專(zhuān)利名稱(chēng)：毒性物質(zhì)處理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及毒性物質(zhì)的處理方法，更具體地雖不是唯一地涉及處理囟化有機(jī)化合物，如多氯化聯(lián)苯(PCBs)，二氯二苯基三氯乙烷(DDT)，一氯苯和化學(xué)武器，如沙林和芥子的方法。
現(xiàn)在，公眾對(duì)于許多合成化學(xué)品、殺蟲(chóng)劑、除莠劑和其它毒性物質(zhì)對(duì)健康和環(huán)境的危害的認(rèn)識(shí)正在加深和改進(jìn)科學(xué)的理解。人們特別關(guān)心的那些高毒性長(zhǎng)存留物質(zhì)是囟化有機(jī)化合物，如PCBs、二惡英、DDT、一氯苯、二氯苯酚、五氯苯酚、狄氏劑(化合物497)、艾氏劑(化合物118)、2，4-D、2，4，5-T、和其它化合物，如百草枯、殺草快、三九一一、含溴殺蟲(chóng)劑、氨基甲酸酯和另丁草凈。因此，需要有效方法處理這些毒性物質(zhì)。PCBs在變壓器和其它用電設(shè)備中，作為介電流體添加劑，由于其優(yōu)良的絕緣性能而具有廣泛用途，因而帶來(lái)特別嚴(yán)重的處理問(wèn)題。
一些國(guó)家中貯存的化學(xué)武器，包括有機(jī)磷神經(jīng)毒劑和芥子氣，等待著合適的處理方法。在1993年“化學(xué)武器條約”下要求進(jìn)行這種處理。這些物質(zhì)的處理提出了特別嚴(yán)重的問(wèn)題，因?yàn)榕既坏臄U(kuò)散會(huì)造成生命的巨大損失。對(duì)于這類(lèi)應(yīng)用要求一種危險(xiǎn)因素極低的體系。“化學(xué)武器條約”已制訂了銷(xiāo)毀武器的最后日期為2004年12月31日。
處理毒性物質(zhì)通常建議的方法涉及高溫焚化、生物和化學(xué)處理。高溫焚化是將毒性廢物破壞變成氣體產(chǎn)物。任何產(chǎn)生的毒氣，如氯化氫，在排入大氣前必須從廢氣中除去。若操作條件不能完全受控，毒性物質(zhì)有可能排入環(huán)境，或因?yàn)樵镔|(zhì)的不完全破壞、或因?yàn)樵诜倩癄t內(nèi)產(chǎn)生新物質(zhì)，或因?yàn)闅怏w凈化不完全。因此需要控制系統(tǒng)，以調(diào)節(jié)燃料添加、空氣流量、溫度、火焰、氣體組成、凈化液流量等等。也需要?jiǎng)恿﹄娔軗p壞處理的后備系統(tǒng)。這些系統(tǒng)包括大量電子和機(jī)械小部件，任何一個(gè)部件的失效都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)完整系統(tǒng)的立即損失。系統(tǒng)失效會(huì)導(dǎo)致毒性物質(zhì)廣泛散播進(jìn)入周?chē)h(huán)境。
化學(xué)處理使毒性物質(zhì)在適當(dāng)試劑混合物作用下化學(xué)分解。U.S.P.5064526(Rogers等人)公開(kāi)了用堿金屬或堿土金屬碳酸鹽或碳酸氫鹽或氫氧化物、一種氫給體，如一種油和一種催化形成的碳，如碳水化合物，使含在沾污介質(zhì)中的囟化的或非囟化的有機(jī)化合物分解和除去。該方法在升高溫度下進(jìn)行，需要應(yīng)用加熱和冷卻系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、電子后備系統(tǒng)和氣體排放系統(tǒng)。這些系統(tǒng)包括大量部件和聯(lián)結(jié)件，每個(gè)部件均可能出問(wèn)題，其中若一任一部件失靈就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)完整系統(tǒng)的損失。在導(dǎo)致火災(zāi)的事故中，潛伏著毒性物質(zhì)廣泛擴(kuò)散進(jìn)入周?chē)h(huán)境的危險(xiǎn)。
涉及利用熔鹽或鹽浴、等離子體電弧或其它與環(huán)境基本隔離的操作條件的方法，會(huì)迂到一般需要確保維持最佳操作條件和防止逸失的復(fù)雜系統(tǒng)的共同缺點(diǎn)。失敗的危險(xiǎn)要求增加全系統(tǒng)部件和聯(lián)結(jié)件的數(shù)目，毒性物質(zhì)大量逸失的潛在危險(xiǎn)要求增加與環(huán)境隔離的條件。
從公眾安全和商業(yè)可行性觀(guān)點(diǎn)看，任何毒性物質(zhì)處理方法能否被接受，大大取決于系統(tǒng)失敗的危險(xiǎn)和由此引起的潛在后果。上述建議的方法的高度潛在危險(xiǎn)限制了其可接受性，因而限制了其應(yīng)用性。
而且，可看出與焚化有關(guān)的危險(xiǎn)已造成廣泛的公眾異議，以任何方式與焚燒相類(lèi)似的任何方法會(huì)根據(jù)其相似性而非科學(xué)評(píng)估而容易受到拒絕。
毒性物質(zhì)的生物處理方法不會(huì)迂到上述大多數(shù)缺點(diǎn)，但這些方法不能直接處理高濃形式的毒性物質(zhì)。
毒性廢物也可能不能被很好地表征，它可含有有機(jī)和無(wú)機(jī)物質(zhì)，毒性物質(zhì)可含在腐蝕的圓筒中或電氣部件中。因此需要一種能處理范圍廣泛的物質(zhì)而在簡(jiǎn)單容器內(nèi)進(jìn)行的方法，從而消除與大量分立處理階段有關(guān)的危險(xiǎn)。至今建議的許多方法既不能處理混有無(wú)機(jī)毒性物質(zhì)，如三氧化砷的有機(jī)毒性物質(zhì)；也不能接受盛有這些有毒廢物的容器。
本發(fā)明的方法是基于下列發(fā)現(xiàn)，機(jī)械的活化能誘導(dǎo)使毒性物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)斷裂的化學(xué)反應(yīng)，并形成簡(jiǎn)單而非毒性產(chǎn)物。以前對(duì)于用機(jī)械活化來(lái)破環(huán)毒性物質(zhì)是未知的，也不知道機(jī)械活化能使復(fù)雜有機(jī)分子完全破壞。
