RU2209103C1 - Способ уничтожения люизита - Google Patents

Способ уничтожения люизита Download PDF

Info

Publication number
RU2209103C1
RU2209103C1 RU2001131927A RU2001131927A RU2209103C1 RU 2209103 C1 RU2209103 C1 RU 2209103C1 RU 2001131927 A RU2001131927 A RU 2001131927A RU 2001131927 A RU2001131927 A RU 2001131927A RU 2209103 C1 RU2209103 C1 RU 2209103C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lewisite
arsenic
evaporation
sodium hydroxide
aso
Prior art date
Application number
RU2001131927A
Other languages
English (en)
Inventor
В.А. Петрунин
Ю.И. Баранов
В.М. Русанов
Б.А. Кузнецов
А.И. Торубаров
А.В. Сметанин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт органической химии и технологии"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт органической химии и технологии" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт органической химии и технологии"
Priority to RU2001131927A priority Critical patent/RU2209103C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2209103C1 publication Critical patent/RU2209103C1/ru

Links

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области химической технологии утилизации штатных боевых отравляющих веществ и может быть использовано для уничтожения запасов люизита в Российской Федерации. Предлагаемый способ основан на использовании для детоксикации люизита реакции разложения этого отравляющего вещества водным раствором гидроксида натрия с последующей переработкой образующейся суспензии мышьяксодержащего шлама в водно-щелочном растворе арсенита и хлорида натрия, завершающейся получением малотоксичного и пригодного для длительного хранения высушенного остатка солей Na3AsO3 и NaCl от упаривания-сушки указанной смеси, позволяющего извлекать из него по мере необходимости элементный мышьяк. Люизит подвергают взаимодействию с 0,1-10%-ным по массе избытком 20-40%-ного по массе водного раствора гидроксида натрия при 90o-110oС и атмосферном давлении с последующей переработкой реакционной массы упариванием - сушкой при 74o-125oС и давлении 0,1-0,6 атм в солевой остаток Na3AsO3 и NaCl, получаемый с помощью добавок 8,0-15,0 мас.% 1,1,2,2- тетрахлорэтана и 0,5-1,0 мас.% монтмориллонитовой глины. Реализация способа в промышленном масштабе позволит быстро и экологически безопасно ликвидировать запасы люизита в России.

