СОСТАВ ДЛЯ ДЕМЕРКУРИЗАЦИИ Российский патент 2004 года по МПК C09K3/00 C22B43/00 

Изобретение относится к составам, предназначенным для очистки от ртути различных объектов - жилых и административных помещений, учреждений здравоохранения, школ, дошкольных учреждений и т.п.

Как правило, очаги ртутного загрязнения возникают при нарушении правил обращения со ртутью, а также при разрушении (в результате неосторожного обращения) приборов и изделий, содержащих ртуть.

Очистка помещений от ртути осуществляется путем сбора и удаления конденсированной фазы ртути (капель, лужиц), с последующей обработкой очищаемых поверхностей химическими препаратами (демеркуризаторами) для перевода остаточной адсорбированной ртути в нетоксичные, малорастворимые соединения. Демеркуризация завершается промывкой очищаемых поверхностей, в процессе которой продукты реакции - соли ртути удаляются на обезвреживание.

Из предшествующего уровня техники известен состав для демеркуризации, включающий водный раствор хлорного железа. Продукты реакции ртути и демеркуризатора удаляют моющими растворами, см., Пугачевич П.П. Работа со ртутью в лабораторных условиях. - М.: Химия, 1972 г., с.305.

Известен также состав для очистки помещений от ртути на основе 5%-ного водного раствора перекиси водорода, см. а.с. СССР №266727, М.кл. С 22 В 43/00, 1968 г.

Однако указанные составы недостаточно эффективны, т.к. их применение не обеспечивает снижение концентрации паров ртути в воздухе помещений до предельно допустимой концентрации (ПДК) - 0,0003 мг/м³.

Ближайшим аналогом изобретения является состав для демеркуризации помещений на основе растворов сульфата меди и иодида калия, см. патент RU №2081198, М.кл. С 22 В 43/00, 1997 г.

Особенностью этого состава является то, что его активные компоненты образуются непосредственно на очищаемых поверхностях при последовательном распылении сначала раствора медного купороса, а затем раствора иодида калия, которые вступают во взаимодействие со ртутью с образованием окрашенных комплексных соединений.

Такая обработка проводится многократно до достижения ПДК паров ртути в воздухе до 0,0003 мг/м³ с промежуточным применением моющих растворов для удаления продуктов демеркуризации и заключительной обработкой водным раствором тиосульфата натрия.

Недостатком указанного аналога является значительная трудоемкость процесса, сложность создания на обрабатываемой поверхности слоя смеси демеркуризатора с необходимой концентрацией компонентов, а также токсичность и агрессивность образующегося при реакции газообразного йода, который образует трудноудаляемый бурый налет на всех поверхностях помещения, вызывает коррозию металлических изделий, негативно воздействует на приборы и аппаратуру. В связи с этим область применения данного демеркуризующего состава ограничена.

Кроме того, общим недостатком упомянутых аналогов является высокий окислительный потенциал используемых реагентов, например, для подкисленного раствора перекиси водорода его значение составляет 1,77В. Это обуславливает образование на поверхности ртути оксидной пленки, затрудняющей протекание реакций образования ртутных соединений.

Задачей, решаемой изобретением, является обеспечение протекания реакции окисления ртути до образования малорастворимого соединения НgI₂ без образования оксидной пленки, препятствующей более полному протеканию реакции.

Решение указанной задачи обеспечивается тем, что состав для демеркуризации объектов, загрязненных ртутью, содержащий водный раствор демеркуризатора, согласно изобретению дополнительно содержит ПАВ - оксиэтилированный спирт, а в качестве демеркуризатора - водный раствор иодида меди, при следующем содержании компонентов, мас.%: водный раствор иодида меди - не более 20; оксиэтилированный спирт - не менее 5; вода - остальное.

Техническим результатом от использования изобретения является повышение эффективности демеркуризации помещений при одновременном снижении агрессивности используемых препаратов по отношению к материалам, конструкциям, приборам, оборудованию.

Состав для демеркуризации объектов, загрязненных ртутью, включает водный раствор иодида меди - не более 20 мас.%, представляющий собой равновесную систему ионов меди и иодид ионов с окислительным потенциалом, равным 0,86В. Такое значение потенциала обеспечивает окисление ртути из состояния Нg⁰ в состояние Нg² с Е=0,85В с разницей потенциалов, составляющей 0,01В. Вследствие малой разницы в значениях потенциалов (0,01В) реакция окисления ртути протекает без образования на ее поверхности оксидной пленки, состоящей из неустойчивых соединений ртути. В результате реакции в объеме слоя смеси образуется малорастворимое соединение HgI₂ красного цвета, окраска которого позволяет определять участки, загрязненные ртутью, и своевременно и точно их удалять.

Значение концентрации иодида меди - не более 20 мас.% в водном растворе обусловлено тем, что при большей концентрации расход реагента резко возрастает без заметного повышения эффективности демеркуризации; при меньшей концентрации - значительно снижается эффективность окисления ртути.

