СОСТАВ 102а ДЛЯ ДЕМЕРКУРИЗАЦИИ ОБЪЕКТОВ, ПОРАЖЕННЫХ РТУТЬЮ, И СПОСОБ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ Российский патент 2006 года по МПК C22B43/00 C09K3/00 

Предлагаемое изобретение относится к методам очистки объектов, пораженных в процессе эксплуатации тяжелыми металлами, в данном случае ртутью, и может быть использовано для очистки от ртути (демеркуризации) различных объектов: предприятий, производящих или применяющих ртуть и ртутные приборы, транспортных средств, медицинских организаций, школ и дошкольных учреждений, а также жилых помещений. Кроме того, оно может быть полезным при решении ряда других экологических и санитарно-гигиенических вопросов, связанных с охраной труда и окружающей среды.

Известен состав для очистки от ртути (демеркуризации), применяемый в способе очистки помещений от металлической ртути, содержащий перекись водорода Н₂O₂ и воду (а.с. №266727, СССР).

На объектах, пораженных ртутью, применением этого способа и состава достигается, по мнению авторов, необходимый эффект снижения концентрации паров ртути повторной обработкой указанным составом через 24 часа.

Недостатками названного состава является то, что:

- применение перекиси водорода (H₂O₂) лишь создает защитные окисные пленки на каплях ртути, которые, как оказывается, разрушаются сероводородом и другими "кислыми" парами, вследствие чего увеличивается испарение ртути с поверхности ее капель, сводя эффект демеркуризации к нулю;

- состав имеет малую эффективность удаления ртути и сильно корродирует некоторые материалы;

- необходима повторная обработка предлагаемым составом, которая увеличивает во времени процесс демеркуризации (минимум до 24 часов).

Известен, кроме того, состав для демеркуризации, содержащий тиосульфат натрия (ТН), этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЭДТА) и воду (пат. США №2774736, кл. 252-192).

На объектах, пораженных ртутью, применением этого состава, по мнению авторов, достигается удаление ртути до определенной безвредной концентрации.

Недостатком состава является то, что его действие направлено, в основном, не на удаление ртути, а на ее, по сути, временное обезвреживание ("перевод в неиспаряющуюся форму"), т. е. нет эффективного удаления ртути.

Следующим недостатком является то, что он не универсален, с точки зрения коррозии, по отношению к некоторым материалам и их сочетаниям.

Недостатком можно считать и то, что обработка демеркуризируемого объекта проводится в течение длительного времени (состав оставляется на ночь), а также с периодичностью каждые две недели. Кроме того, компоненты состава "ТН" и "ЭДТА" достаточно дорогостоящи.

Известен также состав, водный раствор которого в 1 литре содержит 1 г перманганата калия и 5 мл соляной кислоты (П.П.Пугачевич. «Работа со ртутью в лабораторных и производственных условиях», М., изд. «Химия», 1972, с.304). Применением этого состава пылевидные и очень мелкие капельки ртути превращаются в каломель, а более крупные капли покрываются пленкой хлорида ртути (I). Однако эффект демеркуризации оказывается нестойким: первоначально, через 1 час, концентрация паров ртути снижается на 40-50%, затем, через некоторое время, концентрация паров ртути снова возрастает и приходится проводить обработку данным раствором периодически.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является состав для демеркуризации объектов, пораженных ртутью, содержащий бихромат калия, тиосульфат натрия, азотную кислоту и воду и способ его применения (патент РФ №2185413, кл. С 09 К 3/00, С 22 В 43/00).

На объектах, пораженных ртутью, применением этого состава тоже достигается удаление ртути до определенной безвредной концентрации.

Заявляемое изобретение направлено на разработку составов для демеркуризации, лишенных указанных выше недостатков.

Техническим результатом, по сравнению с прототипом, является:

- повышение эффективности удаления ртути с пораженных ею объектов;

- расширение сферы применения (универсальность) состава по отношению к объектам, состоящим из более разнородных конструкционных материалов;

- ослабление коррозионного воздействия демеркуризатора на материалы объекта;

- экономичность данного состава.

Технический результат достигается тем, что состав для демеркуризации объектов, пораженных ртутью, содержащий тиосульфат натрия, азотную кислоту и воду, дополнительно содержит перманганат калия при следующем соотношении компонентов, в вес.%:

перманганат калия- 0,12-0,52тиосульфат натрия- 4-6азотная кислота- 0,5-1,5вода- остальное

Способ демеркуризации объектов, пораженных ртутью, включает в себя обработку пораженного ртутью объекта составом, содержащим тиосульфат натрия, азотную кислоту и воду, в течение 2 часов, с дальнейшей промывкой водой, при этом обработку проводят составом, дополнительно содержащим перманганат калия в указанном количестве.