Description

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к технологии утилизации штатных боевых отравляющих веществ (ОВ) и может быть использовано для уничтожения запасов люизита в Российской Федерации.
Известны три основных, технологически проработанных способа уничтожения (утилизации) люизита, предложенных в настоящее время для промышленного внедрения [1, 2, 3, 4]. Первый способ - это сплавление люизита с элементной серой (соотношение сера/люизит = 3) при 160÷180oC с последующим захоронением образующейся в ходе такой операции практически нерастворимой в воде полимерной массы, предварительно помещенной в бетонные блоки [1]. В случае реализации указанного процесса будет безвозвратно теряться ценное сырье для получения материалов электронной техники - элементный мышьяк, потребуются значительные затраты на организацию процесса захоронения продуктов детоксикации ОВ и строительство хранилища для них, создание которого безусловно приведет к увеличению неблагоприятной нагрузки на биосферу.
Второй способ уничтожения люизита - это разложение указанного ОВ аммиаком при высоких температурах (аммонолиз) с последующим выделением элементного мышьяка [2] . Аммонолиз люизита проводят в реакторе проточного типа с металлической шаровидной насадкой при температурах 500÷800oС, повышенном давлении и мольном соотношении люизит/аммиак, равным 1/(4,1-4,5). Предварительно указанное ОВ подвергают фильтрации для отделения мышьяксодержащего осадка (шлама), естественно образовавшегося при хранении. Выходящую из реактора парогазовую смесь направляют в скруббер с соляной кислотой для охлаждения, нейтрализации избытка аммиака и разделения газообразных (этилен, арсин, ацетилен, этан, хлористый винил и др.) и твердых (As(О), NH4Cl) продуктов процесса. Абгазы сжигают, а суспензию элементного мышьяка в солянокислом растворе хлористого аммония подвергают дальнейшей переработке с выделением указанных веществ в твердом виде. К недостаткам данного способа следует отнести необходимость использования операции фильтрации ОВ и применение высоких температур и давлений, что значительно понижает технологическую безопасность процесса в целом. Кроме того, при крупномасштабной реализации аммонолиза люизита потребуется организовать перевозки и хранение высокотоксичного и взрывоопасного аммиака и решить проблему утилизации больших количеств зараженного мышьяком хлористого аммония, представляющего собой трудноликвидируемый отход производства.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа данного изобретения, является способ уничтожения люизита посредством хлорирования указанного ОВ газообразным хлором [1, 3, 4].
Хлорирование люизита проводят при 110÷130oС в течение двух часов, используя 2÷8-кратный избыток хлора в сравнении со стехиометрически необходимым количеством этого реагента. Затем из полученной реакционной массы отгоняют на пленочном испарителе сложную смесь хлоруглеводородов, которую утилизируют отдельно. Кубовый остаток от названной операции подвергают двухступенчатой ректификации, выделяя 97%-ный трихлорид мышьяка. После дополнительной очистки этот продукт может быть переработан в металлический мышьяк.
Недостатками данного прототипа, исключающими применение вышеописанной технологии для уничтожения люизита в промышленном масштабе, являются неполная конверсия люизита, а также выделение и возможность накопления в качестве конечного продукта трихлорида мышьяка. Это соединение - прекурсор люизита и входит в список запрещенных химикатов 2В "Конвенции о запрещении разработки, производства, накопления и применения химического оружия и о его уничтожении". Кроме того, утилизация люизита хлорированием - процесс сложный и многостадийный, потребующий организации перевозок и хранения высокотоксичных хлора и трихлорида мышьяка и сопровождающийся образованием большого количества зараженных мышьяком органических отходов.
Целью изобретения является создание простого с точки зрения аппаратурно-конструктивного оформления, технологически и экологически безопасного периодического процесса утилизации люизита, способного обеспечить промышленное уничтожение всех запасов этого ОВ в Российской Федерации без транспортировки высокотоксичных исходных реагентов.
Сущность способа заключается в использовании для детоксикации люизита реакции разложения этого ОВ водным раствором гидроксида натрия с последующей переработкой образующейся реакционной массы (суспензия мышьяксодержащего шлама в водно-щелочном растворе арсенита и хлорида натрия), завершающейся получением малотоксичного и пригодного к длительному хранению высушенного остатка солей (Nа3АsО3 и NaCl) от упаривания-сушки указанной смеси, позволяющего извлекать из него по мере необходимости элементный мышьяк. Причем взаимодействие люизита с 0,1÷10,0%-ным избытком щелочи (по отношению к ОВ) проводят при 90÷110oС, атмосферном давлении и в среде азота, используя 20÷40%-ные водные растворы NaOH, с последующей переработкой реакционной массы упариванием-сушкой при 74-125oС и давлении 0,4-0,6 атм в солевой остаток Na3AsО3 и NaCl, получаемый с помощью добавок 8,0-15,0% 1,1,2,2-тетрахлорэтана и 0,5-1,0% монтмориллонитовой глины. Везде указаны массовые проценты.
