Суміш для поглинання ртуті та матеріал для поглинання ртуті

1. Суміш для поглинання ртуті, що містить природний мінерал та носій, яка відрізняється тим, що як природний мінерал вона містить сірковмісний активований мінерал, а як носій - клеючу або в'яжучу речовину при слідуючому співвідношенні компонентів, мас. %: природний сірковмісний активований мінерал - 11,0-81,0 клеюча або в'яжуча речовина - решта. 2. Суміш по п. 1, яка відрізняється тим, що як природний сірковмісний активований мінерал вона 29041 лише на горизонтальних поверхнях, в той час, коли повна демеркуризація приміщень потребує обробки підлоги, стін, стелі та інше. Найбільш близьким матеріалом до запропонованого є матеріал для поглинання ртуті, що являє собою склотканину, оброблену розчином окислювача, як такий можуть бути використані розчини хлорного заліза або перманганату калію, або полісульфіду натрію (а. с. СРСР № 833287. публ. 30.05.1981). Такий матеріал для поглинання ртуті використовують у фільтрах для очищення газів і досягають очищення до рівня 0,01 мг/м 3. Але при експлуатації таких матеріалів відбувається виділення в повітря шкідливих токсичних речовин, таких як хлористий водень або сірководень. Внаслідок цього, через шкідливий або руйнівний вплив на обладнання, прилади та комунікації, в багатьох випадках матеріал не придатний для використання. Крім того, поглинаюча здатність таких матеріалів досить обмежена. Все це вимагає постійного контролю за матеріалом і регулярної його заміни. Задачею винаходів є створення суміші та матеріалу для поглинання ртуті, в яких шляхом заміни компонентів досягається підвищення технологічності, простоти та зручності в їх використанні, забезпечення екологічної безпеки, збільшення строку дії, а також збільшення поглинаючих властивостей. Поставлена задача вирішується тим, що суміш для поглинання ртуті, що містить природний мінерал та носій, згідно з винаходом як природний мінерал містить сірковмісний активований мінерал, а як носій - клеючу або в'яжучу речовину при співвідношенні компонентів, в мас. %: природний сірковмісний активований мінерал 11,0-81,0 клеюча або в'яжуча речовина решта. При цьому суміш містить як мінерал не менше одного, обраного з ряду: халькозин, халькопірит, сфелерит, молібденіт, піротин, пірит. Крім того, як клеючу або в'яжучу речовину, суміш містить водоемульсійну фарбу або водний розчин карбоксиметилцелюлози (КМЦ), або рідкі шпалери. Задача вирішується також тим, що матеріал для поглинання ртуті, містить газопроникну гідрофільну основу та розміщений на ній поглинаючий шар із суміші, в мас. %: природний сірковмісний активований мінерал 11,0-81,0 клеюча або в'яжуча речовина решта. При ньому як гідрофільну газопроникну основу матеріал містить папір або тканину. Крім того, матеріал може додатково містити другий шар із гідрофільної газопроникної основи, розміщений на поглинаючому шарі. Запропонована суміш забезпечує поглинання ртуті із повітря приміщень, із забруднених стін, підлоги та стелі, а також захист оточуючого середовища від ртуті, яка може дифундувати крізь стіни споруд. Вагомою перевагою суміші є її технологічність, бо вона легко може бути нанесена на поверхню будь-якої форми. При цьому суміш не змінює колір фарби та шпалер, які потім можливо наносити на поверхню поверх суміші. До складу