Способ утилизации композиции мышьякорганических веществ из государственного могильника, содержащей 10-хлор-5,10- дигидрофенарсазин

 

Изобретение относится к уничтожению отравляющих веществ раздражающего действия (ирритантов), а именно к разработке способа утилизации композиции мышьякорганических веществ, содержащей 10-хлор-5,10-дигидрофенарсазин (адамсит), из Государственного могильника. Композицию мышьякорганических веществ, содержащую 10-хлор-5,10-дигидрофенарсазин (адамсит), восстанавливают муравьиной кислотой в металлическом герметичном контейнере при мольном соотношении 1: 6 при температуре 135 - 145oС в течение 4 ч, образующийся осадок металлического мышьяка фильтруют, промывают растворителем, из фильтрата отгоняют муравьиную кислоту и растворитель, затем дистилляцией в вакууме выделяют дифениламин. Способ позволяет получить из композиции мышьякорганических веществ полезные промышленные продукты. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к уничтожению отравляющих веществ раздражающего действия (ирритантов), а именно к разработке способа утилизации мышьякорганических веществ, содержащих 10-хлор-5:10-дигидрофенарсазин (адамсит).

В настоящее время на полигоне военного объекта Шиханы МО РФ Российской Федерации имеется Государственный могильник мышьякорганических ирритантов. Подавляющую часть захоронения составляют запасы композиции в различной таре (барабаны, ящики, бочки), включающей 10-хлор-5: 10-дигидрофенарсазин (адамсит), 10,10'-бис(5:10-дигидрофенарсазин)-оксид, дифениламин, неорганические соединения мышьяка, с содержанием адамсита от 70 до 90% в зависимости от конкретного образца. Необходима скорейшая ликвидация захоронения ирритантов, так как они являются источником экологической опасности. С другой стороны запасы мышьяксодержащих веществ могут стать сырьевым источником мышьяка, потребности в котором возрастают.

Ранее уничтожение композиций с адамситом проводили способом сжигания /1/. Однако с точки зрения экологической безопасности данный метод в настоящее время не отвечает современным требованиям.

Известен способ утилизации адамсита сплавлением с элементарной серой с образованием полимеров /1/. Продукты реакции практически нерастворимы в воде и большинстве органических растворителей. Недостатками данного способа являются большие количества реакционной массы, подлежащей захоронению.

Описан способ утилизации адамсита путем окисления смесью азотной и серной кислот /2/. Данный способ использовался на опытной установке для уничтожения запасов адамсита в Швеции. Однако последующая утилизация образующихся продуктов составляет самостоятельную проблему.

Наиболее близким к заявленному является способ утилизации композиции мышьякорганических веществ из государственного могильника, содержащей 10-хлор-5:10-дигидрофенарсазин /1/, путем взаимодействия с реагентами и получением продуктов широкого применения в народном хозяйстве.

Однако запасы композиции существенно превышают объем, необходимый для удовлетворения спроса на треххлористый мышьяк. В связи с этим актуальна разработка способов, позволяющих получать и другие мышьяксодержащие продукты.

Реализация данного способа приводит к получению двух ценных продуктов, широко используемых в промышленном производстве: мышьяка и дифениламина.

Сущность процесса заключается во взаимодействии основных компонентов композиции с муравьиной кислотой.

Предлагаемый способ утилизации композиции из могильника, содержащей адамсит, заключается в следующем: восстановление адамсита муравьиной кислотой до аморфного мышьяка происходит в автоклаве при температуре 140oC и выдержке в течение 4 часов. При этом образуется осадок металлического мышьяка с содержанием основного вещества на уровне 93% масс. и выделяется дифениламин.

Компоненты композиции при взаимодействии с муравьиной кислотой при нагревании восстанавливаются до металлического мышьяка.

В частности, реакция адамсита с муравьиной кислотой проходит с образованием металлического мышьяка и дифениламина Проведенная оценка различных партий композиций с адамситом из могильника показала наличие в их составе следующих веществ: 10-хлор-5,10-дигидрофенарсазина; 10,10'-бис-(5,10-дигидрофенарсазин)-оксида; дифениламина; неорганических соединений мышьяка (включая металлический мышьяк); полимерных соединений сложного строения.

При этом соотношение компонентов существенно варьирует в зависимости от места отбора образцов. Содержание адамсита колеблется от 70 до 93% (вместе с тем элементный состав образцов близок к расчетному для адамсита).

Обработка композиции из могильника муравьиной кислотой сопровождается наряду с вышеприведенной и другими реакциями Реакция восстановления адамсита проходит в основном, при мольном соотношении адамсита и муравьиной кислоты 1:1,5, причем муравьиная кислота может быть различного процентного состава. Но так как муравьиная кислота является не только реагентом, но и растворителем, процесс восстановления проводится в избытке муравьиной кислоты, наиболее оптимальное мольное соотношение реагентов адамсит : муравьиная кислота является 1:6.

