Способ утилизации отходов политетрафторэтилена

Изобретение относится к глубокому окислению политетрафторэтилена, а именно к способу утилизации отходов политетрафторэтилена (ПТФЭ). Способ утилизации отходов ПТФЭ включает измельчение отходов ПТФЭ до частиц менее 0,2 мм, смешение их с окислителем и нагревание. В качестве окислителя используют оксид свинца при весовом соотношении = 1:(0,8-1,0), смесь прессуют в брикеты при давлении 500-600 кг/см² и нагревают до 400°C. Технический результат - упрощение и удешевление технологического процесса утилизации ПТФЭ и получение порошка фторида свинца, который может использоваться в качестве твердой смазки в порошковой металлургии.

 

Изобретение относится к химической технологии, а именно к переработке промышленных отходов. Предлагаемый способ касается глубокого окисления твердых отходов политетрафторэтилена (ПТФЭ). Проблема утилизации промышленных отходов ПТФЭ весьма актуальна, так как при механической обработке изделий из фторопластовых заготовок образуется значительное количество стружки, не разлагающейся в естественных условиях.

Известен способ [Бекер С., Дерре Р. и др. Безопасное уничтожение высокотоксичных веществ. Российский химический журнал. Т. XXXVII. - М.: Наука, 1993, N 3, С.29-33] согласно которому перед уничтожением органические отходы смешивают с CaO (не менее 30% мае.), а затем сжигают при температуре выше 1200°С. К недостаткам способа можно отнести высокую температуру при значительном выделении пылевидной сажи и оксида углерода.

Известен способ [Энциклопедия полимеров. /Под редакцией Кабанова В.А. - М.: Советская энциклопедия, 1977, Т. 3.] сжигания отходов в псевдоожиженном слое промежуточного неактивного носителя. Отходы, в том числе и пластмассовые, содержащие хлор, серу, измельчают и смешивают с соединениями кальция, а затем сжигают в печи. По данному способу уничтожение отходов протекает также при высокой температуре, что приводит к образованию оксидов азота и диоксинов. Кроме того, не происходит связывания галогенов и двуокиси углерода из газовой фазы.

Известен способ [Штарке Л. Использование промышленных и бытовых отходов пластмасс.- Л.: Химия, 1987, С.39-48.] сжигания органических отходов, содержащих галогены, путем обработки их в ванне с расплавленной солью, через которую пропускают кислородсодержащий газ. Расплавленная соль содержит щелочноземельный металл и галогенид щелочноземельного металла. Образующийся при сгорании отходов галоген реагирует с металлом, в результате чего в расплаве накапливается галогенид щелочноземельного металла. К недостаткам способа-прототипа следует отнести высокую температуру проведения процесса (выше 750°С), высокую коррозионную активность расплава, а также использование относительно дорогого щелочноземельного металла для связывания галогенов.

Известны способы получения низкомолекулярного мелкодисперсного фторопласта из отходов ПТФЭ [пат. РФ №2133196, пат. РФ №2100376, пат. РФ №2035308, пат. США №5432259, пат. США №3832411], которые нашли применение в качестве антифрикционных добавок к смазочным композициям.

Однако количество образующихся и уже накопленных отходов ПТФЭ значительно превышает потенциальный спрос на мелкодисперсный фторопласт, что ограничивает возможности переработки большого количества отходов ПТФЭ.

Наиболее близким к предлагаемому является способ [патент РФ №2100702] уничтожения органических отходов, в том числе твердых полимерных материалов и политетрафторэтилена, путем их нагревания в измельченном виде в смеси с оксидами или гидроксидами кальция, магния, бария до температуры 600°С.

К недостаткам способа-прототипа следует отнести большой расход оксидов, высокую температуру проведения процесса, значительно выше температуры деструкции.

Предлагаемый способ позволяет окислить отходы ПТФЭ, с целью их утилизации при низкой температуре без образования токсичных веществ путем связывания образующихся газообразных продуктов разложения в твердое вещество, которое может найти применение в качестве сухой смазки в порошковой металлургии.

Предлагается способ утилизации отходов ПТФЭ, путем нагревания до 400°C спрессованных при давлении 500-600 кг/см² брикетов, из смеси измельченных отходов фторопласта (до частиц менее 0,2 мм) с оксидом свинца при весовом соотношении = 1:(0,8-1,0). Окисление ПТФЭ протекает в интервале температур 350-400°C с образованием фторида свинца и углекислого газа.

Выбор весового соотношения 1:(0,8-1,0) обусловлен, тем, что получаемые при прессовании брикеты при большей степени наполнения рассыпаются, то есть не сохраняют свою форму. В случае же использования порошковой смеси в том же соотношении без прессования в брикеты процесс окисления ПТФЭ на наблюдается.

Практическое осуществление предлагаемого способа иллюстрирует следующий пример.

Пример. Навеску из отходов политетрафторэтилена (ПТФЭ) измельченную до фракции менее 0,2 мм и массой 100 г. смешивают с порошком оксида свинца (ГОСТ 9199-77) массой 90 г в смесителе с вращающимися ножами в течение 40 сек. Смешение компонентов проводится в сухую. Полученную массу помещают в пресс-форму и прессуют при удельном давлении 500-600 кГ/см². Полученный брикет вынимают из пресс-формы и нагревают до 380°C в печи на воздухе со скоростью 5-7°C/мин. После нагревания брикет представляет собой бесформенную пористую массу, состоящую из фторида свинца, которая легко перерабатывается в порошок.

Изобретение позволяет упростить и удешевить технологический процесс утилизации ПТФЭ и получать порошок фторида свинца, который может использоваться в дальнейшем в качестве твердой смазки в порошковой металлургии.

Способ утилизации отходов политетрафторэтилена, включающий измельчение отходов ПТФЭ до частиц менее 0,2 мм, смешение их с окислителем и нагревание, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют оксид свинца при весовом соотношении = 1:(0,8-1,0), смесь прессуют в брикеты при давлении 500-600 кг/см² и нагревают до 400°C.