СОСТАВ ДЛЯ ДЕМЕРКУРИЗАЦИИ ОБЪЕКТОВ, ПОРАЖЕННЫХ РТУТЬЮ Российский патент 2021 года по МПК C22B43/00 

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 H₂O₂ 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 (патент 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 неиспа-ряющуюся 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.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является состав для демеркуризации, содержащий бихромат калия, тиосульфат натрия, азотную кислоту и воду (патент РФ №2185413, кл. С09К 3/00, С22В 43/00). На объектах, пораженных ртутью, применением этого состава тоже достигается удаление ртути до определенной безвредной концентрации. Однако, как показала практика, при некоторых, определенных по видам сочетаний материалов демеркуризируемого объекта, данный состав уменьшает эффективность удаления ртути, а также оказывает на эти материалы коррозионное воздействие.

Техническим результатом, является:

- повышение эффективности удаления ртути с пораженных ею объектов;

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

- ослабление коррозионного воздействия демеркуризатора на материалы объекта;

- уменьшение времени демеркуризации объектов, пораженных ртутью.

Технический результат достигается тем, что состав для демеркуризации объектов, пораженных ртутью, содержащий бихромат калия и воду, дополнительно содержит мочевину и сульфат калия при следующем соотношении компонентов, в вес. %:

- сульфат калия - 0,35-0,45 -мочевина - 0,09-0,11 - бихромат калия - 0,002-0,004 - вода - остальное до 1 л.

Наличие в предлагаемом составе сульфата калия и бихромата калия, обладающих в совокупности сильными окислительными свойствами, позволяет повысить эффективность удаления ртути за счет более полного ее окисления, а наличие мочевины в указанном количестве создает прочные комплексы (восстановительный процесс) с ионами ртути (lgK_1.2=29,86; lgK_l.2.3=32,26; lgK_1.2.3.4=33,61).

Бихромат калия, в данной концентрации, одновременно служит и в качестве ингибитора коррозии, расширяя область применения состава на различные, пораженные ртутью, материалы (в т.ч. металлы, неметаллы) и их сочетания. Кроме того, данный подбор компонентов позволяет создавать 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 сульфат калия и, дополнительно, бихромат калия, в качестве комплексообразователя - мочевину. 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 в большинстве материалов; если их концентрация больше верхних границ - состав начинает проявлять коррозионную или деструктивную агрессивность.

Пример конкретного выполнения происходит следующим образом: Образцы демеркуризируемого материала (например, распространенные сплавы конструкционных металлов, железобетона, пластмассы, релина, линолеума, окрашенного дерева, пластиката, оргстекла, а также современные отделочные материалы), обработанные, для «жесткости» эксперимента, 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. %): сульфат калия - 0,35-0,45, мочевина - 0,09-0,11, бихромат калия - 0,002-0,004, вода - остальное. По истечении 1,5 (полутора) 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 102-м», обладает более высокой эффективностью, что обеспечивает увеличение удаления ртути с поверхностей демеркуризируемых объектов. Кроме того, однозначно зафиксирована меньшая коррозионная и деструктивная активность состава на поверхностях большинства металлических и неметаллических материалов (и их сочетаний) (таблица 1).

Таким образом заявлемое изобретение позволит:

- повысить эффективность очистки сложных объектов, пораженных ртутью;

- ослабить коррозионное воздействие демеркуризатора на материалы объекта;

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

- создать устойчивый эффект демеркуризации уже после однократной, 1,5 часовой, обработки пораженного ртутью объекта.

Эффективность удаления ртути (ПДК=0,00005 мГ/кв.см) и коррозионная активность (по ГОСТам) демеркуризирующих составов для различных конструкционных и отделочных материалов, наиболее часто встречающихся на демеркуризируемых объектах.

Изобретение относится к составу для демеркуризации объектов, пораженных 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. Состав для демеркуризации объектов, пораженных ртутью, содержит бихромат калия и воду, мочевину и сульфат калия при следующем соотношении компонентов, мас. %: сульфат калия 0,35-0,45, мочевина 0,09-0,11, бихромат калия 0,002-0,004, вода - остальное до 1 л. Обеспечивается повышение эффективности удаления ртути с пораженных ею объектов, расширение сферы применения и универсальность состава по отношению к объектам, состоящим из более широкого спектра разнородных конструкционных материалов, ослабление коррозионного воздействия демеркуризатора на материалы объекта, уменьшение времени демеркуризации объектов, пораженных ртутью. 1 табл.

Состав для демеркуризации объектов, пораженных ртутью, включающий бихромат калия и воду, отличающийся тем, что дополнительно содержит мочевину и сульфат калия при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Сульфат калия 0,35-0,45 Мочевина 0,09-0,11 Бихромат калия 0,002-0,004 Вода остальное до 1 л