суміші входить нетоксичний природний сірковмісний активований мінерал, який має високі адсорбційні властивості. Автори встановили, що клеючий або в'яжучий носій утворює на поверхні активованого мінералу газо- та паропроникний шар, через який вільно проникає пара ртуті і неповоротно поглинається. Така суміш має велику поглинаючу ємність, що дозволяє використовувати її протягом довгого часу без заміни на нову. Важливим є те, що не відбувається десорбції ртуті. Використання в суміші мінералу менше 11,0 мас. % не забезпечує ефективного поглинання ртуті, а більше 81,0 мас. % призводить до розшарування суміші. Матеріал, що пропонується, може бути використаний для нанесення на стіни, підлогу та стелю приміщень, або для ізолювання забрудненого ртуттю обладнання і т. п. Гідрофільні властивості основи забезпечують добре змочування її поглинаючою сумішшю і одержання матеріалу, який добре і легко поглинає ртуть і міцно затримує її в собі протягом всього існування матеріалу. Запропоновані суміш та матеріал дозволяють досягти ступені очистки від ртуті біля 0,00020,0003 мг/м 3. Розміщення в матеріалі додаткового шару гідрофільної основи поверх поглинаючого шару не погіршує, а інколи покращує поглинання ртуті. Готують суміш змішуванням необхідної кількості кожногоз компонентів. Одержана суміш являє собою сметаноподібну масу, сірого кольору, яку можна наносити на поверхню так само, як фарбу. Для одержання матеріалу на гідрофільну газопроникну основу наносять шар поглинаючої суміші. При необхідності на шар із поглинаючої суміші може бути нанесений ще один шар основи. Суть винаходу пояснюється конкретними прикладами. Приклад 1 Для приготування суміші певну кількість водоемульсійної фарби ВД-ВА-224С білого кольору перемішували з активованим сірковмісним мінералом протягом 30 хвилин. В деяких прикладах (№ 4, 6, 8, 10, 12) одержану суміш нанесли на інертну підложку і потім висушили. В інших (№ 5, 7, 9, 11, 13) на підложку з сумішшю, як на грунт нанесли залишок фарби. Коли зразки підсохли, їх помістили в ексикатор при t=20±2°С з джерелом пари ртуті. Після витримування в таких умовах періодично зразки аналізували на вміст ртуті. Для порівняння також представлені результати поглинання ртуті шаром фарби (табл. 1). Із табл. 1 випливає, що суміш фарби і мінералу добре поглинає ртуть із повітря, причому чим довше йде поглинання ртуті, тим більша кількість її поглинається. Приклад 2 Суміш готували таким чином, як в прикладі 1, тільки як носій використовували водоемульсійну фасадну фарбу. Результати визначення поглинаючої спроможності сумішей представлені в табл. 2. 2 29041 Із табл. 2 слідує, що поглинаючі властивості з часом не втрачаються, а навпаки суміші все більше поглинають ртуть. Приклад 3 Суміші певного складу готували так, як вказано в прикладі 1. Як носій використовували водоемульсійні фарби марки ВД-ВА-224С та Прімалекс Стандарт та водний розчин КМЦ. Одержані суміші наносили на миючі шпалери, висушували протягом доби і визначали поглинаючі властивості матеріалів, як в прикладі 1. Результати визначення поглинаючої спроможності надані в табл. 3. Із табл. 3 видно, що одержані матеріали добре поглинають ртуть, в той час, коли носії поглинають її в дуже малій кількості. Приклад 4 Матеріали одержували так, як в прикладі 3. Після цього з іншого боку