Технология способа состоит в следующем. В реактор, снабженный мешалкой, термометром, обратным холодильником и рубашкой для обогрева, заливают водный раствор гидроксида натрия, к которому после продувки азотом подают дозирующим насосом при перемешивании и температуре 90÷110oС расчетное количество технического люизита (74 мас.% α-люизита, 8 мас.% β-люизита, 17 мас.% трихлорида мышьяка, 1 мас.% мышьяксодержащего шлама) в течение 35÷40 мин. Выделяющийся в процессе ацетилен направляют через обратный холодильник в колонну очистки абгазов от соединений мышьяка, орошаемую 20%-ным водным раствором гидроксида натрия, а затем разбавляют азотом и сбрасывают в атмосферу. Образовавшуюся в результате детоксикации люизита реакционную массу выдерживают при 100÷110oC в течение 30 мин, а потом охлаждают до комнатной температуры. После охлаждения содержимое реактора упаривают с помощью роторно-вакуумной сушилки с выделением высушенного солевого остатка (Na3AsО3 и NaCl) для длительного хранения.
Сведений об использовании для уничтожения запасов люизита реакции разложения этого ОВ водным раствором гидроксида натрия с последующей переработкой образующейся реакционной массы упариванием-сушкой в малотоксичный и пригодный для длительного хранения высушенный остаток солей (Na3AsО3 и NaCl) не имеется.
Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что предлагаемый способ отличается от известных использованием реакции разложения люизита водным раствором гидроксида натрия с последующей переработкой образующейся реакционной массы, завершающейся получением малотоксичного и пригодного к длительному хранению высушенного солевого остатка (Na3AsО3 и NaCl) от упаривания-сушки указанной смеси.
Пример 1.
В реактор, снабженный мешалкой, термометром, обратным холодильником и рубашкой для обогрева, заливают 548,7 кг 20%-ного водного раствора гидроксида натрия, к которому после продувки азотом подают дозирующим насосом при перемешивании и температуре 90÷110oC 100,0 кг технического люизита (74 мас.% α-люизита, 8 мас.% β-люизита, 17 мас.% трихлорида мышьяка, 1 мас.% мышьяксодержащего шлама) в течение 25-30 мин. Выделяющийся в процессе ацетилен направляют через обратный холодильник в колонну очистки абгазов от соединений мышьяка, орошаемую 20%-ным водным раствором гидроксида натрия, а затем разбавляют азотом и сбрасывают в атмосферу. Конверсия люизита - 100%. Образовавшуюся в результате детоксикации люизита реакционную массу выдерживают при 100÷110oC в течение 30 мин, а потом охлаждают до комнатной температуры. После охлаждения часть содержимого реактора (386,6 кг) подают в роторно-вакуумную сушилку, куда предварительно загружают 79,6 кг 1,1,2,2-тетрахлорэтана и 4,9 кг бентонита. Сначала из приготовленной эмульсии отгоняют при 74÷82oC, давлении 0,4÷0,6 атм и постоянно работающем роторе сушилки азеотроп тетрахлорэтан-вода, непрерывно подпитывая перерабатываемую смесь новыми порциями реакционной массы (суммарно - 248,4 кг). Полученный конденсат поступает в сепаратор жидкость-жидкость, в котором он расслаивается на два слоя при 35÷45oС. Верхний (водный) слой направляют на дегазацию следующей порции люизита, а нижний (органический) постоянно рециркулируют в роторно-вакуумную сушилку, способствуя тем самым более полному и быстрому удалению воды из реакционной массы.
По окончании упаривания воды в сушилке образуется суспензия солей (Na3AsО3 и NaCl) в 1,1,2,2-тетрахлорэтане, который в дальнейшем отгоняют при 100÷125oС, давлении 0,4÷0,6 атм и постоянно работающем роторе вышеназванного аппарата. В результате получают 175,4 кг высушенного, не склонного к агломерации солевого остатка, содержащего 50,24 мас.% Na3AsO3, 45,93 мас.% NaCl, 0,45 мас.% воды, 0,51 мас.% шлама, 0,1 мас.% тетрахлорэтана и 2,77 мас.% бентонита. Расход на 1 кг люизита 1,1,2,2-тетрахлорэтана составляет 0,0022 кг/кг, бентонита - 0,0137 кг/кг.
Таким образом, приведенные данные свидетельствуют, что утилизация люизита описанным способом осуществляется со 100%-ной конверсией исходного ОВ в широком диапазоне условий эксперимента, технологически и экологически безопасно и достаточно просто с точки зрения аппаратурно-конструктивного оформления. Предлагаемый способ может быть реализован в промышленности в отличие от выбранного прототипа, поскольку не приводит к образованию треххлористого мышьяка - прекурсора люизита и надежно обеспечивает 100%-ную конверсию вышеназванного ОВ. Кроме того, при крупномасштабной реализации щелочного гидролиза люизита с последующей переработкой образующейся реакционной массы упариванием-сушкой в малотоксичный и пригодный для длительного хранения высушенный остаток солей не потребуется как в случае уничтожения указанного ОВ хлорированием перевозить и хранить высокотоксичные исходные реагенты и решать проблему утилизации больших количеств зараженных мышьяком, трудноликвидируемых отходов производства.
Литература
1. Умяров И.А., Кузнецов Б.А., Кротович И.Н., Холстов В.И., Соловьев В. К. Методы уничтожения и утилизации запасов люизита и иприта. Российский химический журнал (Ж. Рос. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева), 1993, т. XXXVII, 3, с.25-29.
2. Патент РФ 2096057 (МКИ6 А 62 D 3/00) от 31.01.1994 г. (опубл. 20.11.1997г., Бюл. 32).
3. Федоров В.А., Ефремов А.А., Гринберг Е.Е., Жуков Э.Г., Баранов Ю.И., Кузнецов Б.А., Потепалов В.П., Холстов В.И. Проблемы получения мышьяка и его соединений особой чистоты на основе люизита. Российский химический журнал (Ж. Рос. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева), 1994, т. XXXVIII, 2, с.25-33.
4. Патент РФ 2054382 от 20.02.1996 г.