機(jī)械活化涉及利用機(jī)械能以增加一系統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)性，以便誘導(dǎo)作為應(yīng)用機(jī)械的結(jié)果，涉及化學(xué)組成變化的機(jī)械化學(xué)反應(yīng)。例如，機(jī)械活化的一種形式是機(jī)械合金化，由此在高能球磨機(jī)中將組分研磨使純?cè)铣煞中纬珊辖稹Ｔ谘心テ陂g，給予反應(yīng)物的能量經(jīng)球/反應(yīng)物碰撞，引致原始物料反應(yīng)，不用熔化或高溫就能形成合金。另一形式的機(jī)械活化，描述于國(guó)際申請(qǐng)PCT/AU89/00550，涉及可還原金屬化合物的機(jī)械活化化學(xué)還原的化學(xué)還原方法，用以制造金屬、合金或陶瓷材料。
利用機(jī)械活化以合成某些類(lèi)型化合物，如有機(jī)金屬化合物，見(jiàn)Shaw的U.S.P.2416717。由Shaw描述的反應(yīng)類(lèi)型的實(shí)例之一是所謂Grignard型反應(yīng)，它用于從簡(jiǎn)單化合物合成更復(fù)雜有機(jī)化合物。當(dāng)進(jìn)行Grignard型反應(yīng)時(shí)，由常用于制造Grignard型試劑的連續(xù)切割金屬條的機(jī)械活化，可改進(jìn)這些試劑的反應(yīng)性，并可用于控制和調(diào)節(jié)以使化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的速率。然而，它尚未認(rèn)識(shí)到機(jī)械活化也能用于使復(fù)雜有機(jī)化合物破壞成簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物質(zhì)。
在振動(dòng)研磨機(jī)中的機(jī)械研磨期間，聚氯乙烯(PVC)的機(jī)械化學(xué)降解也已被研究。含有無(wú)機(jī)填料的PVC復(fù)合物受到研磨被用于幫助表征填料對(duì)PVC復(fù)合物穩(wěn)定性的影響。PVC的聚合和脫氫氯化的程度，被發(fā)現(xiàn)隨加入的鈣化合物，如CaSO4·2H2O、CaCO3和Ca(OH)2的情況而改變。然而，這一研究對(duì)于機(jī)械研磨對(duì)聚合物粉末的影響，不能預(yù)期或以任何方式考慮到利用機(jī)械活化來(lái)破壞毒性物質(zhì)，例如使囟化有機(jī)化合物變成無(wú)機(jī)化合物，例如碳。
本發(fā)明用以提供一種有效而為環(huán)境接受的處理毒性物質(zhì)的方法。
按照本發(fā)明，它提供一種處理毒性物質(zhì)的機(jī)械化學(xué)方法，該方法包括
使毒性物質(zhì)和合適試劑的混合物受到機(jī)械活化作用，以增加反應(yīng)物的化學(xué)反應(yīng)性，而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生非毒性的終產(chǎn)物。
典型的毒性物質(zhì)是囟化的有機(jī)化合物，更典型的是氯化烴，例如一種PCB或DDT化合物。該毒性物質(zhì)可以是一種毒性和非毒性化俁物或物質(zhì)的混合物。
能與毒性物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)的任何試劑均是合適的。試劑可以是固體、液體或氣體，若需要，也可以使用兩種或多種試劑。合適試劑可包括氧化劑，如氧化鐵、二氧化錳和氧氣。另方面，試劑也可以是一種還原劑，如金屬鋁、鐵和鋅。可以使用或能破壞整個(gè)分子或能選擇性地反應(yīng)除去氯的還原劑。其它合適試劑也可用于處理特定的毒性物，如NaOH、石墨、紅泥、石灰或生石灰、水、二氧化碳、氧化鈣、氧化銅、氧化鋁和氧化鎂。
試劑可以是引入混合的幾種物質(zhì)之一，以促進(jìn)其在機(jī)械活化期間的反應(yīng)性，它也可以其它方式被活化或預(yù)處理，以強(qiáng)化反應(yīng)速率。
本發(fā)明的優(yōu)選形式中，機(jī)械活化是在機(jī)械研磨機(jī)中進(jìn)行，如在一球磨機(jī)中。當(dāng)球磨機(jī)內(nèi)研磨介質(zhì)，典型的是鋼或陶瓷球，與物料由機(jī)械能保持在連續(xù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下時(shí)，就發(fā)生機(jī)械活化，因此，在球-物料-球和球-物料-襯里磁撞過(guò)程中，賦予物料的能量足以引起機(jī)械活化。
整個(gè)說(shuō)明書(shū)所述中，均參見(jiàn)在機(jī)械磨機(jī)中進(jìn)行的本發(fā)明的方法。任何類(lèi)型的商用磨機(jī)均適用。例如有旋盤(pán)磨機(jī)、塔磨機(jī)、行星磨機(jī)、振動(dòng)磨機(jī)、磨碎研磨機(jī)和依賴(lài)重力型球磨機(jī)。磨機(jī)與外容器之間的磨機(jī)內(nèi)容物的封閉管路再循環(huán)可能是需要的。如果需要，磨機(jī)內(nèi)容物也可以通過(guò)磨后萃取設(shè)施。
應(yīng)當(dāng)理解，機(jī)械活化也可以球磨以外的合適方式實(shí)現(xiàn)。例如，也可以用噴磨機(jī)、棒磨機(jī)、輥磨機(jī)或粉碎機(jī)達(dá)到機(jī)械活化。整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，“機(jī)械活化”包括涉及利用機(jī)械能來(lái)增加反應(yīng)物的化學(xué)反應(yīng)性以誘導(dǎo)機(jī)械化學(xué)反應(yīng)的方法，它們是作為施加了機(jī)械能的結(jié)果而發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。
為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)詳細(xì)描述本發(fā)明的機(jī)械化學(xué)反應(yīng)方法和實(shí)施例的優(yōu)選實(shí)施方案，但僅作為實(shí)例。