При нормальном давлении и температуре кипения муравьиной кислоты (t= 101oC) восстановление адамсита идет не до конца /3/. Для повышения температуры процесса смесь муравьиной кислоты и адамсита помещают в автоклав. Установлено, что температура 135-145oC является оптимальной для данного процесса. Выше 145oC идет неконтролируемое разложение муравьиной кислоты и, как следствие этого, резкое повышение давления.

Процесс восстановления адамсита муравьиной кислотой проводят следующим образом.

В автоклав загружают технический продукт (композицию) и техническую муравьиную кислоту. Автоклав герметизируют, помещают в масляную баню и нагревают до 135oC. При температуре бани 135 - 145oC реакционную смесь выдерживают (4 0,5) час. Затем автоклав охлаждают до комнатной температуры и стравливают образовавшиеся в ходе реакции газы, пропуская их через поглотительную колонку с активированным углем для очистки от следовых количеств мышьяка.

В ходе реакции образуется черно-бурый объемный осадок, который отделяют фильтрованием. Реакционную массу переносят на фильтр, фильтруют и отмывают на фильтре диметилформамидом образовавшийся мышьяк от муравьиной кислоты и дифениламина.

После промывки и сушки получают черный, рыхлый остаток элементарного мышьяка. Содержание мышьяка составляет 93% масс., что соответствует требованиям по техническому мышьяку /4/.

Затем из фильтрата удаляют муравьиную кислоту и диметилформамид, которые повторно используются в процессе. После выделения из кубового остатка диметилформамида, муравьиной кислоты проводят дистилляцию в вакууме для выделения дифениламина. Оставшаяся масса после выделения дифениламина не содержит ирритантов и подлежит захоронению.

Данные по материальному балансу восстановления композиции с адамситом муравьиной кислотой представлены в таблице (по лучшему результату экспериментов).

Предложенный способ утилизации обладает следующими достоинствами:
образуются продукты, имеющие широкое применение в промышленности - металлический мышьяк и дифениламин;
предложенный способ отличается простотой, относительно небольшим количеством отходов, дешевизной и малым расходом реагентов: фактически единственным реагентом является муравьиная кислота.

Пример 1. Анализ технического продукта (композиции из могильника), содержащего дигидрофенарсазин. Технический продукт представляет собой порошок темно-зеленого цвета. Данные элементного анализа показывают, что состав смеси близок к адамситу.

Найдено, %: С 51.04; H 3.27; N 5.70; As 25.08; Cl 12.0
Вычислено, %: С 51.99; H 3.27; N 5.06; As 27.05; Cl 12.63
Исследование качественного состава технического адамсита дало следующие результаты: 10-хлор-5:10-дигидрофенарсазин - 70... 93 %, дифениламин - 1... 5 %, неорганические соединения мышьяка (включая металлический мышьяк) до 6%, неидентифицируемые высокомолекулярные соединения 1... 3 %.

Пример 2. В автоклав загружают 70 г адамсита и 90 мл 85% муравьиной кислоты. Автоклав герметизируют и нагревают до 135oC. При температуре 135 - 140oC реакционную смесь выдерживают (4 0,5) час. Затем автоклав охлаждают до комнатной температуры и стравливают образовавшиеся газы, пропуская их через поглотительную колонну с активированным углем для очистки от следовых количеств мышьяка. В ходе реакции образуется черно-бурый объемный осадок, который отделяют фильтрованием. Реакционную массу переносят на фильтр и отмывают образовавшийся мышьяк от муравьиной кислоты и дифениламина. Выход мышьяка составляет 17,6 г (93,6% от теорет.). Контроль реакционной массы (ТСХ) показывает отсутствие исходного продукта.

Источники информации.

1. Гормай В. В. и др. Проблема уничтожения и утилизации адамсита. ЖРХО им. Д.И.Менделеева, N 2, 1994, С.39-42
2. Andersson J.O., Bylund J., Jonsson Н., Granbon P.O.: Destruction of phenarsazinechloride (adamsite) by oxidation with nitric acid/sulfuric acid. Pilot plant. (Foersvarets, Forskning sants.,Stockholm, Swed.)// Report 1984, FOA-C-40192-C2; Order NO. PB84-197102, 38pp (Swed.) Avail N TIS From Gov. Rep. Announce. Index (US) 1984, 84(17), 154
3. Разуваев Г.А. Мерихиноидные производные дигидрофенарсазина//Ж.P.Ф.- X.О., ч.химическая.-1930.-N 61. -С.13-28.

4. Мышьяк металлический ТУ 113-12-112-89.


