RU2497846C1

RU2497846C1 - Method of recycling polytetrafluoroethylene wastes

Info

Publication number: RU2497846C1
Application number: RU2012116804/04A
Authority: RU
Inventors: Виталий Евдокимович Рогов; Галина Дашиевна Цыренова
Priority date: 2012-04-24
Filing date: 2012-04-24
Publication date: 2013-11-10

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention relates to complete oxidation of polytetrafluoroethylene and specifically to a method of recycling polytetrafluoroethylene (PTFE) wastes. The method of recycling PTFE wastes involves grinding PTFE wastes to particle size smaller than 0.2 mm, mixing with an oxidising agent and heating. The oxidising agent used is lead oxide in weight ratio of 1:(0.8-1.0). The mixture is pressed into briquettes at pressure of 500-600 kg/cm² and heated to 400°C.

EFFECT: simple and cheap process of recycling PTFE and obtaining lead fluoride powder which can be used as a solid lubricant in powder metallurgy.

1 cl

Description

Изобретение относится к химической технологии, а именно к переработке промышленных отходов. Предлагаемый способ касается глубокого окисления твердых отходов политетрафторэтилена (ПТФЭ). Проблема утилизации промышленных отходов ПТФЭ весьма актуальна, так как при механической обработке изделий из фторопластовых заготовок образуется значительное количество стружки, не разлагающейся в естественных условиях.The invention relates to chemical technology, namely to the processing of industrial waste. The proposed method relates to the deep oxidation of solid waste polytetrafluoroethylene (PTFE). The problem of the utilization of PTFE industrial waste is very urgent, since during the mechanical processing of products from fluoroplastic preforms a significant amount of shavings is formed that does not decompose in natural conditions.

Известен способ [Бекер С., Дерре Р. и др. Безопасное уничтожение высокотоксичных веществ. Российский химический журнал. Т. XXXVII. - М.: Наука, 1993, N 3, С.29-33] согласно которому перед уничтожением органические отходы смешивают с CaO (не менее 30% мае.), а затем сжигают при температуре выше 1200°С. К недостаткам способа можно отнести высокую температуру при значительном выделении пылевидной сажи и оксида углерода.The known method [Becker S., Derre R. and others. Safe destruction of highly toxic substances. Russian chemical journal. T. XXXVII. - M .: Nauka, 1993, N 3, C.29-33] according to which before disposal, organic waste is mixed with CaO (at least 30% in May.), And then burned at temperatures above 1200 ° C. The disadvantages of the method include high temperature with significant emission of dusty soot and carbon monoxide.

Известен способ [Энциклопедия полимеров. /Под редакцией Кабанова В.А. - М.: Советская энциклопедия, 1977, Т. 3.] сжигания отходов в псевдоожиженном слое промежуточного неактивного носителя. Отходы, в том числе и пластмассовые, содержащие хлор, серу, измельчают и смешивают с соединениями кальция, а затем сжигают в печи. По данному способу уничтожение отходов протекает также при высокой температуре, что приводит к образованию оксидов азота и диоксинов. Кроме того, не происходит связывания галогенов и двуокиси углерода из газовой фазы.The known method [Encyclopedia of polymers. / Edited by Kabanov V.A. - M .: Soviet Encyclopedia, 1977, T. 3.] waste incineration in the fluidized bed of an inactive intermediate carrier. Waste, including plastic, containing chlorine, sulfur, is crushed and mixed with calcium compounds, and then burned in an oven. In this method, waste disposal also occurs at high temperatures, which leads to the formation of nitrogen oxides and dioxins. In addition, there is no binding of halogens and carbon dioxide from the gas phase.

Известен способ [Штарке Л. Использование промышленных и бытовых отходов пластмасс.- Л.: Химия, 1987, С.39-48.] сжигания органических отходов, содержащих галогены, путем обработки их в ванне с расплавленной солью, через которую пропускают кислородсодержащий газ. Расплавленная соль содержит щелочноземельный металл и галогенид щелочноземельного металла. Образующийся при сгорании отходов галоген реагирует с металлом, в результате чего в расплаве накапливается галогенид щелочноземельного металла. К недостаткам способа-прототипа следует отнести высокую температуру проведения процесса (выше 750°С), высокую коррозионную активность расплава, а также использование относительно дорогого щелочноземельного металла для связывания галогенов.The known method [Starke L. Use of industrial and household waste plastics .- L .: Chemistry, 1987, C.39-48.] Burning organic waste containing halogens by treating them in a bath with molten salt through which an oxygen-containing gas is passed. The molten salt contains an alkaline earth metal and an alkaline earth metal halide. The halogen generated during waste combustion reacts with the metal, as a result of which the alkaline-earth metal halide accumulates in the melt. The disadvantages of the prototype method include the high temperature of the process (above 750 ° C), high corrosivity of the melt, and the use of relatively expensive alkaline earth metal for binding halogens.

Известны способы получения низкомолекулярного мелкодисперсного фторопласта из отходов ПТФЭ [пат. РФ №2133196, пат. РФ №2100376, пат. РФ №2035308, пат. США №5432259, пат. США №3832411], которые нашли применение в качестве антифрикционных добавок к смазочным композициям.Known methods for producing low molecular weight finely divided fluoroplastic from PTFE waste [US Pat. RF №2133196, US Pat. RF №2100376, US Pat. RF №2035308, US Pat. US No. 5432259, US Pat. US No. 3832411], which have found application as anti-friction additives to lubricating compositions.