圖1圖示說(shuō)明當(dāng)用CaO在球磨機(jī)內(nèi)處理DDE時(shí)，DDE殘留作為研磨時(shí)間函數(shù)的分?jǐn)?shù)；圖2圖示說(shuō)明當(dāng)用生石灰在球磨機(jī)內(nèi)處理DDT時(shí)，有機(jī)氯殘留作為研磨時(shí)間函數(shù)的分?jǐn)?shù)；圖3圖示說(shuō)明當(dāng)用CaO在球磨機(jī)內(nèi)處理DDT時(shí)，有機(jī)氯殘留作為研磨時(shí)間函數(shù)的分?jǐn)?shù)；圖4和5圖示說(shuō)明當(dāng)用生石灰在球磨機(jī)內(nèi)處理DDT時(shí)，有機(jī)氯殘留作為研磨時(shí)間函數(shù)的分?jǐn)?shù)；圖6圖示說(shuō)明當(dāng)用預(yù)研磨CaO能夠縮短研磨時(shí)間；和圖7圖示說(shuō)明當(dāng)在研磨中逐漸遞增加入PCB時(shí)，PCB保留分?jǐn)?shù)的情況。
在本發(fā)明方法中，毒性物質(zhì)典型地與合適的試劑置于機(jī)械磨機(jī)內(nèi)，接受研磨作用。由于研磨引起機(jī)械活化的結(jié)果，發(fā)生試劑與研磨介質(zhì)的碰撞，誘導(dǎo)毒性物質(zhì)與試劑反應(yīng)形成無(wú)毒的終產(chǎn)物。另外，也需要克服進(jìn)行反應(yīng)的活化能壘。在本發(fā)明方法中，活性能一般由提供機(jī)械活化作用的球磨機(jī)提供。
處理參數(shù)取決于被處理毒性物質(zhì)的性質(zhì)和所用的機(jī)械活化。為了說(shuō)明目的，下列轉(zhuǎn)動(dòng)球磨的優(yōu)選參數(shù)如下碰撞能0.01-100焦耳；球/反應(yīng)物質(zhì)量比2∶1-50∶1球磨時(shí)間一般小于72小時(shí)，優(yōu)選小于24小時(shí)氣氛空氣或惰性氣體，例如氬、氮加上任何反應(yīng)物氣體。
在球磨過(guò)程中，包括毒性物質(zhì)和合適反應(yīng)劑的液體/固體/氣體反應(yīng)物相互碰撞，并與研磨介質(zhì)碰撞。至少一種反應(yīng)物應(yīng)是固體，由于固相顆粒度減小造成反應(yīng)面積增加，會(huì)增加反應(yīng)物的反應(yīng)性。在促進(jìn)反應(yīng)性的碰撞顆粒界面間發(fā)生原子的熔合、混合和/或分子的交換。如果需要，液體反應(yīng)物，如液體毒性物質(zhì)可以吸附在活性物質(zhì)的顆粒上，例如活性粘土、活性炭、活性氧化鋁或活性硅藻土。開(kāi)始時(shí)這些惰性物質(zhì)可以用合適的表面活性劑活化或用熱活化。
在高強(qiáng)度球磨中，磨機(jī)內(nèi)溫度由于碰撞過(guò)程產(chǎn)生的熱而增加。也可加熱反應(yīng)物，優(yōu)選環(huán)境溫度至200℃，更優(yōu)選環(huán)境溫度至100℃，以改進(jìn)化學(xué)反應(yīng)性，然而，本發(fā)明的方法一般是較低溫度的方法。
本發(fā)明方法可用于處理范圍很廣的有毒化合物，包括有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物，囟化有機(jī)化合物，如CFCs、PCBs、DDT、二惡英、六氯苯酚、氯苯類(lèi)、二氯酚、五氯酚、狄氏劑、艾氏劑和其它有機(jī)氯農(nóng)藥(OCPs)，如氯丹和七氯。其它可用本發(fā)明方法處理的毒性物質(zhì)包括2，4-D、2，4，5-T、百草枯、殺草快、三九一一、含溴殺蟲(chóng)劑、氨基甲酸酯、另丁草凈、其它除莠劑和殺蟲(chóng)劑，和化學(xué)武器，如GB(沙林)、GA(塔崩)、VX和HD(芥子)。對(duì)反應(yīng)物的唯一限制是與機(jī)械化學(xué)反應(yīng)相關(guān)的吉布氏自由能變化通常應(yīng)是負(fù)值，然而也有例外。
本發(fā)明由下列實(shí)例進(jìn)一步描述和說(shuō)明。這些實(shí)例是對(duì)大量可能發(fā)生反應(yīng)的說(shuō)明性實(shí)例，并非以任何方式來(lái)限制本發(fā)明。
硬化鋼管瓶的裝料和所有后續(xù)反應(yīng)物處理是在充高純氬的手套箱內(nèi)進(jìn)行的。
實(shí)例1DDT(1.5g)和CaO(10.9g)與9個(gè)10mm硬化鋼球一起在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX型8000混合/研磨機(jī)研磨24小時(shí)。球的總質(zhì)量72g，球與反應(yīng)物質(zhì)量比為5.9∶1。研磨結(jié)束時(shí)，產(chǎn)物用X光衍射(XRD)法、氣體層析質(zhì)譜(GCMS)和氣體層析電子捕獲(GCEC)技術(shù)分析。XRD分析發(fā)現(xiàn)粉碎的粉末中包含氧化鈣和氫氧化鈣。GCEC分析表明，研磨中99.9996%的有機(jī)氯已受破壞。
加水到已研磨粉末中，以溶解水溶性化合物。將得到的溶液干燥，殘?jiān)?jīng)XRD鑒定為CaCl2。殘?jiān)穆然锓治霰砻鳎心ブ兴杏袡C(jī)氯化物已全部轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)氯化物。過(guò)濾分離不溶物質(zhì)，其后分析為含氫氧化鈣和碳。加鹽酸到不溶物中以溶解Ca(OH)2。過(guò)濾分離不溶殘?jiān)⒏稍铩峤鈿庀鄬游龇ū砻髯詈髿堅(jiān)胁淮嬖谟袡C(jī)化合物。XRD分析最后殘?jiān)砻髦淮嬖谔肌?br> 氧化鈣試劑這樣就生產(chǎn)出基本惰性的終產(chǎn)物。氧化鈣由于其以生石灰形式容易得到及成本較低，作為試劑特別合適。重要的是用石灰做破壞毒性廢物的殘劑以前已被本領(lǐng)域內(nèi)的某些機(jī)構(gòu)嚴(yán)格考驗(yàn)過(guò)，并得出它對(duì)毒性廢物處理既無(wú)作用也無(wú)潛力。然而，與這些發(fā)現(xiàn)相反，當(dāng)它用于本發(fā)明的方法時(shí)，已發(fā)現(xiàn)石灰和氧化鈣在破壞毒物中作試劑高度有效，這由如上和以下實(shí)例說(shuō)明。