Формула изобретения

1. Способ утилизации композиции мышьякорганических веществ из Государственного могильника, содержащей 10-хлор-5,10-дигидрофенарсазин, путем взаимодействия композиции с реагентом, отличающийся тем, что в качестве реагента используют муравьиную кислоту, взаимодействие осуществляют путем восстановления исходной композиции муравьиной кислотой в автоклаве при мольном соотношении адамсит : муравьиная кислота 1 : 6 и температуре 135 - 145oС в течение 4 ч с образованием осадка металлического мышьяка и дифениламина, затем образующийся осадок металлического мышьяка фильтруют, промывают растворителем, из фильтрата отгоняют муравьиную кислоту и растворитель, затем дистилляцией в вакууме выделяют дифениламин.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве растворителя используют диметилформамид.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам обезвреживания отравляющих веществ раздражающего действия (ирритантов), а именно к разработке способа утилизации композиции мышьякорганических веществ из Государственного могильника, содержащей 10-хлор-5,10-дигидрофенарсазин (адамсит)

Изобретение относится к области исследования и анализа материалов путем разделения на составные части и может быть использовано в аналитической химии для выделения - хлорвиниларсиноксида из проб почвы, а также при экологическом контроле и мониторинге окружающей среды

Изобретение относится к медицине, а именно к устройству индивидуального противохимического пакета

Гуминовый концентрат, способ его получения, устройство для электрохимического получения гуминового концентрата (варианты). способ очистки воды от примесей, способ обезвоживания вязкотекучих сред, способ детоксикации органических соединений, способ утилизации осадков сточных вод, способ создания почв из естественных и искусственных грунтов и восстановления плодородия деградированных почв, способ компостирования органических отходов, способ утилизации осадков водопроводных вод // 2125039
Изобретение относится к области охраны и восстановления окружающей среды, более точно к технологиям, обеспечивающим восстановление загрязненных техногенными продуктами объектов окружающей среды, а точнее заявляемое изобретение касается гуминового концентрата, способа его получения, устройства для электрохимического получения гуминового концентрата, способа очистки вод от неорганических, органических и микробиологических примесей, способа обезвоживания вязкотекучих сред, способа детоксикации органических соединений, способа утилизации осадков сточных вод, способа создания почв из естественных и искусственных грунтов и восстановления свойств и плодородия деградированных почв, способ компостирования органических отходов, способ утилизации осадков водопроводных вод

Изобретение относится к уничтожению боевых отравляющих веществ (ОВ), в частности к утилизации ОВ нервно-паралитического действия типа Vx

Изобретение относится к области уничтожения химического оружия, в частности люизита

Изобретение относится к способам термического разложения органических соединений и может быть использовано для уничтожения отходов в химической и ряде других отраслей промышленности; для уничтожения различных классов отравляющих веществ (ОВ)

Изобретение относится к области радиационных технологий и может быть использовано для разложения токсичных соединений в химической промышленности и других областях, где имеются токсичные соединения

Изобретение относится к обработке материалов, загрязненных органическими веществами и металлами

Изобретение относится к средству защиты кожи и может быть применено для профилактики кожно-резорбтивных поражений фосфорорганическими веществами, обезвреживания на коже рук, лица, шеи фосфорорганических инсектицидов и отравляющих веществ и может быть использовано в химической промышленности, сельском хозяйстве, быту и т.п

Изобретение относится к области исследования и анализа материалов путем разделения на составные части и может быть использовано в аналитической химии, сельском хозяйстве и почвоведении для выделения 2,3,7,8-тетрахлордибензо-n-диоксина (ТХДД) из проб почвы, а также при контроле загрязнений окружающей среды

Изобретение относится к способу обработки галогенсодержащих отходов, в частности содержащих ПВХ

Изобретение относится к способам обезвреживания химических отравляющих веществ и может быть использовано для быстрого уничтожения высокотоксичных газообразных соединений, являющихся отходами производств, отравляющими и экологически опасными веществами, а также химического оружия

Изобретение относится к термическому газофазовому способу полной обработки химических боевых веществ, а также их побочных продуктов и продуктов их разложения

Изобретение относится к области исследования и анализа химических свойств вещества, а именно к исследованиям веществ в растворах, и может быть использовано в аналитической химии для экспрессной подготовки проб к анализу, экстракции химических веществ из различных проб, в частности микроколичеств ,- дихлордиэтилсульфида из водных проб при решении задач контроля загрязнений окружающей среды, а также экологического мониторинга в местах хранения и уничтожения запасов этого вещества

Изобретение относится к биоразложению цианидов железа, содержащихся в отходах

Изобретение относится к уничтожению отравляющих веществ раздражающего действия, а именно к разработке способа утилизации композиции мышьякорганических веществ, содержащей 10-хлор-5,10-дигидрофенарсазин, из Государственного могильника

Наверх