Оксиэтилированный спирт (выпускается в Росси под маркой - Дс₁₀) в данном составе является стабилизатором эмульсии и поверхностно-активным веществом, снижающим поверхностное натяжение и улучшающим смачиваемость, а также способствует лучшему удалению продуктов демеркуризации. Значение концентрации оксиэтилированного спирта - не менее 5 мас.% в водном растворе обусловлено тем, что при большей или меньшей концентрации снижается эффективность стабилизации образующейся эмульсии.

Предложенный состав позволяет снижать содержание ртути на поверхности и в воздухе до 3×10^-5 мг/м³, т.е. до 0,1 ПДК (ПДК=0,0003 мг/м³), что соответствует нормальному фону помещения.

После обработки демеркуризаторами очищаемые поверхности целесообразно промывать 5%-ным раствором натриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты. Этот раствор является хорошим комплексообразователем с ионами Нg и Сu, в виде высокоустойчивых соединений хорошо растворимых в воде.

Состав для демеркуризации действует следующим образом.

При нанесении демеркуризирующего состава на поверхности, загрязненные ртутью, состав растекается и смачивает поверхность, проникая во все микронеровности, щели, зазоры, оттесняя загрязнения с адсорбированной ртутью от поверхности в слой расплава, где образующиеся дисперсии стабилизируются с образованием эмульсии. При этом ртуть вступает в химическую реакцию с иодидом меди с образованием малорастворимой устойчивой формы ртути в виде НgI₂ красного цвета.

Последующая обработка поверхностей 5%-ным раствором натриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты обеспечивает надежное удаление продуктов демеркуризации с обрабатываемых поверхностей за счет образования с ионами Нg и Сu высокоустойчивых комплексных соединений, хорошо растворимых в воде.

Экспериментально установлено, что минимально необходимое время для диспергирования загрязнений составляет не менее 15 мин, при этом время протекания реакции образования НgI₂ составляет не менее 8 часов.

Результаты проверки эффективности предложенного состава в бытовых и производственных помещениях приведены в примерах 1-3.

Пример 1.

На поверхность (линолеум, кафель), загрязненную ртутью, наносят демеркуризационный состав, представляющий собой смесь 20%-ного раствора иодида меди и 5%-ный раствор оксиэтилированного спирта (моноалкиловый эфир полиэтиленгликоля СnН_2n+1О(С₂Н₄O)m, где n = 16-18; m=21, тщательно обрабатывая щели, дефекты поверхности. Время воздействия состава 8 часов. После этого поверхность промывают 5%-ным раствором натриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты.

Производственная проверка эффективности демеркуризации посредством указанного состава, выполненная в помещении поликлиники ФНПР (Москва, Ленинский проспект д.37), показала, что использование препарата обеспечивает приведение санитарно-экологического состояния помещения (по содержанию ртути) в соответствие установленным нормам.

Пример 2.

На поверхность (ковролин), загрязненную ртутью наносят раствор иодида меди и 8%-ного раствора оксиэтилированного спирта (моноалкиловый эфир полиэтиленгликоля C_nH_2n+1O(C₂H₄O)m, где n = 16-18; m = 21). Время воздействия - 12 часов. После этого поверхность промывают бытовыми ковроочистителями.

Производственная проверка этого состава, проведенная при демеркуризации помещений ТИК “Интероптика”, позволила установить, что применение препарата обеспечивает снижение содержания паров ртути в воздухе помещений до ПДК (ПДК=0,0003 мг/м³).

Пример 3.

В целях устранения ртутного загрязнения, выявленного в медицинских и стоматологических отделениях школ (№№118, 322, 1748), выполнена демеркуризация с помощью состава, представляющего собой смесь 18%-ного раствора иодида меди и 5%-ного раствора оксиэтилированного спирта. Время воздействия - 10 часов. После этого поверхность промывали 5%-ным раствором этилендиаминтетрауксусной кислоты. Контрольное обследование, выполненное органами Госсанэпидемнадзора, показало, что содержание паров ртути в воздухе помещений, прошедших демеркуризацию, не превышало ПДК.

Таким образом, предложенный состав может быть с успехом применен для демеркуризации объектов, загрязненных ртутью, включая жилые и производственные помещения.

Изобретение относится к составам, предназначенным для очистки от ртути различных объектов - жилых и административных помещений, учреждений здравоохранения, школ, дошкольных учреждений и т.п. Состав для демеркуризации объектов, загрязненных ртутью, содержит водный раствор демеркуризатора и ПАВ. В качестве демеркуризатора состав содержит водный раствор иодида меди и в качестве ПАВ оксиэтилированный спирт при следующем содержании компонентов, мас.%: водный раствор иодида меди - не более 20; оксиэтилированный спирт - не менее 5; вода - остальное; обеспечивается повышение эффективности демеркуризации помещений при одновременном снижении агрессивности используемых препаратов по отношению к материалам конструкций, приборов и оборудования.

Состав для демеркуризации объектов, загрязненных ртутью, содержащий водный раствор демеркуризатора, отличающийся тем, что он дополнительно содержит ПАВ оксиэтилированный спирт, а в качестве демеркуризатора водный раствор иодида меди при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Водный раствор иодида меди Не более 20%

Оксиэтилированный спирт Не менее 5%

Вода Остальное