RU2656488C1 - Способ утилизации отходов политетрафторэтилена - Google Patents

Способ утилизации отходов политетрафторэтилена Download PDF

Info

Publication number
RU2656488C1
RU2656488C1 RU2017115705A RU2017115705A RU2656488C1 RU 2656488 C1 RU2656488 C1 RU 2656488C1 RU 2017115705 A RU2017115705 A RU 2017115705A RU 2017115705 A RU2017115705 A RU 2017115705A RU 2656488 C1 RU2656488 C1 RU 2656488C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
waste
ptfe
mixture
oxide
briquettes
Prior art date
Application number
RU2017115705A
Other languages
English (en)
Inventor
Любовь Александровна Бохоева
Виталий Евдокимович Рогов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Байкальский научный центр прочности"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Байкальский научный центр прочности" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Байкальский научный центр прочности"
Priority to RU2017115705A priority Critical patent/RU2656488C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2656488C1 publication Critical patent/RU2656488C1/ru

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/12Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of plastics, e.g. rubber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J11/00Recovery or working-up of waste materials
    • C08J11/04Recovery or working-up of waste materials of polymers
    • C08J11/10Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
    • C08J11/16Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with inorganic material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Изобретение относится к химической технологии, а именно к переработке промышленных отходов. Способ утилизации отходов политетрафторэтилена включает измельчение отходов ПТФЭ, смешение их с оксидом кальция или оксидом магния, причем отходы ПТФЭ измельчают до фракции менее 2,0 мм и смешивают с одним из оксидов, предварительно измельченным до фракции менее 0,4 мм, при весовом соотношении отходы : оксид, равном 1:1,5-2, затем смесь прессуют в брикеты при давлении от 400-600 кг/см2 и нагревают. Нагрев брикетов, изготовленных из смеси отходов ПТФЭ и оксида кальция при весовом соотношении 1:1,5, ведут до 390-410°С, нагрев брикетов, изготовленных из смеси отходов ПТФЭ и оксида магния в соотношении 1:2, ведут до 420-450°С. Способ позволяет окислить отходы ПТФЭ при более низкой температуре путем связывания образующихся газообразных продуктов разложения в твердые природные соединения. 2 з.п. ф-лы.

