилизации. В случае превышения сверх заявляемого значения (350oC) верхнего предела происходит непроизводительный перерасход тепловой энергии, а кроме того, существует вероятность теплового взрыва в условиях накопления в реакционном объеме газообразных продуктов разложения. Существенное влияние на степень извлечения токсичных элементов оказывает оптимальный выбор соотношений взаимодействующих реагентов. Экспериментально подтверждено, что в случае уменьшения количества связующего относительно массы утилизируемых отходов менее 1:3 в реакционном объеме не обеспечивается достаточного количества реагента для проведения полноценного связывания тяжелых металлов, а также полноты связывания промежуточного продукта реакции - бутилфосфорной кислоты, в результате чего не произойдет значительного уменьшения объема твердеющей массы. В случае превышения количества связующего сверх 1:5 относительно массы не реализуется значительное уменьшение объема утилизируемой массы и происходит необоснованный перерасход сырья.The experimentally substantiated choice of the temperature regime of heat treatment. At temperatures below the boiling point of the organophosphorus compound, the completeness of its decomposition and, consequently, the completeness of binding of toxic elements, ultimately reducing the efficiency of utilization, are not realized. If the upper limit is exceeded over the declared value (350 o C), an unproductive over-expenditure of thermal energy occurs, and in addition, there is a possibility of a thermal explosion under the conditions of accumulation of gaseous decomposition products in the reaction volume. A significant influence on the degree of extraction of toxic elements is provided by the optimal choice of ratios of interacting reagents. It has been experimentally confirmed that in the case of a decrease in the amount of binder relative to the mass of waste disposed of less than 1: 3 in the reaction volume, a sufficient amount of reagent is not provided for complete binding of heavy metals, as well as the completeness of binding of the intermediate reaction product, butyl phosphoric acid, as a result of which there will be no significant decrease volume of hardening mass. If the amount of the binder is exceeded in excess of 1: 5 relative to the mass, a significant decrease in the volume of the utilized mass is not realized and unreasonable overspending of the raw material occurs.
Таким образом, использование предлагаемого способа во всем объеме материалов, режимов и операций позволяет упростить способ-прототип, снизить трудоемкость и повысить эффективность извлечения токсичных элементов при уменьшении объема утилизируемой массы ~ в 5 раз. Thus, the use of the proposed method in the entire volume of materials, modes and operations allows us to simplify the prototype method, reduce the complexity and increase the efficiency of the extraction of toxic elements while reducing the volume of utilized mass ~ 5 times.
Возможность промышленной реализации предлагаемого способа подтверждается следующими примерами конкретного выполнения. The possibility of industrial implementation of the proposed method is confirmed by the following examples of specific performance.
Пример 1. Утилизации подвергали органические жидкие отходы, содержащие трибутилфосфат в качестве отработанного экстрагента на предшествующем этапе экстрагирования и удаления основной массы примесей тяжелых металлов, например, из группы РЗЭ. Example 1. Organic liquid waste containing tributyl phosphate as spent extractant was subjected to disposal at the previous stage of extraction and removal of the bulk of heavy metal impurities, for example, from the REE group.
В лабораторных условиях предварительно разогретую до 80-100oC колбу расчетного объема подают смесь ТБФ с примесями Ce в количестве ~ 0,5 г на литр объема жидкой фазы отходов, а также доломита из расчета на 100 маc.ч. отходов 300 мас. ч. доломита. Температуру постепенно доводят до 289-300oC (температура, кипения ТБФ ("Справочник химика", М; Изд."Химия", 1966, стр. 562, таблица: свойства органических соединений) и выдерживают реакционную смесь до полного удаления пузырьков выделяющегося газа в процессе взаимодействия реагентов и отвердения массы. Твердые продукты утилизации были подвергнуты исследованию на стойкость к воздействию экстремальных температур хранения. По данным экспериментальных исследований в условиях предлагаемого способа показатели конечных продуктов утилизации отходов можно представить в виде следующей таблицы.Under laboratory conditions, preheated to 80-100 o C calculated volume flask supplied with a mixture of TBP Ce impurities in an amount of about 0.5 g per liter of volume of the liquid phase of the waste, as well as dolomite based on 100 parts by weight waste 300 wt. h. dolomite. The temperature is gradually brought up to 289-300 o C (temperature, boiling point TBP ("Chemistry Handbook", M; Izd. "Chemistry", 1966, p. 562, table: properties of organic compounds) and the reaction mixture is maintained until the bubbles of the evolved gas are completely removed during the interaction of the reagents and the hardening of the mass. Solid waste products were tested for resistance to extreme storage temperatures. According to experimental studies in the proposed method, the indicators of the final waste disposal products can be presented in the form of the following table.
