СПОСОБ ДЕТОКСИКАЦИИ ФРАГМЕНТОВ РАЗРУШЕННЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ ЛЮИЗИТОМ И ПРОДУКТАМИ ЕГО ПРЕВРАЩЕНИЙ Российский патент 2007 года по МПК B09B3/00 

Описание патента на изобретение RU2299100C2

Согласно "Конвенции о запрещении разработки, производства, накопления и применения химического оружия и о его уничтожении" от 13 января 1993 г. каждая страна-участница международного договора, в том числе Россия, должна уничтожить все объекты по производству химического оружия и обеспечить санацию промышленных площадок.

Предлагаемое изобретение относится к области уничтожения химического оружия, в частности к детоксикации загрязненных отравляющими веществами (ОВ) строительных элементов цехов производства люизита.

В процессе производства люизита элементы строительных материалов цехов оказались существенно загрязненными люизитом и продуктами его превращения.

В связи с этим разработка способов, обеспечивающих эффективную детоксикацию загрязненных люизитом строительных конструкций цехов, является весьма актуальной проблемой.

Известен способ детоксикации строительных элементов цехов производства люизита методом щелочного гидролиза, заключающийся в обработке этих элементов 20-процентной натровой щелочью (NaOH) при температуре 90-100°С (Программа ТАСИС по подготовке и обеззараживанию бывшего производства ХО и окружающей территории на ОАО Caprolactam, №4, август 2001). При этом происходит полная детоксикация люизита и продуктов его превращения с образованием неорганической соли - арсенита натрия, хорошо растворимого в воде. Для извлечения из строительных элементов (в основном силикатных кирпичей) арсенита натрия, являющегося ядом первого класса опасности, предварительно измельченный кирпич многократно промывается теплой водой. Промывная вода в свою очередь подвергается детоксикации путем осаждения мышьяка в виде труднорастворимой соли. Последняя направляется на захоронение на полигон мышьяксодержащих отходов. В очищенной таким образом воде содержание мышьяка и люизита должно быть ≤ПДК в воде (ПДКAs=0,01 мг/л, а ПДКлюизита=0,0002 мг/л). Фрагменты строительных конструкций зданий по этой технологии должны быть отмыты от мышьяка и люизита до уровня ПДК в почве (2 мг/кг). После чего они отправляются в отвал.

Процесс уничтожения зараженных люизитом и продуктами его превращений производственных цехов включает следующие стадии:

1. обработка стен и других частей здания водой с целью уменьшения пылеобразования в процессе разрушения;

2. разрушение строительных конструкций цеха;

3. дробление и сортировка фрагментов строительных материалов;

4. обработка материалов, полученных в п.3 водным раствором натровой щелочи;

5. промывка обработанных щелочью дробленых материалов водой с целью очистки последних от растворимых форм мышьяка (арсенита натрия);

6. обработка промывных вод реагентами для получения труднорастворимых соединений мышьяка;

7. отделение от водной массы осадка и направление его на полигон для захоронения мышьяксодержащих отходов;

8. вода может быть направлена частично на приготовление щелочного раствора;

9. измельченные и дезактивированные фрагменты строительных материалов отправляются в отвал при условии, что содержание в них люизита и мышьяка не превышает норм ПДК в почве. Если содержание мышьяка и люизита превышает значение ПДК, то обработку строительного материала повторяют до достижения этой величины.

Существенными недостатками прототипа являются:

1. Способ детоксикации фрагментов строительных материалов, загрязненных люизитом и продуктами его превращения - протекает в две стадии (стадия обработки строительных фрагментов раствором натровой щелочи и стадия обработки водного раствора арсенита натрия с целью получения труднорастворимого соединения мышьяка). Стадия отмывки кирпича, загрязненного мышьяком до уровня ПДК в почве, является сложной, многостадийной и для сильнозагрязненных фрагментов труднодостижимой.

2. Процесс щелочной обработки реализуется при температуре 90-100°С.

3. Труднорастворимые соединения мышьяка, образующиеся при обработке промывных вод реагентами, подлежат захоронению на специальном полигоне для мышьяксодержащих отходов.