Description

Изобретение относится к химической технологии, а именно к переработке промышленных отходов. Предлагаемый способ предполагает глубокое окисление твердых отходов политетрафторэтилена (ПТФЭ, фторопласт-4, тефлон). Накопленное гигантское количество отходов с их химической стойкостью к агрессивным средам наряду с длительным временем деструкции в природе приводит к губительному воздействию на окружающую среду. Наиболее проблемными в этом плане являются отходы самого инертного, термостойкого и химически стойкого полимера, не перерабатывающегося стандартными способами переработки - политетрафторэтилена. Расплав ПТФЭ, вплоть до температуры термического разложения (425°С), имеет очень высокую вязкость, что наряду с нерастворимостью затрудняет переработку этого полимера в изделия по стандартным технологиям [Паншин Ю.Ф., Малкевич С.Г., Дунаевская Ц.С. Фторопласты - Л.: Химия. - 1978. - 232 с.]. Отсутствие способов получения фторопластовых изделий сложной конфигурации в нужный размер приводит к необходимости применять механическую обработку заготовок. В результате чего образующиеся отходы в виде стружки, не разлагающейся в естественных условиях, составляют более 40% от объема мирового производства ПТФЭ [www.figovsky.iri-as.org/science/scien_01_newtecnol.pdf]. В то же время его производство постоянно растет, что обусловлено его уникальными свойствами и широким применением в современной технике [Виллемсон А.Л. Современное состояние и перспективы мирового рынка фторполимеров // Международные новости в мире пластмасс - 2008 - №11 - С. 20-23].
Известен способ [Бекер С., Дерре Р. и др. Безопасное уничтожение высокотоксичных веществ. Российский химический журнал. Т. XXXVII. - М.: Наука, 1993, № 3, с. 29-33], по которому предварительно органические отходы смешивают с СаО (не менее 30% мас.) с последующим сжиганием при температуре выше 1200°С.
К недостаткам способа можно отнести высокую температуру при значительном выделении пылевидной сажи, оксида азота и оксида углерода.
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.
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.
Известны способы получения вторичного 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.
Однако количество образующихся и уже накопленных отходов ПТФЭ значительно превышает потенциальный спрос на мелкодисперсный фторопласт, что ограничивает возможности переработки большого количества отходов ПТФЭ.
Имеется также способ [Патент РФ №2497846], позволяющий окислять органические отходы ПТФЭ при температуре незначительно выше температуры расплава полимера в воздушной атмосфере с образованием твердых веществ. Данный способ утилизации отходов ПТФЭ осуществляется путем нагревания до 400°С спрессованных при давлении 500-600 кг/см2 брикетов из смеси измельченных отходов фторопласта (частицы менее 0,2 мм) с оксидом свинца при весовом соотношении =1:(0,8-1,0). Процесс утилизации достаточно простой по технологии и протекает при низких температурах. Однако данный способ не соответствует экологической доктрине РФ, поскольку осуществляет перевод вредных фторсодержащих отходов в токсичные свинецсодержащие соединения.
Наиболее близким к предлагаемому способу 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.
К недостаткам способа-прототипа следует отнести большой расход оксидов, использование воды или органических растворителей при смешивании компонентов, достаточно высокую температуру проведения процесса, значительно выше температуры деструкции.
Известно [Внутских Ж.А. Взаимодействие политетрафторэтилена с оксидами и гидроксидами щелочноземельных металлов. - Химия в интересах устойчивого развития. - 2001. - №9. - С. 718-728; Внутских Ж.А. Взаимодействие политетрафторэтилена с оксидами и гидроксидами щелочноземельных металлов. - Автореферат дис. канд. хим. наук. - Пермь: 2000. 28 с.], что при нагреве смеси ПТФЭ с оксидами кальция (СаО) или магния (MgO) наблюдается процесс снижения температуры начала деструкции полимера с выделением продуктов термического разложения, которые взаимодействуют с неорганическими оксидами. Наибольшее снижение начала температуры деструкции полимера наблюдается для оксида кальция. Деструкция ПТФЭ в смеси с оксидом кальция наблюдается на 60°С раньше, чем в смеси с оксидом магния. Процесс взаимодействия неорганических реагентов MgO и СаО с продуктами термического разложения полимера относится к гетерогенным реакциям газ + твердое тело.
Предлагаемый способ позволяет окислить отходы ПТФЭ с целью их утилизации при более низкой температуре путем связывания образующихся газообразных продуктов разложения в твердые природные соединения.
Предлагается способ утилизации отходов ПТФЭ, включающий их смешение с соединениями щелочноземельных металлов и нагревание, в качестве соединений щелочноземельных металлов используют оксиды кальция или магния, органические отходы и оксиды щелочноземельных металлов предварительно измельчают и смешивают в соотношении отходы ПТФЭ вещество оксид металла 1:(1,5-2,0), затем прессуют в брикеты при давлении от 400-600 кг/см2 и нагревают.
Отношение количества оксидов щелочноземельных металлов к количеству органического вещества подбирали таким образом, чтобы все содержащееся в органическом веществе количество галогена и углерода могло связаться с образованием галогенида и углекислого газа.
Практическое осуществление предлагаемого способа иллюстрируют следующие примеры.
Пример 1. Навеску из отходов ПТФЭ массой 100 г, измельченную до фракции менее 2,0 мм, смешивают с порошком оксида кальция массой 150 г, предварительно измельченного до фракции менее 0,4 мм, в смесителе с вращающимися ножами в течение 30-40 с. Смешение компонентов проводится в сухую. Полученную массу прессуют при удельном давлении 400-500 кг/см2 и нагревают до 390-410°С в печи на воздухе со скоростью 7-10°С/мин. После нагревания брикет представляет собой белую твердую спекшуюся массу, состоящую из фторида кальция.
Пример 2. Эксперимент проводят аналогично примеру 1, с тем отличием, что смешение проводят с оксидом магния массой 200 г и прессование проводят при удельном давлении 500-600 кг/см2 и нагревают до 420-450°С. После нагревания брикет представляет собой белую твердую спекшуюся массу, состоящую из фторида магния.
Изобретение упрощает и удешевляет технологический процесс утилизации ПТФЭ и позволяет получать порошки фторида кальция, которые могут использоваться в качестве флюсов, при формировании легкоплавких шлаков или фторида магния, для дальнейшего использования при получении искусственной слюды или асбеста.