Дополнительный технический результат заключается в расширении ассортимента природных материалов из группы карбонатов щелочноземельных металлов. An additional technical result is to expand the range of natural materials from the group of alkaline earth metal carbonates.
Из таблицы видно, что при использовании заявляемого температурного режима термообработки, использовании в качестве связующего агента природных минералов из числа карбонатов в щелочноземельных металлах и соотношений реагентов обеспечивается более высокая эффективность утилизации, уменьшение объема почти в 5 раз, при меньшей трудоемкости и затратах по сравнению с прототипом. The table shows that when using the claimed temperature regime of heat treatment, using natural minerals from the number of carbonates in alkaline earth metals and the ratio of reagents as a binding agent, higher utilization efficiency, a reduction in volume of almost 5 times, with less labor and costs compared with the prototype .
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96105326/25A RU2138087C1 (en) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | Liquid organic waste recovery technique |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96105326/25A RU2138087C1 (en) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | Liquid organic waste recovery technique |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96105326A RU96105326A (en) | 1998-06-10 |
RU2138087C1 true RU2138087C1 (en) | 1999-09-20 |
Family
ID=20178252
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96105326/25A RU2138087C1 (en) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | Liquid organic waste recovery technique |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2138087C1 (en) |
-
1996
- 1996-03-19 RU RU96105326/25A patent/RU2138087C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2934215C (en) | Method for recovering ash from waste incineration | |
US4113831A (en) | Recovery of sodium fluoride and other chemicals from spent carbon liners | |
US5763736A (en) | Method for the disposal of explosive material | |
US5709800A (en) | Environmentally acceptable waste disposal by hydrothermal decomposition of labile compounds with nitrite | |
CA1202188A (en) | Process for storing liquid waste in salt deposits | |
JP2006205154A (en) | Method for manufacturing adsorbent consisting essentially of hydroxyapatite crystal | |
CA2932660C (en) | Dry chlorination process to produce anhydrous rare earth chlorides | |
DE3742384A1 (en) | PRODUCTION OF FLUORIDES FROM WASTE MATERIALS | |
RU2138087C1 (en) | Liquid organic waste recovery technique | |
EP0043471B1 (en) | Process for the fixation in the residue of acid-forming substances developed from organic material containing wastes during pyrolysis | |
CN115028151B (en) | Comprehensive utilization method of secondary aluminum ash | |
EP1459325B1 (en) | Metod and installation for the treatment of a radioactive wastes | |
US10987531B2 (en) | Method for stabilizing metallic mercury | |
EP0796226A1 (en) | Treatment of a chemical | |
JP2004533877A (en) | Processing method | |
AT512693B1 (en) | Process for the inerting of heavy metals, chlorides and other salt formers as well as soluble solids and metallic contaminants | |
CN113045327A (en) | Ceramsite and preparation method and application thereof | |
FI65218B (en) | FOERFARANDE FOER ATT TILLVARATAGA CR203 UR EN KROMHALTIG LOESNING | |
KR20040068901A (en) | Method of Disposal of the Wasted Catalyst including Depleted Uranium | |
US4578260A (en) | Method for purifying diamond | |
WO1996011744A1 (en) | Process for reprocessing and utilizing boron trifluoride catalyst residues | |
US5276251A (en) | Process for treating organic phosphoric acids | |
RU2121895C1 (en) | Method of destroying and reusing paper banknotes | |
KR102101180B1 (en) | Treatment Method of Aluminum Dust using Oxidizing Agent and Solidifying Agent | |
JPS62233799A (en) | Method of solidifying and processing radioactive waste |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NF4A | Reinstatement of patent | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070320 |