4. Фрагменты строительных конструкций прошедших стадию детоксикации не полежат утилизации и должны быть направлены в отвал согласно классу опасности этих отходов.

5. Относительно высокая стоимость реализации рассматриваемого способа детоксикации старых цехов по производству люизита. Особенно высоки затраты на создание специализированного полигона для захоронения мышьяксодержащих отходов.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности процесса детоксикации люизита и его продуктов превращения, а также сокращение материальных затрат на его реализацию.

Поставленная цель достигается тем, что детоксикацию фрагментов строительных материалов в соответствии с предлагаемым изобретением осуществляют в отличие от прототипа следующим образом.

Раздробленный до определенных размеров строительный материал, в основном силикатный кирпич, пропитывается гидроокисью кальция (известковым молоком) или водной вытяжкой из порошкообразного цемента, проявляющих щелочную реакцию рН≥10. При этом люизит и его продукты превращения переходят в нерастворимый арсенит кальция, удерживаемый во фрагментах строительных материалов (кирпича) в местах сосредоточения отравляющих веществ, теряя при этом физиологическую активность. Обработанный таким образом строительный материал (силикатный кирпич) смешивается с обычным строительным цементным раствором, представляющим смесь цемента с песком и водой. Полученную смесь фрагментов строительных материалов с цементным раствором направляют в форму и дают системе превратиться в твердую массу. Полученное изделие используется по назначению.

Таким образом, проведение детоксикации путем обработки фрагментов строительных изделий гидроокисью кальция (известковым молоком) или водной вытяжкой из порошкообразного цемента с рН≥10 с последующим цементированием полученной массы и получением твердых блоков заданной формы являются существенными признаками предлагаемого изобретения, обеспечивающими эффективную детоксикацию и снятие физиологической активности люизита и его продуктов превращения путем перевода их в неорганическую нерастворимую форму - арсенит кальция.

Эти признаки неизвестны в открытых источниках научно-технической информации и являются новыми.

Предлагаемое изобретение осуществляют следующим образом.

Часть здания цеха по производству люизита перед разрушением с помощью распылителя (душевой) установки умеренно орошается насыщенным раствором гидроксида кальция или водной вытяжкой из цементного порошка. Растворы имеют рН≥10. Эта мера имеет двойное назначение: 1 - для уменьшения пылеобразования в процессе разрушения конструкций и 2 - для детоксикации наружных слоев здания, с наибольшей вероятностью загрязненных люизитом и продуктами его превращения. Далее осуществляется механическое разрушение обработанной указанным способом части здания, дробление фрагментов строительных материалов до фракции ≤20 мм при одновременном умеренном орошении тем же раствором. Затем размолотый строительный материал смешивается с цементным раствором. Смесь состоит из следующих частей по объему: 1 часть строительного материала, 3-6 частей песка, 1 часть цемента и вода в количестве, достаточном для создания кашицеобразной массы. Полученную хорошо перемешанную смесь вносят в форму и выдерживают до образования устойчивой твердой массы. Масса по своим токсикологическим характеристикам относится к 5-му классу опасности и может быть в виде изделий (например, блоков, плит) использоваться по целевому назначению.

Изделия контролируются на содержание люизита по методике [1] и на содержание водорастворимых соединений мышьяка по методике [2].

Ниже приведены примеры конкретного осуществления предлагаемого изобретения.

Пример 1.

Берут 3 кг усредненной пробы фрагментов кирпичной стены одного из корпусов по производству люизита. По результатам анализов (проведенных в аккредитованном лабораторном центре НИИХимии) содержание люизита в нем не обнаружено, содержание оксида люизита составляет 230 мг/кг и содержание мышьяка общего 10000 мг/кг. Оксид люизита хотя и является нелетучим соединением, однако обладает физиологической активностью кожно-нарывного действия подобно люизиту.

