毒性物质处理制造技术

一种处理毒性物质的方法，毒性物质例如无机化合物、卤化有机化合物，如ＰＣＢｓ、二＊英、ＤＤＴ和化学武器，如沙林和芥子。方法基于发现机械活化能诱导化学反应，使毒性物质分子断裂，产生简单无毒化合物，方法涉及使毒性物质和合适试剂的混合物受机械活化，产生无毒终产物。机械活化典型地是在机械研磨机，如球磨机内进行，各种毒性物质与合适试剂的球磨可使毒性起始物质最终完全破坏。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及毒性物质的处理方法，更具体地虽不是唯一地涉及处理囟化有机化合物，如多氯化联苯(PCBs)，二氯二苯基三氯乙烷(DDT)，一氯苯和化学武器，如沙林和芥子的方法。现在，公众对于许多合成化学品、杀虫剂、除莠剂和其它毒性物质对健康和环境的危害的认识正在加深和改进科学的理解。人们特别关心的那些高毒性长存留物质是囟化有机化合物，如PCBs、二恶英、DDT、一氯苯、二氯苯酚、五氯苯酚、狄氏剂(化合物497)、艾氏剂(化合物118)、2，4-D、2，4，5-T、和其它化合物，如百草枯、杀草快、三九一一、含溴杀虫剂、氨基甲酸酯和另丁草净。因此，需要有效方法处理这些毒性物质。PCBs在变压器和其它用电设备中，作为介电流体添加剂，由于其优良的绝缘性能而具有广泛用途，因而带来特别严重的处理问题。一些国家中贮存的化学武器，包括有机磷神经毒剂和芥子气，等待着合适的处理方法。在1993年“化学武器条约”下要求进行这种处理。这些物质的处理提出了特别严重的问题，因为偶然的扩散会造成生命的巨大损失。对于这类应用要求一种危险因素极低的体系。“化学武器条约”已制订了销毁武器的最后日期为2004年12月31日。处理毒性物质通常建议的方法涉及高温焚化、生物和化学处理。高温焚化是将毒性废物破坏变成气体产物。任何产生的毒气，如氯化氢，在排入大气前必须从废气中除去。若操作条件不能完全受控，毒性物质有可能排入环境，或因为原物质的不完全破坏、或因为在焚化炉内产生新物质，或因为气体净化不完全。因此需要控制系统，以调节燃料添加、空气流量、温度、火焰、气体组成、净化液流量等等。也需要动力电能损坏处理的后备系统。这些系统包括大量电子和机械小部件，任何一个部件的失效都会导致整个完整系统的立即损失。系统失效会导致毒性物质广泛散播进入周围环境。化学处理使毒性物质在适当试剂混合物作用下化学分解。U.S.P.5064526(Rogers等人)公开了用碱金属或碱土金属碳酸盐或碳酸氢盐或氢氧化物、一种氢给体，如一种油和一种催化形成的碳，如碳水化合物，使含在沾污介质中的囟化的或非囟化的有机化合物分解和除去。该方法在升高温度下进行，需要应用加热和冷却系统、消防系统、电子后备系统和气体排放系统。这些系统包括大量部件和联结件，每个部件均可能出问题，其中若一任一部件失灵就会导致整个完整系统的损失。在导致火灾的事故中，潜伏着毒性物质广泛扩散进入周围环境的危险。涉及利用熔盐或盐浴、等离子体电弧或其它与环境基本隔离的操作条件的方法，会迂到一般需要确保维持最佳操作条件和防止逸失的复杂系统的共同缺点。失败的危险要求增加全系统部件和联结件的数目，毒性物质大量逸失的潜在危险要求增加与环境隔离的条件。从公众安全和商业可行性观点看，任何毒性物质处理方法能否被接受，大大取决于系统失败的危险和由此引起的潜在后果。上述建议的方法的高度潜在危险限制了其可接受性，因而限制了其应用性。而且，可看出与焚化有关的危险已造成广泛的公众异议，以任何方式与焚烧相类似的任何方法会根据其相似性而非科学评估而容易受到拒绝。毒性物质的生物处理方法不会迂到上述大多数缺点，但这些方法不能直接处理高浓形式的毒性物质。毒性废物也可能不能被很好地表征，它可含有有机和无机物质，毒性物质可含在腐蚀的圆筒中或电气部件中。因此需要一种能处理范围广泛的物质而在简单容器内进行的方法，从而消除与大量分立处理阶段有关的危险。至今建议的许多方法既不能处理混有无机毒性物质，如三氧化砷的有机毒性物质；也不能接受盛有这些有毒废物的容器。本专利技术的方法是基于下列发现，机械的活化能诱导使毒性物质分子结构断裂的化学反应，并形成简单而非毒性产物。