Claims (1)

  1. Способ уничтожения люизита, отличающийся тем, что люизит подвергают взаимодействию с 0,1-10,0%-ным по массе избытком 20-40%-ного по массе водного раствора гидроксида натрия при 90-110oС и атмосферном давлении с последующей переработкой реакционной массы упариванием-сушкой при 74-125oС и давлении 0,4-0,6 атм в солевой остаток Na3AsO3 и NaCl, получаемый с помощью добавок 8,0-15,0 мас. % 1,1,2,2-тетрахлорэтана и 0,5-1,0 мас.% монтмориллонитовой глины.
RU2001131927A 2001-11-27 2001-11-27 Способ уничтожения люизита RU2209103C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001131927A RU2209103C1 (ru) 2001-11-27 2001-11-27 Способ уничтожения люизита

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001131927A RU2209103C1 (ru) 2001-11-27 2001-11-27 Способ уничтожения люизита

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2209103C1 true RU2209103C1 (ru) 2003-07-27

Family

ID=29210983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001131927A RU2209103C1 (ru) 2001-11-27 2001-11-27 Способ уничтожения люизита

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2209103C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2396099C1 (ru) * 2009-02-05 2010-08-10 Федеральное государственное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт промышленной экологии" Способ переработки реакционных масс, образующихся при щелочном гидролизе люизита, в технические продукты
RU2397014C1 (ru) * 2009-02-12 2010-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт органической химии и технологии" (ФГУП "ГосНИИОХТ") Способ получения гранулированного арсенита натрия

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2553617B2 (de) * 1974-11-29 1978-06-01 Nichireki Chemical Industry Co., Ltd., Tokio Verfahren zur Aufbereitung von Schlämmen
DE3844084A1 (de) * 1988-12-28 1990-07-05 Lettko Herbert Aerochem Verfahren zum herstellen eines dekontaminationsmittels fuer mit chemischen kampfstoffen wie s-lost, n-lost, lewisit, organische phosphorsaeureester wie tabun, soman, sarin, vr und vx insbesondere chemisch verdickte kampfstoffe, kontaminierte fahrzeuge, geraete und waffen
RU2073543C1 (ru) * 1994-09-26 1997-02-20 Саратовское высшее военное инженерное училище химической защиты Способ утилизации иприта
RU2099116C1 (ru) * 1995-11-09 1997-12-20 Институт прикладной механики Уральского отделения РАН Способ переработки реакционных масс детоксикации люизита