Предварительно фрагменты кирпичной кладки пропитывают насыщенным раствором гидроксида кальция (известковым молоком). Высушивают в течение суток на воздухе, затем пропитывают известковым раствором вторично и проводят мокрый размол до частиц размером ≤20 мм. Далее 1 часть (по массе) размолотого кирпича смешивают с 3 частями песка и 1 частью цемента. Смесь разводят водой до кашицеобразного состояния, хорошо перемешивают и оставляют смесь до полного затвердевания на воздухе (полное схватывание цемента составляет 28 суток). По окончании процесса созревания смеси часть цементного блока используют для приготовления водной вытяжки и анализируют ее на содержание мышьяка и оксида люизита.

В аналогичных условиях готовится водная вытяжка из исходного кирпича, взятого на приготовление цементного блока.

Результаты приведены в табл.1.

Таблица 1Содержание соединений мышьяка в кирпиче (проба №1), обработанном известковым молоком, и цементном блоке.Наименование показателя (проба №1)Содержание, мг/кгКирпичЦементный блокВодная вытяжкаиз кирпичаиз цементного блокаОксид люизита2300,050,070<0,0001Мышьяк общий1000020501300<0,01

Пример 2.

3 кг усредненной пробы кирпича, взятой из фрагментов кирпичной кладки одного из корпусов, поливают из распылителя водной вытяжкой из цементного порошка. Высушивают пробу кирпича и вновь поливают до полной пропитки. Размалывают до кусков размером не более 10-20 мм, загружают в смеситель, добавляют 3 части по массе речного песка, 1 часть цемента и воду, перемешивают, помещают смесь в форму и дают образцу созреть. Исходный кирпич, цементный блок и водную вытяжку из них анализируют на содержание мышьяка общего и оксида люизита. Результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2Содержание соединений мышьяка в кирпиче (проба №2), обработанном водной вытяжкой из цементного порошка, и в цементном блоке.Наименование показателя (проба №2)Содержание, мг/кгКирпичЦементный блокВодная вытяжкаиз кирпичаиз цементного блокаОксид люизита140<0,050,060<0,0001Мышьяк680012501200<0,01

Пример 3.

Кирпич, содержащий 8,4 мг/кг оксида люизита и 1320 мг/кг мышьяка общего, искусственно загрязнили люизитом. Для этого в кирпич массой 3 кг внесли 4,8 мг люизита. Далее кирпич обрабатывали, как в примерах 1, 2. Результаты анализа приведены в таблице 3.

Таблица 3Содержание соединений мышьяка в кирпиче с добавленным в него люизитом (проба №3), обработанном, как в примерах 1 и 2, и в цементном блоке.Наименование показателя (проба №3)Содержание, мг/кгКирпичЦементный блокВодная вытяжкаиз кирпичаиз цементного блокаЛюизит1,6<0,050,004<0,0001Оксид люизита8,4<0,050,05<0,0001Мышьяк общий132033064<0,01

Расчетным методом и испытанием получаемых цементных блоков, включающих детоксицированные фрагменты строительных материалов (силикатного кирпича), ранее загрязненных люизитом, с использованием живых организмов, установили класс токсической опасности. Класс опасности водной вытяжки из цементных блоков отвечает пятому классу.

Из примеров 1-3 следует вывод, что предлагаемый способ детоксикации строительных материалов, зараженных люизитом, заключающийся в обработке указанных материалов (силикатного кирпича) водной вытяжкой из цементного порошка или известковым молоком с рН≥10 с последующим цементированием фрагментов строительных материалов, позволяет получать нетоксичные или практически малотоксичные цементные блоки, характеризующиеся пятым классом токсической опасности. В водных вытяжках из цементных блоков концентрация мышьяксодержащих компонентов ниже ПДК, допустимой для воды.

Источники информации

1. Рекомендация Р2/6-99 "Методика выполнения измерения массовой концентрации люизита в пробах бетонных покрытий газохроматографическим методом". М., 1999.

2. А.А.Немодрук. Аналитическая химия мышьяка. М., 1976, стр.59.

