Способ уничтожения хлорорганических отходов

 

Изобретение относится к безопасным способам уничтожения производственных отходов. Сущность изобретения: в способе уничтожения хлорорганических отходов, включающем изготовление взрывчатой смеси, содержащей хлорорганический отход и нейтрализующую добавку, и детонацию, взрывчатая смесь является конденсированным взрывчатым веществом, дополнительно содержащим промышленное взрывчатое вещество, а в качестве нейтрализующей добавки используют нитрат щелочного металла, или кальция, или нафталят натрия, при этом соотношение хлорорганического отхода и нейтрализующей добавки принимают равным 1:2. Техническая задача заключается в уничтожении хлорорганических отходов таким образом, что они полностью разлагаются, опасные продукты разложения полностью нейтрализуются, а новые опасные хлорсодержащие продукты не образуются. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к безопасным способам уничтожения производственных отходов и может быть использовано при производстве взрывных работ в горнодобывающей промышленности и строительстве.

Известен способ сжигания хлорорганических отходов, включающий их термическое разложение в фурменной зоне доменной печи в смеси с дутьем при следующем соотношении: 3000 мг отходов на 1 м³ дутья - патент России №2119125, F 23 G 7/04, 1998 г.

Недостатки известного способа состоят в следующем.

При его реализации в атмосферный воздух вместе с доменным газом выбрасывается высокотоксичное вещество - трихлорид железа. Кроме того, требуется постоянный контроль за соотношением массы подаваемого в фурменную зону доменной печи утилизируемого хлорорганического вещества и объема дутья, а также за содержанием хлора и хлорида водорода в доменном газе.

Указанные недостатки устранены в прототипе - способе уничтожения химбоеприпасов, включающем изготовление взрывчатой смеси с галогенорганическим отходом и нейтрализующей добавкой, и детонацию - патент РФ №2071800, 1997 г.

Однако прототип имеет следующие недостатки.

Известный способ может быть реализован только в специальной взрывозащитной и герметичной стальной камере, снабженной столом-тележкой и газопроводной магистралью; взрыв осуществляется в замкнутом объеме камеры, в результате чего образующиеся продукты длительное время находятся практически при постоянном давлении и температуре, что не исключает, вследствие протекания реакций диссоциации, образования новых высокотоксичных веществ.

В связи с этим, технической задачей, решаемой изобретением, является создание такого способа уничтожения хлорорганических отходов, при котором хлорорганические отходы полностью разлагаются, опасные продукты разложения полностью нейтрализуются, а новые опасные хлорсодержащие продукты не образуются.

Эта задача решается так, что в способе уничтожения хлорорганических отходов, включающем изготовление взрывчатой смеси, содержащей хлорорганический отход и нейтрализующую добавку, и детонацию, взрывчатая смесь является конденсированным, т.е. твердым или жидким взрывчатым веществом (ВВ), дополнительно содержащим промышленное взрывчатое вещество, а в качестве нейтрализующей добавки используют нитрат щелочного металла, или кальция, или нафталят натрия, при этом соотношение хлорорганического отхода и нейтрализующей добавки принимают равным 1:2.

В одном из частных исполнений способа в качестве промышленного взрывчатого вещества используют индивидуальные (тротил, гексаген, октоген и др.) взрывчатые вещества или их смеси, в том числе и с аммиачной селитрой, или водосодержащие (акватолы) взрывчатые вещества, или эмульсионные, например, порэлиты, взрывчатые вещества.

Рассмотрим процессы, протекающие при реализации данного способа.

При инициировании взрыва конденсированного ВВ, размещенного в горной выработке, например скважине, по нему начинает распространяться с высокой скоростью (3,5-5,5)·10³ м/с детонационная волна, в зоне химического превращения которой при давлении (4-9)·10³ МПа и температуре (2,5-3,5)·10³С° происходит интенсивное разложение промышленного ВВ, хлорорганического отхода и нейтрализующей добавки.