實(shí)例2PCB(氯化三聯(lián)苯1254)(1.0g)和氧化鈣(8.8g)與9個(gè)10mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，SPEX800型混合/研磨機(jī)研磨12小時(shí)。球的總質(zhì)量73g，球與反應(yīng)物的質(zhì)量比為7.4∶1。研磨結(jié)束時(shí)，產(chǎn)物用GCMS和GCEC技術(shù)分析。GCEC分析表明，PCB原物料的99.9995%在研磨中破壞。
實(shí)例3DDT(1.5g)和氧化鈣(10.9g)與12個(gè)12mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用Fritsch行星式研磨機(jī)研磨24小時(shí)。球的總質(zhì)量96g，球與反應(yīng)物的質(zhì)量比為5.9∶1。研磨結(jié)束后，產(chǎn)物用GCMS和GCEC技術(shù)分析。GCEC分析表明，99.999%以上的有機(jī)氯被破壞。
實(shí)例4DDT(1.0g)和氧化鈣(7g)與163個(gè)6mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用磨碎研磨機(jī)研磨12小時(shí)。球的總質(zhì)量163g，球與反應(yīng)物的質(zhì)量比為20∶1。研磨結(jié)束時(shí)，產(chǎn)物用GCMS和GCEC技術(shù)分析。GCEC分析表明，檢測(cè)不出氯化的有機(jī)化合物。
實(shí)例5DDE(0.5g)和氧化鈣(3.7g)與9個(gè)10mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX8000型混合/研磨機(jī)研磨12小時(shí)。球的總質(zhì)量73g，球與反應(yīng)物的質(zhì)量比為17.4∶1。在研磨中的不同時(shí)間取出樣品，用GCMS和GCEC技術(shù)分析。圖1表明，DDE的保留分?jǐn)?shù)與研磨時(shí)間的函數(shù)關(guān)系。GCEC分析表明，99.9998%的有機(jī)氯已發(fā)生破壞。
實(shí)例6DDT(1.5g)和生石灰(78%CaO)(13.5g)與9個(gè)10mm硬化鋼球一起，用SPEX8000型混合/研磨機(jī)研磨24小時(shí)。球的總質(zhì)量73g，球與反應(yīng)物的質(zhì)量比為4.9∶1。在研磨中不同時(shí)間取出樣品，用GCMS和GCEC技術(shù)分析。圖2表明有機(jī)氯殘留的分?jǐn)?shù)與研磨時(shí)間的函數(shù)關(guān)系?？梢钥闯觯?小時(shí)后DDT完全破壞，24小時(shí)后DDE完全破壞。
實(shí)例7DDT(1.5g)和氧化鈣(11g)與9個(gè)10mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX8000型混合/研磨機(jī)研磨24小時(shí)。球的總質(zhì)量73g，球與反應(yīng)物的質(zhì)量比為5.9∶1。在研磨中不同時(shí)間取出樣品，用GCMS和GCEC技術(shù)分析。圖3表明殘留有機(jī)氯的分?jǐn)?shù)與研磨時(shí)間的函數(shù)關(guān)系。可以看出，DDT在10小時(shí)后，DDE在24小時(shí)后完全破壞。
實(shí)例8DDT(1.5g)和生石灰(78%CaO)(13.4g)與9個(gè)10mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX8000型混合/研磨機(jī)研磨24小時(shí)。球的總質(zhì)量73g，球與反應(yīng)物的質(zhì)量比為4.9∶1。在研磨時(shí)反應(yīng)物暴露在空氣氣氛中。在研磨中不同時(shí)間取出樣品，GCMS和GCEC技術(shù)分析。圖4表明有機(jī)氯殘留的分?jǐn)?shù)與研磨時(shí)間的函數(shù)關(guān)系?？梢钥闯觯珼DE作為DDT的破裂產(chǎn)物而形成。測(cè)量表明，DDT在3小時(shí)后，DDE在約20小時(shí)后完全破壞。
實(shí)例9DDT(1.5g)和生石灰(78%CaO)(13.5g)與70個(gè)6mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX8000型混合/研磨機(jī)研磨24小時(shí)。球的總質(zhì)量73g，球與反應(yīng)物的質(zhì)量比為4.9∶1。在研磨中不同時(shí)間取樣，用GCMS和GCEC技術(shù)分析。圖5表明有機(jī)氯殘留的分?jǐn)?shù)與研磨時(shí)間的函數(shù)關(guān)系。可以看出，DDE作為DDT的破裂產(chǎn)物而形成。DDT在6小時(shí)后，DDE在18小時(shí)后完全破壞。
實(shí)例10一氯苯(1.1g)和氧化鈣(8.0g)與9個(gè)10mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX8000型混合/研磨機(jī)研磨36小時(shí)。球的總質(zhì)量73g，球與反應(yīng)物的質(zhì)量比為8∶1。研磨結(jié)束后，產(chǎn)物用GCMS和GCEC技術(shù)分析。GCEC分析表明，99.9993%的有機(jī)氯被破壞。
實(shí)例11二氯苯(1.02g)和氧化鈣(7.0g)與9個(gè)10mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX8000型混合/研磨機(jī)研磨24小時(shí)。球的總質(zhì)量73g，球與反應(yīng)物的質(zhì)量比為9.1∶1。研磨結(jié)束時(shí)，產(chǎn)物用GCMS和GCEC技術(shù)分析。GCEC分析表明99.9969%的有機(jī)氯被破壞。