Похожие патенты RU2299100C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ДЕТОКСИКАЦИИ ОТХОДОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ ЛЮИЗИТОМ И ПРОДУКТАМИ ЕГО ПРЕВРАЩЕНИЙ 2009
  • Зорин Аркадий Данилович
  • Занозина Валентина Федоровна
  • Каратаев Евгений Николаевич
  • Швецов Станислав Михайлович
  • Никонов Алексей Алексеевич
  • Катышев Александр Владимирович
  • Корнев Виктор Матвеевич
RU2460596C2
СПОСОБ СНОСА И ЗАХОРОНЕНИЯ ЗДАНИЙ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ ТОКСИЧНЫМИ И ОТРАВЛЯЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ, И ПОТОЧНАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2009
  • Мязин Виктор Петрович
  • Шестернев Дмитрий Михайлович
  • Размахнин Константин Константинович
  • Олевский Игорь Леонидович
  • Мязин Алексей Викторович
RU2393310C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТНОГО МЫШЬЯКА И ХЛОРИДА НАТРИЯ ИЗ ПРОДУКТОВ ЩЕЛОЧНОГО ГИДРОЛИЗА ЛЮИЗИТА 2009
  • Демахин Анатолий Григорьевич
  • Кузнецов Николай Николаевич
  • Олискевич Владимир Владимирович
  • Мишин Владимир Николаевич
  • Швейкин Всеволод Александрович
RU2412734C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТНОГО МЫШЬЯКА ИЗ ВОДНЫХ И ВОДНО-ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРОВ МЫШЬЯКСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ 2008
  • Шелученко Владислав Викторович
  • Уткин Антон Юрьевич
  • Корольков Максим Владимирович
  • Павличенко Владимир Федорович
  • Макарочкина Светлана Михайловна
RU2371391C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ АРСЕНИТА НАТРИЯ ГИДРОЛИЗНОГО В ТОВАРНУЮ ПРОДУКЦИЮ 2012
  • Ченцов Александр Михайлович
RU2513846C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПРОДУКТОВ ДЕТОКСИКАЦИИ ЛЮИЗИТА 2001
  • Демахин А.Г.
  • Севостьянов В.П.
  • Радюшкин Ю.Г.
RU2198707C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ РЕАКЦИОННЫХ МАСС, ОБРАЗУЮЩИХСЯ В ПРОЦЕССЕ ДЕТОКСИКАЦИИ ЛЮИЗИТА 2001
  • Демахин А.Г.
  • Севостьянов В.П.
  • Косенко С.И.
  • Радюшкин Ю.Г.
  • Капашин В.П.
  • Наливайко Александр Иванович
  • Капируля Владимир Михайлович
  • Демьянов А.Л.
RU2192297C1
СПОСОБ ВЫВЕДЕНИЯ СОЕДИНЕНИЙ МЫШЬЯКА (V) ИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РАСТВОРОВ 2013
  • Ченцов Александр Михайлович
RU2574449C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНТИСЕПТИЧЕСКОГО ПРЕПАРАТА ИЗ МЫШЬЯКСОДЕРЖАЩИХ ПРОДУКТОВ, ПОЛУЧЕННЫХ ПРИ УНИЧТОЖЕНИИ ЛЮИЗИТА 2009
  • Курсков Святослав Николаевич
  • Чупис Владимир Николаевич
  • Растегаев Олег Юрьевич
RU2414347C1
СПОСОБ УНИЧТОЖЕНИЯ ЛЮИЗИТА 2001
  • Петрунин В.А.
  • Баранов Ю.И.
  • Русанов В.М.
  • Кузнецов Б.А.
  • Торубаров А.И.
  • Сметанин А.В.
RU2209103C1

Реферат патента 2007 года СПОСОБ ДЕТОКСИКАЦИИ ФРАГМЕНТОВ РАЗРУШЕННЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ ЛЮИЗИТОМ И ПРОДУКТАМИ ЕГО ПРЕВРАЩЕНИЙ