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2553617B2 (de) * 1974-11-29 1978-06-01 Nichireki Chemical Industry Co., Ltd., Tokio Verfahren zur Aufbereitung von Schlämmen
DE3844084A1 (de) * 1988-12-28 1990-07-05 Lettko Herbert Aerochem Verfahren zum herstellen eines dekontaminationsmittels fuer mit chemischen kampfstoffen wie s-lost, n-lost, lewisit, organische phosphorsaeureester wie tabun, soman, sarin, vr und vx insbesondere chemisch verdickte kampfstoffe, kontaminierte fahrzeuge, geraete und waffen
RU2073543C1 (ru) * 1994-09-26 1997-02-20 Саратовское высшее военное инженерное училище химической защиты Способ утилизации иприта
RU2099116C1 (ru) * 1995-11-09 1997-12-20 Институт прикладной механики Уральского отделения РАН Способ переработки реакционных масс детоксикации люизита

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Российский химический журнал, т. ХХХVIII, №2, 1994, с.28. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2396099C1 (ru) * 2009-02-05 2010-08-10 Федеральное государственное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт промышленной экологии" Способ переработки реакционных масс, образующихся при щелочном гидролизе люизита, в технические продукты
RU2397014C1 (ru) * 2009-02-12 2010-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт органической химии и технологии" (ФГУП "ГосНИИОХТ") Способ получения гранулированного арсенита натрия

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4695447A (en) Destruction of inorganic hazardous wastes
US5709800A (en) Environmentally acceptable waste disposal by hydrothermal decomposition of labile compounds with nitrite
DE69702503T2 (de) Verfahren für warm und superkritische wasseroxidation von spezifischen reaktanden verwendenen materialien
CN1279623A (zh) 化学军火的销毁
Tang et al. Recovery of soluble chloride salts from the wastewater generated during the washing process of municipal solid wastes incineration fly ash
US6692720B1 (en) Method for producing sodium chloride crystals
RU2209103C1 (ru) Способ уничтожения люизита
US5837149A (en) Method for hot and supercritical water oxidation of material with addition of specific reactants
JP5134951B2 (ja) ヨウ素の回収方法
JP4624056B2 (ja) アルキレンカーボネートの連続的製造方法
EP1149861A1 (en) Method for recovering hydrogen chloride from chlorine based waste and use of recovered hydrogen chloride
EP0578622A1 (en) Process for the removal and the recovery of ammonia from liquid waste
RU2200602C1 (ru) СПОСОБ УНИЧТОЖЕНИЯ ЛЮИЗИТА (β-ХЛОРВИНИЛДИХЛОРАРСИН)
CN100347100C (zh) 尿素法水合肼含盐废水的处理方法
RU2091295C1 (ru) Способ получения концентрированного раствора хлорноватистой кислоты
US6010632A (en) Hydrothermal oxidation of organic compounds with heterogenous neutralizing reagent
RU2067126C1 (ru) Способ извлечения лития из литий-, алюминийсодержащих отходов
US4713232A (en) Process for the destruction of by-product tetranitromethane
WO2002081379A1 (en) Process for treating waste water containing a nitrous organic components
US4348372A (en) Process for the recovery of calcium chloride from calcium hypochlorite process effluents
JPH11514962A (ja) 炭酸水素ナトリウムを含む組成物、その製法及びその使用法
RU2371391C1 (ru) Способ получения элементного мышьяка из водных и водно-органических растворов мышьяксодержащих соединений
CN112279276B (zh) 一种工业副产钾盐农用无害化处理工艺
CN111410214B (zh) 一种利用工业副产物硫酸钠制备纯碱和硫磺的系统及方法
US5589037A (en) Method for removing tetranitromethane from nitric acid

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20101128