實(shí)例12六氯苯(1.06g)和氧化鈣(7.98g)與9個(gè)10mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX8000型混合/研磨機(jī)研磨12小時(shí)。球的總質(zhì)量73g，球與反應(yīng)物的質(zhì)量比為8∶1。研磨結(jié)束后，產(chǎn)物用GCMS和GCEC技術(shù)分析。GCEC分析表明，99.9994%的有機(jī)氯被破壞。
實(shí)例13毒死蜱(1.01g)和氧化鈣(7.08g)與10個(gè)12mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX8000型混合/研磨機(jī)研磨24小時(shí)。球的總質(zhì)量81g，球與反應(yīng)物的質(zhì)量比為10∶1。研磨結(jié)束時(shí)，產(chǎn)物用GCMS和GCEC技術(shù)分析。GCEC分析表明＞99.9998%的有機(jī)化合物被破壞。
實(shí)例14莠去津(C8H14N5Cl)(1.0g)和氧化鈣(7.02g)與10個(gè)12mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX 8000型混合/研磨機(jī)研磨24小時(shí)。球的總質(zhì)量72g，球與反應(yīng)物的質(zhì)量比為10.1∶1。研磨結(jié)束后，產(chǎn)物用GCMS和GCEC技術(shù)分析。GCEC分析表明，＞99.99%的有機(jī)物被破壞。
實(shí)例15殺螟松(C9H12NO5P)(0.95g)和氧化鈣(6.63g)與10個(gè)12mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX 8000型混合/研磨機(jī)研磨24小時(shí)。球的總質(zhì)量81g，球與反應(yīng)物的質(zhì)量比為10.7∶1。研磨結(jié)束時(shí)，產(chǎn)物用GCMS和GCEC技術(shù)分析。GCEC分析表明99.9996%的有機(jī)化合物被破壞。
實(shí)例16苯(C6H6)(0.86g)和氧化鈣(7.0g)與9個(gè)12mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX 8000型混合/研磨機(jī)研磨48小時(shí)。研磨結(jié)束后，產(chǎn)物用GCMS技術(shù)分析。GCMS分析表明，未檢測(cè)出任何有機(jī)化合物。
實(shí)例17石蠟油(1.01g)和冶金級(jí)生石灰(78%CaO)(14.24g)與10個(gè)12mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX8000型混合/研磨機(jī)研磨24小時(shí)。研磨結(jié)束時(shí)，產(chǎn)物用GCMS技術(shù)分析。GCMS分析表明未檢測(cè)出任何有機(jī)化合物。
實(shí)例18二苯酮(C13H10O)(1.00g)和氧化鈣(7.03g)與10個(gè)12mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX 8000型混合/研磨機(jī)研磨48小時(shí)。研磨結(jié)束后，產(chǎn)物用GCMS技術(shù)分析。分析表明，未檢測(cè)出任何的有機(jī)化合物。
實(shí)例19蒽(C14H10)(0.99g)和氧化鈣(6.98g)與81個(gè)6mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX 8000型混合/研磨機(jī)研磨24小時(shí)。研磨結(jié)束時(shí)，產(chǎn)物用GCMS技術(shù)分析。GCMS分析表明未檢測(cè)出任何有機(jī)化合物。
實(shí)例20二氰基苯(C8H4N2)(0.98g)和氧化鈣(6.99g)與81個(gè)6mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX 8000型混合/研磨機(jī)研磨48小時(shí)。研磨結(jié)束后，產(chǎn)物用GCMS技術(shù)分析。GCMS分析表明，未檢測(cè)出任何有機(jī)化合物。
實(shí)例21DTT(2.0g)和金屬鎂(2.45g)與9個(gè)10mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX8000型混合/研磨機(jī)研磨12小時(shí)。球的總質(zhì)量90g，球與反應(yīng)物的質(zhì)量比為20.2∶1。研磨結(jié)束時(shí)，產(chǎn)物用GCMS和X射線(xiàn)衍射(XRD)技術(shù)分析。GCMS分析未檢測(cè)出任何有機(jī)氯，表明研磨中發(fā)生了完全的破壞。用Volhard方法做研得粉末的氯化物分析表明，所有有機(jī)氯已全部轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)氯化物。因此表示DDT的有機(jī)分子已在研磨中與鎂分子反應(yīng)，并轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)化合物。
在600℃真空加熱粉末后，用XRD發(fā)現(xiàn)粉末含有碳化鎂和氯化鎂。已知?dú)浠V在600℃以下就分解，因此用XRD未檢測(cè)到它。
實(shí)例22在甲苯溶劑中的農(nóng)用DTT(25%DDT)(7.96g)和鎂(4.97g)與8個(gè)10mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX8000型混合/研磨機(jī)研磨24小時(shí)。球的總質(zhì)量65g，球與反應(yīng)物的質(zhì)量比為5∶1。研磨結(jié)束時(shí)，少量糊狀產(chǎn)物用GCMS技術(shù)分析。GCMS分析表明，除甲苯溶劑外，未檢測(cè)出任何DDT原料或任何含氯的有機(jī)化合物。
實(shí)例23DTT(2.01g)和NaOH(2.54g)與8個(gè)10mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX8000型混合/研磨機(jī)研磨12小時(shí)。球與反應(yīng)物的質(zhì)量比為13.5∶1。研磨結(jié)束時(shí)，產(chǎn)物用X射線(xiàn)衍射和GCMS技術(shù)分析。XRD分析表明，研得粉末中含氫氧化鈉一水合物和氯化鈉。GCMC分析檢測(cè)出已發(fā)生脫氯作用。