Изобретение относится к области уничтожения химического оружия, в частности к детоксикации загрязненных люизитом бывших объектов производств отравляющего вещества - люизита. Способ заключается в дроблении строительных материалов и их обработке реагентами. Перед разрушением часть здания с помощью распылителя умеренно орошается насыщенным раствором гидроксида кальция или водной вытяжкой из цементного порошка с рН≥10, обеспечивающими перевод люизита и его продуктов превращения в физиологически неактивную, нерастворимую и нелетучую форму, не опасную для окружающей природной среды. При этом дробление строительных материалов осуществляют до фракции ≤20 мм при одновременном умеренном орошении тем же раствором. В дальнейшем их смешивают с цементным раствором в соотношении 1 части строительного материала, 3-6 частей песка, 1 часть цемента и вода в количестве, достаточном для создания кашицеобразной массы, и полученную, хорошо перемешанную смесь вносят в форму и выдерживают до образования устойчивой твердой массы, пригодной для получения изделий, используемых по назначению. Изобретение позволяет повысить эффективность процесса детоксикации люизита и его продуктов превращения, а также сократить материальные затраты на его реализацию. 3 табл.

Формула изобретения RU 2 299 100 C2

Способ детоксикции фрагментов строительных материалов цехов, загрязненных люизитом и продуктами его превращения, заключающийся в дроблении строительных материалов и их обработке реагентами, отличающийся тем, что перед разрушением часть здания с помощью распылителя умеренно орошается насыщенным раствором гидроксида кальция или водной вытяжкой из цементного порошка с рН≥10, обеспечивающим перевод люизита и его продуктов превращения в физиологически неактивную, нерастворимую и нелетучую форму, не опасную для окружающей природной среды, при этом дробление строительных материалов осуществляют до фракции ≤20 мм при одновременном умеренном орошении тем же раствором, которые в дальнейшем смешивают с цементным раствором в соотношении 1 часть строительного материала, 3-6 частей песка, 1 часть цемента и вода в количестве, достаточном для создания кашицеобразной массы, и полученную хорошо перемешанную смесь вносят в форму и выдерживают до образования устойчивой твердой массы, пригодной для получения изделий, используемых по назначению.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2007 года RU2299100C2

Программа ТАСИС по подготовке и обеззараживанию бывшего производства ХО и окружающей территории на ОАО Caprolactam, N4, август 2001
СПОСОБ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ИПРИТА, ЛЮИЗИТА И ИХ СМЕСЕЙ 1992
  • Ларина А.Н.
  • Плотникова Г.Д.
  • Белолипецкая Л.А.
RU2071799C1
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ОТРАВЛЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ГРУППЫ ЛЮИЗИТА, ИПРИТА И ИХ СМЕСЕЙ 1994
  • Адамов А.В.
  • Радюшкин Ю.Г.
  • Мысник Л.В.
  • Филимонов С.А.
RU2073542C1
СПОСОБ УНИЧТОЖЕНИЯ ЛЮИЗИТА 1994
  • Кунцевич А.Д.
  • Железнов И.Г.
  • Зорин А.Д.
  • Каратаев Е.Н.
  • Климов К.Н.
  • Кутьин А.М.
  • Лазукин В.Ф.
  • Гатилов М.Ю.
  • Новоторов Ю.Н.
  • Кочергин А.И.
RU2096057C1
СПОСОБ УНИЧТОЖЕНИЯ ЛЮИЗИТА 1996
  • Циновой Ю.Н.
  • Зорин А.Д.
  • Климов К.Н.
  • Кутьин А.М.
  • Турчин А.В.
RU2106168C1
КОМПЛЕКС ПО ПЕРЕРАБОТКЕ И ОБЕЗВРЕЖИВАНИЮ ОТХОДОВ 1999
  • Чиж Р.Ф.
  • Чумаков А.Н.
  • Дегтярев В.В.
  • Попов А.Н.
RU2162380C1
СПОСОБ ВЫВЕДЕНИЯ БОЛЬНЫХ В ПОЛОЖЕНИЕ ОБЛУЧЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1998
  • Астрахан Б.В.
RU2182503C2
DE 3622242 А1, 14.01.1988
US 5545799 А, 13.08.1996
WO 9637264 A, 28.11.1996.

RU 2 299 100 C2

Авторы

Зорин Аркадий Данилович

Занозина Валентина Федоровна

Каратаев Евгений Николаевич

Швецов Станислав Михайлович

Корнев Виктор Матвеевич

Цариковский Игорь Витальевич

Даты

2007-05-20Публикация

2004-12-21Подача