以前对于用机械活化来破环毒性物质是未知的，也不知道机械活化能使复杂有机分子完全破坏。机械活化涉及利用机械能以增加一系统的化学反应性，以便诱导作为应用机械的结果，涉及化学组成变化的机械化学反应。例如，机械活化的一种形式是机械合金化，由此在高能球磨机中将组分研磨使纯原料成分形成合金。在研磨期间，给予反应物的能量经球/反应物碰撞，引致原始物料反应，不用熔化或高温就能形成合金。另一形式的机械活化，描述于国际申请PCT/AU89/00550，涉及可还原金属化合物的机械活化化学还原的化学还原方法，用以制造金属、合金或陶瓷材料。利用机械活化以合成某些类型化合物，如有机金属化合物，见Shaw的U.S.P.2416717。由Shaw描述的反应类型的实例之一是所谓Grignard型反应，它用于从简单化合物合成更复杂有机化合物。当进行Grignard型反应时，由常用于制造Grignard型试剂的连续切割金属条的机械活化，可改进这些试剂的反应性，并可用于控制和调节以使化学反应进行的速率。然而，它尚未认识到机械活化也能用于使复杂有机化合物破坏成简单的无机物质。在振动研磨机中的机械研磨期间，聚氯乙烯(PVC)的机械化学降解也已被研究。含有无机填料的PVC复合物受到研磨被用于帮助表征填料对PVC复合物稳定性的影响。PVC的聚合和脱氢氯化的程度，被发现随加入的钙化合物，如CaSO4·2H2O、CaCO3和Ca(OH)2的情况而改变。然而，这一研究对于机械研磨对聚合物粉末的影响，不能预期或以任何方式考虑到利用机械活化来破坏毒性物质，例如使囟化有机化合物变成无机化合物，例如碳。本专利技术用以提供一种有效而为环境接受的处理毒性物质的方法。按照本专利技术，它提供一种处理毒性物质的机械化学方法，该方法包括使毒性物质和合适试剂的混合物受到机械活化作用，以增加反应物的化学反应性，而发生化学反应，产生非毒性的终产物。典型的毒性物质是囟化的有机化合物，更典型的是氯化烃，例如一种PCB或DDT化合物。该毒性物质可以是一种毒性和非毒性化俣物或物质的混合物。能与毒性物质起化学反应的任何试剂均是合适的。试剂可以是固体、液体或气体，若需要，也可以使用两种或多种试剂。合适试剂可包括氧化剂，如氧化铁、二氧化锰和氧气。另方面，试剂也可以是一种还原剂，如金属铝、铁和锌。可以使用或能破坏整个分子或能选择性地反应除去氯的还原剂。其它合适试剂也可用于处理特定的毒性物，如NaOH、石墨、红泥、石灰或生石灰、水、二氧化碳、氧化钙、氧化铜、氧化铝和氧化镁。试剂可以是引入混合的几种物质之一，以促进其在机械活化期间的反应性，它也可以其它方式被活化或预处理，以强化反应速率。本专利技术的优选形式中，机械活化是在机械研磨机中进行，如在一球磨机中。当球磨机内研磨介质，典型的是钢或陶瓷球，与物料由机械能保持在连续相对运动状态下时，就发生机械活化，因此，在球-物料-球和球-物料-衬里磁撞过程中，赋予物料的能量足以引起机械活化。整个说明书所述中，均参见在机械磨机中进行的本专利技术的方法。任何类型的商用磨机均适用。例如有旋盘磨机、塔磨机、行星磨机、振动磨机、磨碎研磨机和依赖重力型球磨机。磨机与外容器之间的磨机内容物的封闭管路再循环可能是需要的。如果需要，磨机内容物也可以通过磨后萃取设施。应当理解，机械活化也可以球磨以外的合适方式实现。例如，也可以用喷磨机、棒磨机、辊磨机或粉碎机达到机械活化。整个说明书中，“机械活化”包括涉及利用机械能来增加反应物的化学反应性以诱导机械化学反应的方法，它们是作为施加了机械能的结果而发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理毒性物质的机械化学方法，包括：使毒性物质和一种合适的试剂的混合物受机械活化，以增加反应物的化学反应性，使之发生化学反应，产生一种或多种非毒性的终产物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P唐内克，PG麦考密克，R施里特，SA罗兰斯，
申请(专利权)人：技术资源有限公司，西澳大利亚大学，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]