實(shí)例24DTT(0.99g)和MgO(6.97g)與10個(gè)12mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX8000型混合/研磨機(jī)研磨24小時(shí)。球的總質(zhì)量81g，球與反應(yīng)物的質(zhì)量比為10.2∶1。研磨結(jié)束時(shí)，產(chǎn)物用GCMS和GCEC技術(shù)分析。GCMS分析表明，99.98%的有機(jī)氯被破壞。
實(shí)例25DTT(1.01g)和Fe2O3(7.0g)與81個(gè)6mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX 8000型混合/研磨機(jī)研磨24小時(shí)。球的總質(zhì)量81g，球與反應(yīng)物的質(zhì)量比為10.1∶1。研磨結(jié)束后，產(chǎn)物用GCMS和GCEC技術(shù)分析。GCEC分析表明89%的DDT(包括DDD和DDE)被破壞。
實(shí)例26DTT(1.00g)和CuO(6.95g)與10個(gè)12mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX8000型混合/研磨機(jī)研磨24小時(shí)。球的總質(zhì)量81g，球與反應(yīng)物的質(zhì)量比為10.2∶1。研磨結(jié)束時(shí)，產(chǎn)物用GCMS和GCEC技術(shù)分析。GCES分析表明，89%的DDT被破壞。研磨后在球上發(fā)現(xiàn)金屬銅，表明在研磨中發(fā)生了CuO還原成為金屬銅。
實(shí)例27DTT(1.00g)和Al2O3(6.99g)與81個(gè)6mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX 8000型混合/研磨機(jī)研磨24小時(shí)。球的總質(zhì)量81g，球與反應(yīng)物的質(zhì)量比為10.1∶1。研磨結(jié)束后，產(chǎn)物用GCMS和GCEC技術(shù)分析。GCEC分析表明85%的DDT(包括DDD和DDE)被破壞。
實(shí)例28DTT(1.00g)和氧化鋁煉廠(chǎng)來(lái)的“紅泥”樣品(7.03g)與81個(gè)6mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX8000型混合/研磨機(jī)研磨24小時(shí)。球的總質(zhì)量81g，球與反應(yīng)物的質(zhì)量比為10.1∶1。研磨結(jié)束時(shí)，產(chǎn)物用GCMS和GCEC技術(shù)分析。GCEC分析表明，84%的DDT(包括DDD和DDE)被破壞。
實(shí)例29DTT(1.00g)和Fe2O3(7.3g)和CaO(9.91g)與8個(gè)12mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX 8000型混合/研磨機(jī)研磨21小時(shí)。球的總質(zhì)量64.9g，球與反應(yīng)物的質(zhì)量比為3.6∶1。研磨結(jié)束后，產(chǎn)物用GCMS和GCEC技術(shù)分析。分析表明99.99%的DDT(包括DDD和DDE)被破壞。
實(shí)例30DTT(1.01g)和氧化鈣(0.89g)與9個(gè)12mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX8000型混合/研磨機(jī)研磨24小時(shí)。在第2個(gè)實(shí)驗(yàn)中，DDT(1.01g)和CaO(0.88g)與Al(0.11g)在相同條件下研磨。兩次研磨結(jié)束時(shí)，產(chǎn)物用GCMS和GCEC技術(shù)分析。GCEC分析表明，在加入0.11gAl的樣品中發(fā)生了99.994%的有機(jī)氯被破壞，而不加鋁的樣品中，只有28.8%的有機(jī)氯被破壞。這些結(jié)果表明，CaO與DDT的比例可以由于加入少量金屬例如作為反應(yīng)物而大為減小(與實(shí)例3和9相比)。但加鐵和鎳影響不大。
實(shí)例31PCB(氯化三聯(lián)苯1254)(3.0g)和金屬鎂(3.0g)與9個(gè)10mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX8000型混合/研磨機(jī)研磨12小時(shí)。球的總質(zhì)量90g，球與反應(yīng)物的質(zhì)量比為15∶1。研磨結(jié)束后，產(chǎn)物用GCMS和GCEC技術(shù)分析。GCEC分析表明，99.97%的PCB原始物料在研磨中被破壞。因此，在研磨中PCB有機(jī)分子與金屬鎂發(fā)生了反應(yīng)，并轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)化合物。
實(shí)例32一氯苯(1.0g)和金屬鈣(5.0g)與9個(gè)10mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX8000型混合/研磨機(jī)研磨12小時(shí)。球的總質(zhì)量90g，球與反應(yīng)物的質(zhì)量比為15∶1。研磨結(jié)束時(shí)，產(chǎn)物用XRD、傅立葉變換紅外譜儀和GCMS技術(shù)分析。發(fā)現(xiàn)研得粉末是無(wú)定形的。GCMS分析表明未檢測(cè)出痕量一氯苯原始物料。700℃真空加熱使粉末結(jié)晶，XRD分析發(fā)現(xiàn)組分由氫化鈣、氯化鈣和氮化鈣組成。
說(shuō)明在研磨中一氯苯的有機(jī)分子與金屬鈣發(fā)生了反應(yīng)，并轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)化合物。