Однако количество образующихся и уже накопленных отходов ПТФЭ значительно превышает потенциальный спрос на мелкодисперсный фторопласт, что ограничивает возможности переработки большого количества отходов ПТФЭ.However, the amount of generated and already accumulated PTFE wastes significantly exceeds the potential demand for finely dispersed fluoroplastic, which limits the possibility of processing a large amount of PTFE wastes.

Наиболее близким к предлагаемому является способ [патент РФ №2100702] уничтожения органических отходов, в том числе твердых полимерных материалов и политетрафторэтилена, путем их нагревания в измельченном виде в смеси с оксидами или гидроксидами кальция, магния, бария до температуры 600°С.Closest to the proposed method is [RF patent No. 2100702] for the destruction of organic waste, including solid polymeric materials and polytetrafluoroethylene, by heating it in a crushed form in a mixture with oxides or hydroxides of calcium, magnesium, barium to a temperature of 600 ° C.

К недостаткам способа-прототипа следует отнести большой расход оксидов, высокую температуру проведения процесса, значительно выше температуры деструкции.The disadvantages of the prototype method include a large consumption of oxides, a high temperature of the process, much higher than the temperature of destruction.

Предлагаемый способ позволяет окислить отходы ПТФЭ, с целью их утилизации при низкой температуре без образования токсичных веществ путем связывания образующихся газообразных продуктов разложения в твердое вещество, которое может найти применение в качестве сухой смазки в порошковой металлургии.The proposed method allows to oxidize the waste of PTFE, with the aim of their disposal at low temperature without the formation of toxic substances by binding the resulting gaseous decomposition products into a solid substance, which can be used as a dry lubricant in powder metallurgy.

Предлагается способ утилизации отходов ПТФЭ, путем нагревания до 400°C спрессованных при давлении 500-600 кг/см² брикетов, из смеси измельченных отходов фторопласта (до частиц менее 0,2 мм) с оксидом свинца при весовом соотношении = 1:(0,8-1,0). Окисление ПТФЭ протекает в интервале температур 350-400°C с образованием фторида свинца и углекислого газа.A method for the disposal of PTFE waste by heating briquettes compressed to a pressure of 500-600 kg / cm ² from a mixture of crushed fluoroplastic waste (to particles less than 0.2 mm) with lead oxide at a weight ratio of 1: (0, 8-1.0). The oxidation of PTFE proceeds in the temperature range 350-400 ° C with the formation of lead fluoride and carbon dioxide.

Выбор весового соотношения 1:(0,8-1,0) обусловлен, тем, что получаемые при прессовании брикеты при большей степени наполнения рассыпаются, то есть не сохраняют свою форму. В случае же использования порошковой смеси в том же соотношении без прессования в брикеты процесс окисления ПТФЭ на наблюдается.The choice of the weight ratio 1: (0.8-1.0) is due to the fact that the briquettes obtained by pressing with a greater degree of filling crumble, that is, do not retain their shape. In the case of using a powder mixture in the same ratio without pressing into briquettes, the PTFE oxidation process is not observed.

Практическое осуществление предлагаемого способа иллюстрирует следующий пример.The practical implementation of the proposed method is illustrated by the following example.

Пример. Навеску из отходов политетрафторэтилена (ПТФЭ) измельченную до фракции менее 0,2 мм и массой 100 г. смешивают с порошком оксида свинца (ГОСТ 9199-77) массой 90 г в смесителе с вращающимися ножами в течение 40 сек. Смешение компонентов проводится в сухую. Полученную массу помещают в пресс-форму и прессуют при удельном давлении 500-600 кГ/см². Полученный брикет вынимают из пресс-формы и нагревают до 380°C в печи на воздухе со скоростью 5-7°C/мин. После нагревания брикет представляет собой бесформенную пористую массу, состоящую из фторида свинца, которая легко перерабатывается в порошок.Example. A sample of polytetrafluoroethylene (PTFE) wastes, crushed to a fraction of less than 0.2 mm and weighing 100 g, is mixed with lead oxide powder (GOST 9199-77) weighing 90 g in a mixer with rotating knives for 40 seconds. The components are mixed dry. The resulting mass is placed in the mold and pressed at a specific pressure of 500-600 kg / cm ² . The resulting briquette is removed from the mold and heated to 380 ° C in an oven in air at a rate of 5-7 ° C / min. After heating, the briquette is a shapeless porous mass consisting of lead fluoride, which is easily processed into powder.

Изобретение позволяет упростить и удешевить технологический процесс утилизации ПТФЭ и получать порошок фторида свинца, который может использоваться в дальнейшем в качестве твердой смазки в порошковой металлургии.EFFECT: invention allows to simplify and reduce the cost of the PTFE utilization process and to obtain lead fluoride powder, which can be used in the future as a solid lubricant in powder metallurgy.

Claims

A method for the disposal of polytetrafluoroethylene waste, including grinding PTFE waste to particles less than 0.2 mm, mixing them with an oxidizing agent and heating, characterized in that lead oxide is used as an oxidizing agent in a weight ratio of 1: (0.8-1.0), the mixture is pressed into briquettes at a pressure of 500-600 kg / cm ² and heated to 400 ° C.