Claims (3)

1. Способ утилизации отходов политетрафторэтилена, включающий измельчение отходов ПТФЭ, смешение их с оксидом кальция или оксидом магния и нагревание, отличающийся тем, что отходы ПТФЭ измельчают до фракции менее 2,0 мм и смешивают с одним из оксидов, предварительно измельченным до фракции менее 0,4 мм, при весовом соотношении отходы : оксид, равном 1:1,5-2, затем смесь прессуют в брикеты при давлении от 400-600 кг/см2 и нагревают.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагрев брикетов, изготовленных из смеси отходов ПТФЭ и оксида кальция при весовом соотношении 1:1,5, ведут до 390-410°С.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагрев брикетов, изготовленных из смеси отходов ПТФЭ и оксида магния в соотношении 1:2, ведут до 420-450°С.
RU2017115705A 2017-05-03 2017-05-03 Способ утилизации отходов политетрафторэтилена RU2656488C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017115705A RU2656488C1 (ru) 2017-05-03 2017-05-03 Способ утилизации отходов политетрафторэтилена

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017115705A RU2656488C1 (ru) 2017-05-03 2017-05-03 Способ утилизации отходов политетрафторэтилена

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2656488C1 true RU2656488C1 (ru) 2018-06-05

Family

ID=62560341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017115705A RU2656488C1 (ru) 2017-05-03 2017-05-03 Способ утилизации отходов политетрафторэтилена

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2656488C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022043655A1 (en) * 2020-08-26 2022-03-03 Ucl Business Ltd Production of inorganic salts

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3832411A (en) * 1971-02-02 1974-08-27 Liquid Nitrogen Processing Method for the depolymerization of polytetrafluoroethylene
RU2100702C1 (ru) * 1996-02-23 1997-12-27 Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН Способ уничтожения органических отходов
RU2133196C1 (ru) * 1998-03-11 1999-07-20 Уминский Анатолий Аркадьевич Способ утилизации отходов фторопластов и получения преимущественно тонкодисперсного порошка и устройство для его осуществления
RU2497846C1 (ru) * 2012-04-24 2013-11-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук (БИП СО РАН) Способ утилизации отходов политетрафторэтилена

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3832411A (en) * 1971-02-02 1974-08-27 Liquid Nitrogen Processing Method for the depolymerization of polytetrafluoroethylene
RU2100702C1 (ru) * 1996-02-23 1997-12-27 Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН Способ уничтожения органических отходов
RU2133196C1 (ru) * 1998-03-11 1999-07-20 Уминский Анатолий Аркадьевич Способ утилизации отходов фторопластов и получения преимущественно тонкодисперсного порошка и устройство для его осуществления
RU2497846C1 (ru) * 2012-04-24 2013-11-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук (БИП СО РАН) Способ утилизации отходов политетрафторэтилена

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022043655A1 (en) * 2020-08-26 2022-03-03 Ucl Business Ltd Production of inorganic salts

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2592891C2 (ru) Способ обработки отходов
CA1302084C (en) Solid fuel composition from waste products
JP7204156B2 (ja) 高塩素冶金廃材及び焼却飛灰の事前脱塩素-焼結処理プロセス
JPS59210210A (ja) ハロゲン含有物質の分解方法
AT509593A4 (de) Verfahren zum aufarbeiten von organischen abfallstoffen
RU2656488C1 (ru) Способ утилизации отходов политетрафторэтилена
RU2497846C1 (ru) Способ утилизации отходов политетрафторэтилена
JP2020077625A (ja) 被覆電線の処理方法
JPH02500021A (ja) 炭化水素廃棄物と硫酸廃棄物及び/又は酸性の硫酸誘導体廃棄物との同時処理方法
JP5378036B2 (ja) 焼却灰の溶融処理方法と溶融処理設備
RU2100702C1 (ru) Способ уничтожения органических отходов
CN1533295A (zh) 危险物质的处理方法
JP2008273749A (ja) 人工骨材とその製造方法
JPS6310698A (ja) 固形燃料組成物ならびに有害廃棄物を無害化する方法
JP4393915B2 (ja) 亜鉛、鉛および塩素を含む物質の処理方法
JP2009262067A (ja) 焼却残渣の焙焼処理方法
KR102246061B1 (ko) 고순도 산화알루미늄의 제조 방법 및 이의 제조 방법으로 제조된 고순도 산화알루미늄
JP2010131521A (ja) 廃棄物の処理方法
JP4819376B2 (ja) フッ素系樹脂含有物の処理方法
JPH11118130A (ja) ポリ塩化ビニル樹脂を含むごみの焼却方法
RU2602568C1 (ru) Дымовой пиротехнический состав
RU2502922C2 (ru) Способ утилизации хлорорганических отходов
JP2004306012A (ja) 重金属を含む土壌の処理方法
JP2023165575A (ja) ポリテトラフルオロエチレンの新しい分解方法
JP2005138049A (ja) 処理焼却灰の無害化処理方法、ゼオライト様生成品並びに処理焼却灰の無害化処理装置

Legal Events

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

Effective date: 20190504