實(shí)例33DDT(2g)和金屬鈣(3.2g)與9個(gè)10mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX8000型混合/研磨機(jī)研磨12小時(shí)。球的總質(zhì)量90g，球與反應(yīng)物的質(zhì)量比為17.3∶1。研磨結(jié)束后，產(chǎn)物用GCMS技術(shù)分析。分析表明，在儀器的分辨率(毫微克級(jí))下，發(fā)現(xiàn)研得粉末中不含有任何有機(jī)物。說(shuō)明DDT的有機(jī)分子在研磨中已與金屬鈣起反應(yīng)，并轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)化合物。
實(shí)例34PCB(氯化三聯(lián)苯1254)(1.9g)和金屬鋁(3.6g)與9個(gè)10mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX8000型混合/研磨機(jī)研磨12小時(shí)。球的總量90g，球與反應(yīng)物的質(zhì)量比為16.4∶1。研磨結(jié)束時(shí)，產(chǎn)物用GCMS和GCEC技術(shù)分析。GCEC分析表明99.95%的PCB原料在研磨中被破壞。因此說(shuō)明PCB的有機(jī)分子研磨中已與金屬鋁起反應(yīng)，并轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)化合物。
實(shí)例35DDT(1.0g)和金屬鐵(4.5g)與9個(gè)10mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX8000型混合/研磨機(jī)研磨12小時(shí)。球的總質(zhì)量90g，球與反應(yīng)物的質(zhì)量比為16.4∶1。研磨結(jié)束后，產(chǎn)物用GCMS和GCEC技術(shù)分析。GCEC分析表明，96.4%的原始物料在研磨中被破壞。因此，說(shuō)明DDT有機(jī)分子在研磨中已與金屬鐵起反應(yīng)，并轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)化合物。
實(shí)例36DDT(1.0g)和金屬鈣(0.7g)和金屬鐵與9個(gè)10mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX8000型混合/研磨機(jī)研磨12小時(shí)。球的總質(zhì)量90g，球與反應(yīng)物的質(zhì)量比為15.8∶1。研磨結(jié)束時(shí)，產(chǎn)物用GCMS技術(shù)分析。GCMS分析表明不再存在有機(jī)氯，表明研磨中實(shí)際上已發(fā)生了DDT的完全破壞。
鑒于CaO作為優(yōu)選試劑的重要性，當(dāng)用CaO作為試劑或試劑之一，已研究了進(jìn)一步增強(qiáng)反應(yīng)物的反應(yīng)性的幾種方法。具體而言，已研究了在與毒性物質(zhì)進(jìn)行機(jī)械活化之前對(duì)CaO預(yù)研磨的效應(yīng)，研磨中逐漸增加CaO的加入量和/或毒性物質(zhì)對(duì)反應(yīng)物的比例的效應(yīng)和升高反應(yīng)物溫度的效應(yīng)。在幾種場(chǎng)合中，降低反應(yīng)溫度，可使反應(yīng)性顯著改進(jìn)。下列實(shí)例說(shuō)明預(yù)研磨、增加反應(yīng)物的加入量及加熱的影響。
實(shí)例37PCB(～1g)和氧化鈣(～7g)與81g個(gè)6mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX8000型混合/研磨機(jī)研磨8-12小時(shí)。在第二組試驗(yàn)中，CaO(8.5g)用9個(gè)10mm硬化鋼球在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，在SPEX8000型混合研磨機(jī)內(nèi)預(yù)研磨。預(yù)研磨的目的是減小CaO的顆粒大小。PCB(～7g)和預(yù)研磨的CaO(～7g)然后又與9個(gè)10mm硬化鋼球一起，用SPEX8000型混合/研磨機(jī)研磨4-6小時(shí)。研磨結(jié)束時(shí)，產(chǎn)物用GCMS和GCEC技術(shù)分析。研磨時(shí)間對(duì)PCB殘留分?jǐn)?shù)的影響示于圖6。可以看出CaO的預(yù)研磨對(duì)于使毒性物質(zhì)達(dá)到一定水平的破壞，可縮短所需大約一半的研磨時(shí)間。
實(shí)例38PCB和CaO與9個(gè)10mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX8000型混合/研磨機(jī)研磨。起始裝料由6.78gCaO和0.75gPCB組成。研磨12小時(shí)后，取出少量樣品(0.1g)分析，再加入0.73gPCB，再繼續(xù)研磨12小時(shí)。相似地，取出樣品，研磨24小時(shí)和36小時(shí)后，再分別加入0.72g和0.78gPCB。樣品用GCMS和GCEC技術(shù)分析。圖7表示在與加入PCB有關(guān)的4次研磨期末(即在12、24、36、48小時(shí)研磨后)時(shí)，按GCEC測(cè)量的PCB的保留分?jǐn)?shù)。表1給出了在每12小時(shí)期后PCB的破壞%，和有效CaO/PCB質(zhì)量比。測(cè)量表明后來(lái)加入PCB造成所需CaO/PCB重量比的大幅降低，以致影響PCB的破壞。
表1研磨時(shí)間CaO/PCB破壞(小時(shí))質(zhì)量比%1129:199.99952244.6:199.99973363.1:199.9764482.3:199.72