Замена в предлагаемом составе бихромата на перманганат калия и изменение коцентрации азотной кислоты, обладающих в совокупности сильными окислительными свойствами, позволяет повысить эффективность удаления ртути за счет более полного ее окисления.

Присутствие в составе тиосульфата натрия в указанном количестве создает сильные комплексы с ионами ртути (lgK_1,2=29,86; lgK_1,2,3=32,26; lgK_1,2,3,4=33,61).

И тиосульфат натрия, и перманганат калия одновременно служат также и в качестве ингибиторов коррозии, расширяя область применения состава на различные, пораженные ртутью материалы (особенно, металлы) и их сочетания.

Кроме того, данный подбор компонентов позволяет создавать более устойчивый эффект демеркуризации уже после однократной обработки пораженного ртутью объекта.

Для экспериментальной проверки заявляемого состава было подготовлено 6 смесей ингредиентов, 4 из которых показали оптимальные результаты.

В качестве окислителя использовали перманганат калия и, дополнительно, азотную кислоту, в качестве комплексообразователя - тиосульфат натрия. Смеси получали последовательным растворением компонентов в воде при нормальных условиях. Было установлено, что если концентрация компонентов в составе меньше указанных нижних границ, наблюдается снижение эффективности удаления ртути; если их концентрация больше верхних границ - состав начинает проявлять коррозионную агрессивность.

Пример.

Образцы демеркуризируемого материала (например, распространенные сплавы конструкционных металлов, железобетона, пластмассы, релина, линолеума, окрашенного дерева, пластиката, оргстекла), обработанные в течение 45 суток ртутью, промывают дистиллированной водой. Затем стандартным методом определяют содержание ртути на образцах до демеркуризации. Далее образцы погружают в 1 литр раствора демеркуризатора со следующим соотношением ингредиентов (в вес.%): перманганат калия - 0,12-0,52, тиосульфат натрия - 4-6, азотная кислота - 0,5-1,5, вода - остальное. По истечении 2-х часов образцы вынимают из раствора, промывают водой и тем же стандартным методом определяют содержание ртути или фиксируют ее отсутствие.

Из лабораторных экспериментов и результатов применения на реальных объектах следует, что предлагаемый состав для демеркуризации, названный нами "Состав 102а", обладает более высокой эффективностью, что обеспечивает увеличение удаления ртути с поверхностей демеркуризируемых объектов.

Использование заявляемого изобретения, по сравнению с прототипом, позволит:

- повысить качество (степень) очистки объектов, пораженных ртутью;

- расширить область применения (универсальность) состава по отношению к объектам, состоящим из разнородных конструкционных материалов;

- ослабить коррозионное воздействие демеркуризатора на материалы объекта;

- создать устойчивый эффект демеркуризации уже после однократной обработки пораженного ртутью объекта;

- повысить экономичность за счет удешевления компонентов состава.

Изобретение относится к демеркуризации объектов. Предложен состав для демеркуризации объектов, пораженных ртутью. Он содержит тиосульфат натрия и воду, при этом он дополнительно содержит перманганат калия и азотную кислоту при следующем соотношении компонентов, в вес.%: - перманганат калия - 0,52-0,12, - тиосульфат натрия - 4-6, - азотная кислота - 0,5-1,5, - вода - остальное. Способ демеркуризации объектов, пораженных ртутью, заключается в обработке вышеуказанным составом в течение 2 часов с дальнейшей промывкой водой. Техническим результатом группы изобретений является то, что она позволяет свести концентрацию ртути и ее паров до ПДК и ниже, без коррозионных и токсических эффектов, создать устойчивый эффект демеркуризации уже после однократной обработки пораженного ртутью объекта. 2 н. п. ф-лы.

1. Состав для демеркуризации объектов, пораженных ртутью, содержащий тиосульфат натрия, азотную кислоту и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит парманганат калия при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Перманганат калия0,12-0,52Тиосульфат натрия4-6Азотная кислота0,5-1,5ВодаОстальное

Перманганат калия0,12-0,52Тиосульфат натрия4-6Азотная кислота0,5-1,5ВодаОстальное