на поглинаючий шар нанесли додатково ще один шар миючих шпалер. Одержані матеріали висушували на повітрі і визначали поглинаючу спроможність як в прикладі 1. Результати визначення поглинаючої спроможності одержаних матеріалів в часі та їх склад представлені в табл. 4. Із табл. 4 видно, що одержані матеріали добре поглинають ртуть, причому з часом в матеріалах відбувається накопичення ртуті. Приклад 5 Визначення ступені очищення повітря від ртуті проводили таким чином. В герметичних боксах із органічного скла об'ємом повітряної фази 0,15 м 3 на дні, стелі та бокових стінках закріпляли матеріали для поглинання ртуті з сумішшю різного складу на миючих шпалерах і тимчасово встановлювали відкриті бюкси з металевою ртуттю. Після досягнення рівноваги пари ртуті в повітряному об'ємі боксу, бюкс виймали і визначали в боксі концентрацію пари ртуті. Перемішування повітря в боксі здійснювали примусово за допомогою пропелерної мішалки, проби повітря для аналізу на приладі АГП-01 відбирали об'ємом 0,001 м 3 кожна, замість неї в бокс поступало повітря із лабораторії. В експерименті без поглинаючого матеріалу бюкс із ртуттю знаходився в боксі до досягнення концент рації пари ртуті, яка перевищувала максимальну рівноважну концентрацію в дослідах з поглинаючим матеріалом. Результати експерименту представлені в табл. 5. Із табл. 5 видно, що запропоновані матеріали добре очищають повітря і вже через 50-60 хвилин концентрація ртуті в повітрі досягає санітарних норм. При цьому матеріал, до складу якого входить суміш водоемульсійної фарби та халькозину очищає повітря скоріше ніж матеріали іншого складу. Приклад 6 В забрудненій шахті ліфта житлового будинку концентрація пари ртуті перевищувала санітарну норму (0,0003 мг/м 3) в 5-6 разів. На стіни шахти нанесли суміш для поглинання ртуті, яка включала 32 мас. % фарби Прімалекс Стандарт та 68 мас. % молібденіту. Загальна поверхня покриття складала 20,5 м 2. На дно шахти поклали матеріал, який виготовлений із тканої синтетичної основи та нанесеної на неї суміші складу: 30 мас. % водоемульсійної фарби та по 35 мас. % халькопіриту та халькозину. Поверхня матеріалу - 4,5 м 2. Через 7, 14 та 45 днів заміряли концентрацію пари ртуті в повітрі шахти та на сходах першого поверху будинку. Вона дорівнювала, відповідно, 0,00027 мг/м 3 та 0,00015 мг/м 3, тобто відповідала санітарним нормам. Таким чином, суміш та матеріал, що пропонуються, здатні добре поглинати ртуть. Причому поглинаюча спроможність з часом не зменшується, а збільшується, що свідчить про те, що помітний процес десорбції відсутній, а навпаки відбувається накопичення ртуті. Вагомою перевагою є те, що до складу суміші і матеріалу входять нетоксичні компоненти, а при використанні матеріалу не відбувається утворення і виділення в навколишнє середовище токсичних речовин. Суміш і матеріал зручні в застосуванні, не вимагають для цього спеціального обладнання і можуть знайти широке застосування при проведенні демеркуризаційних робіт. Таблиця 1 Поглинаюча спроможність запропонованої суміші різного складу в часі № № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 Склад суміші Фарба Фарба Фарба Фарба Молібденіт Фарба Молібденіт Фарба Халькозин Фарба Халькозин Фарба Халькозин Склад грунту, г/м 2 20 20 20 20 20 20 20 20 90 45 Верхній шар фарби, г/м 2 240 