Образующиеся при разложении хлорорганического отхода хлорид водорода HСl и свободный хлор Сl₂ вступают в химическую реакцию с оксидами щелочных металлов ₂О, Na₂O, CaO, являющимися продуктами разложения нейтрализующей добавки, с образованием стойких к температуре твердых солей хлоридов щелочных металлов (КСl, NaCl, СаСl₂). Так как тепловая энергия продуктов детонации конденсированного ВВ трансформируется в механическую работу по дроблению и перемещению горной массы, то это приводит к резкому снижению давления и температуры - эффекту "закалки", при котором протекание вторичных реакций между продуктами детонации с образованием новых опасных хлорсодержащих веществ исключается. Этому способствует и то обстоятельство, что время от начала инициирования конденсированного ВВ, размещенного в скважине, до завершения механической работы по дроблению и перемещению горной породы, составляет 10-15 мс. Причем введение в смесь ВВ нафталята натрия дает эффект частичной нейтрализации тетрахлордибензопарадиоксина, содержащегося в хлорорганических отходах уже на стадии изготовления смеси ВВ.

Для экспериментальной проверки способа в объемном смесителе гравитационного типа были изготовлены опытные образцы конденсированного ВВ, в котором соотношение хлорорганического отхода и нейтрализующей добавки составляло 1:2; 1:1,5 и 1:2,5. В качестве промышленного ВВ применялся гекфол, хлорорганического отхода - ″совтол-10", а нейтрализующей добавки - нитрат натрия (NаNО₃).

Образцы взрывались на полигоне в стальных трубах, под металлическим колпаком, оборудованным дренажно-предохранительным клапаном и вентилем для отбора газообразных продуктов взрыва.

Диагностика наличия в продуктах взрыва хлорида водорода и хлора проводилось методом газовой хроматографии, а твердого хлорида и оксида натрия - методом жидкостной хроматографии (смывы с осколков стальных труб и колпака). Полнота детонации (детонационная способность) заряда конденсированного ВВ оценивалась по характеру разрушения труб.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Данные таблицы показывают, что в примере №1 при соотношении хлорорганического отхода и нейтрализующей добавки 1:2 в продуктах взрыва полностью отсутствует хлорид водорода и хлор.

В примере №2 при соотношении хлорорганического отхода и нейтрализующей добавки 1:5 в продуктах взрыва остается свободный хлорид водорода.

В примере №3 при соотношении хлорорганического отхода и нейтрализующей добавки 1:2,5 в продуктах взрыва отсутствует и свободный хлорид водорода, и свободный хлор. Однако при хороших показателях имеется существенный недостаток, заключающийся в образовании дополнительно твердого Na₂O, что снижает эффективность взрыва.

Таким образом, описанный способ состоит в создании условий, при которых уничтожаемые опасные вещества полностью разлагаются, опасные продукты разложения полностью нейтрализуются, а новые опасные вещества не образуются.

Кроме того, способ не требует привлечения средств на уничтожение хлорорганических отходов. Напротив, применение в народном хозяйстве взрывчатых веществ, содержащих в своем составе хлорорганические отходы, позволяет полезно использовать значительную энергию, выделяемую при взрыве (например, для дробления горных пород при добыче полезных ископаемых).

Формула изобретения

1. Способ уничтожения хлорорганических отходов, включающий изготовление взрывчатой смеси, содержащей хлорорганический отход и нейтрализующую добавку, и детонацию, отличающийся тем, что взрывчатая смесь является конденсированным взрывчатым веществом, дополнительно содержащим промышленное взрывчатое вещество, а в качестве нейтрализующей добавки используют нитрат щелочного металла, или кальция, или нафталят натрия, при этом соотношение хлорорганического отхода и нейтрализующей добавки принимают равным 1:2.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве промышленного взрывчатого вещества используют индивидуальные взрывчатые вещества или их смеси, в том числе и с аммиачной селитрой, или водосодержащие взрывчатые вещества, или эмульсионные взрывчатые вещества.