240 Загальний склад суміші г/м 2 мас. % 20 70 200 20 37,5 20 62,5 260 88,6 20 11,4 20 37,5 20 62,5 260 88,6 20 11,4 90 54,5 45 45,5 3 Поглинання ртуті, мг/м 2; /годин 100 0,2 0,2 0,5 500 0,5 0,5 1,2 1500 1,4 1,4 1,6 3000 1,6 1,5 1,7 4000 1,6 1,6 1,8 5500 1,7 1,7 2,0 1,0 3,0 11,0 19,0 24,0 28,0 1,0 4,0 12,0 19,0 25,0 30,0 18,0 50,0 130 240 280 310 15,0 40,0 125 240 280 310 90,0 265 420 560 640 705 29041 Продовження табл. 1 № № п/п Склад суміші 9 Фарба Халькозин Фарба Сфалерит Фарба Сфалерит Фарба Халькопірит Фарба Халькопірит 10 11 12 13 Склад грунту, г/м 2 90 45 20 20 20 20 20 20 20 20 Верхній шар фарби, г/м 2 170 240 240 Загальний склад суміші г/м 2 мас. % 260 77,6 45 22,4 20 37,5 20 62,5 260 88,6 20 11,4 20 37,5 20 62,5 260 88,6 20 11,4 Поглинання ртуті, мг/м 2; /годин 100 500 1500 3000 4000 5500 80,0 250 400 550 630 700 12,0 32,0 88,0 125 170 195 15,0 35,0 90,0 130 170 200 12,0 18,0 50,0 90,0 125 150 12,0 20,0 50,0 90,0 120 150 * В цій таблиці та в інших розрахунок кількості кожного компоненту в мас. % виконували, ви ходячи із вмісту в носії сухих речовин Таблиця 2 №№ п/п 1 2 3 4 5 6 Склад суміші Фарба Фарба Фарба Молібденіт Фарба Халькозин Фарба Халькозин Фарба Халькозин Склад грунту, г/м 2 20 50 20 50 20 50 20 50 Верхній шар фарби, г/м 2 90 170 Загальний склад суміші г/м 2 мас. % 20 100 200 100 20 19,4 50 80,6 20 19,4 50 80,6 110 56,9 50 43,1 190 69,5 50 30,5 Поглинання ртуті, г/м 2 /години 100 0,3 0,3 500 0,65 0,65 1500 1,1 1,0 3000 1,6 1,7 4550 1,6 2,1 2 3 8 15 20 15 60 95 140 220 20 75 105 160 250 30 95 120 195 300 Таблиця 3 №№ п/п 1 2 3 4 5 Склад суміші Фарба ВД-ВА-224С Халькозин Прімалекс Стандарт Халькопірит КМЦ КМЦ Халькозин КМЦ Халькозин Поглинання ртуті, мг/м 2 /години Загальний склад суміші г/м 2 40 20 27 30 20 20 20 20 40 мас. % 54,5 45,5 35,1 64,9 100 50 50 33,3 66,7 100 500 1500 2500 3800 25,0 140 290 330 25,0 140 315 490 0,4 0,7 1,0 1,1 28,0 60,0 110 200 40,0 80,0 220 420 Таблиця 4 №№ п/п 1 2 3 4 5 6 Склад суміші Фарба ВД-ВА-224С Фарба ВД-ВА-224С Халькозин Прімалекс Стандарт Халькопірит КМЦ КМЦ Халькозин КМЦ Халькозин Поглинання ртуті, мг/м 2, годин Загальний склад суміші г/м 2 40 40 20 27 30 20 20 20 20 40 мас. % 100 54,5 45,5 35,1 64,9 100 50,0 50,0 33,3 66,7 4 100 0,6 500 2,5 1500 4,2 2500 4,6 3800 20,0 150 280 330 40,0 180 370 525 0,7 1,4 2,1 3,0 35,0 115 210 280 55,0 140 305 430 40,0 20,0 20,0 40,0 20,0 20,0 10,0 15,0 20 25 Фарба ВД-ВА224С Халькопірит Халькозин Фарба ВД-ВА224С Халькопірит Халькозин Прімалекс Стандарт Молібденіт Прімалекс Стандарт Халькозин 2 5 5 4 3 1 г/м2 Склад суміші для поглинання №№ п/п 67,6 32,4 71,4 28,6 31,5 31,5 37,0 31,5 31,5 37,0 мас. % Кількісний склад суміші 0,27 0,27 0,59 0,36 Загальна поверхня поглинаючого матеріалу 15 15 20 20 16 Т°С в боксі 0,00701 0,01252 0,01921 0,02405 0,02646 0 0,00139 0,00703 0,00583 0,01038 0,02452 10 0,00047 0,00408 0,00173 0,00430 0,02293 20 0,00036 0,00228 0,00080 0,00186 0,02190 30 0,00029 0,00153 0,00041 0,00093 0,02065 40 0,00023 0,00123 0,00031 0,00055 0,01935 50 0,00085 0,00025 0,00039 0,01883 60 Концентрація пари ртуті в боксі в мг/м3 , через t хвилин 0,00068 0,00031 0,01815 70 0,00052 0,0002 0,0178 80 Таблиця 5 29041 29041 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 34 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 6