相似的效果可由再使用過(guò)量CaO在毒性物質(zhì)破壞后保留作為毒性物質(zhì)的后續(xù)處理的部分試劑而實(shí)現(xiàn)。因此，例如對(duì)于起始試劑/毒性物質(zhì)比為12∶1的裝料，研磨后可取出3單元的反應(yīng)物，再用2單元試劑和1單元毒物代替。再開(kāi)始研磨直至幾乎所有毒性物質(zhì)被破壞，然后再重復(fù)該方法。這要求在試劑/毒性物質(zhì)比下降到不可接受的低水平之前，就增加被研磨的批次或裝料數(shù)?？梢赃_(dá)到一個(gè)更好的累積試劑消耗比。在本例中，9次裝料后，試劑/毒性物質(zhì)比下降為7。但累積試劑消耗比僅為4.62∶1。與預(yù)研磨相結(jié)合或使用一種超細(xì)微粒試劑，可以實(shí)現(xiàn)破壞毒性物質(zhì)期間試劑消耗的大幅降低。
實(shí)施例39DDT(0.92g)和氧化鈣(7.39g)與10個(gè)12mm硬化鋼球一起，在硬化鋼管瓶?jī)?nèi)，用SPEX8000型混合研磨機(jī)研磨8小時(shí)。研磨中用加熱器使管瓶的外表面保持在100℃。研磨結(jié)束時(shí)，產(chǎn)物用GCMS和GCEC技術(shù)分析。結(jié)果表明，DDT的破壞與常規(guī)研磨相比，可由加熱而大為加速。
本發(fā)明的方法也可容易地應(yīng)用于大規(guī)模商業(yè)可行的毒性物質(zhì)處理。一種合適的普通可得的密封機(jī)械磨機(jī)可用于進(jìn)行這種機(jī)械活化。這種磨機(jī)可永久置于預(yù)定毒性物質(zhì)處理地點(diǎn)，或者將較小型研磨機(jī)安裝在卡車(chē)上，以運(yùn)輸?shù)蕉拘晕镔|(zhì)處理地點(diǎn)。然后毒性物質(zhì)與合適的研磨介質(zhì)和試劑一起裝入磨機(jī)，研磨混合物以預(yù)定時(shí)間期，或研磨到樣品分析指示不再存在可檢測(cè)的毒性物質(zhì)為止。使用批量加料技術(shù)，任何數(shù)量的毒物均可按此法處理。在某些場(chǎng)合下，可能需要在磨機(jī)和外容器之間對(duì)磨機(jī)內(nèi)容物進(jìn)行閉合線(xiàn)路再循環(huán)。還可以進(jìn)行后研磨處理，以提取非毒性終產(chǎn)物和/或幫助某些終產(chǎn)品的再循環(huán)。
上述毒性物質(zhì)處理的機(jī)械活化方法與常規(guī)處理方法相比，具有一系列明顯優(yōu)點(diǎn)，包括1.本方法簡(jiǎn)單，不需要大量聯(lián)結(jié)系統(tǒng)和操作部分同時(shí)起作用。這降低了與方法有關(guān)的全部危險(xiǎn)。
2.本方法可在閉合系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行，這在控制毒性物質(zhì)泄漏危險(xiǎn)方面具有優(yōu)點(diǎn)。
3.本方法可在接近于環(huán)境條件下操作，因此不會(huì)發(fā)生高度危險(xiǎn)的毒性物質(zhì)大面積泄漏。
4.本方法天生可靠，其安全性不會(huì)受到斷電、斷動(dòng)力或氣候條件等事故的損害。根據(jù)需要可?？善饎?dòng)。不需要依賴(lài)真實(shí)的時(shí)間電子過(guò)程控制系統(tǒng)就可操作。這些因素降低了與使用該方法有關(guān)的危險(xiǎn)。
5.本方法可用于多種液體或固體毒性物質(zhì)。
6.本方法可以再定位，因此可用于現(xiàn)場(chǎng)處理毒性物質(zhì)，可以消除與毒性物質(zhì)運(yùn)輸?shù)挠嘘P(guān)危險(xiǎn)。
7.本方法移動(dòng)裝置時(shí)，不需要繁多的拆卸、再組裝或再投產(chǎn)。這就降低了與這些操作有關(guān)的危險(xiǎn)。
8.本方法的終產(chǎn)物是典型的非毒性無(wú)機(jī)物，它們?nèi)菀滋幚砘蛏踔帘辉傺h(huán)。
9.本方法在某些場(chǎng)合可能用于同時(shí)處理毒性物質(zhì)和其容器兩者，因而減少了處理步驟及消除了有關(guān)危險(xiǎn)。
10.本方法與焚化法不相似，因此通過(guò)與焚化法相比較，是易于被接受的。
現(xiàn)在，本發(fā)明已對(duì)優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行了詳細(xì)描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，在不偏離本發(fā)明的基本概念下，還可做出許多變化和改進(jìn)。所有這些變化和改進(jìn)均應(yīng)考慮是落在本發(fā)明的范圍內(nèi)，其性質(zhì)由上述說(shuō)明書(shū)和后附的權(quán)利要求書(shū)所決定。而且，前列提供實(shí)例是對(duì)具體實(shí)施方案的說(shuō)明，并非打算限制本發(fā)明方法的范圍。
權(quán)利要求
1.一種處理毒性物質(zhì)的機(jī)械化學(xué)方法，包括使毒性物質(zhì)和一種合適的試劑的混合物受機(jī)械活化，以增加反應(yīng)物的化學(xué)反應(yīng)性，使之發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一種或多種非毒性的終產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中的毒性物質(zhì)是一種有機(jī)化合物，并且其中非毒性終產(chǎn)物的產(chǎn)生是由有機(jī)化合物的實(shí)質(zhì)破壞所伴隨。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中有機(jī)化合物是一種囟化有機(jī)化合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中囟化有機(jī)化合物選自CFCs、PCBs、DDT、二惡英、六氯苯酚、氯苯類(lèi)、二氯苯酚、五氯苯酚、狄氏劑、艾氏劑，和其它有機(jī)氯農(nóng)藥(OCPs)，如氯丹和七氯。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中有機(jī)化合物是一種有機(jī)磷化合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中使混合物受機(jī)械活化引起毒性物質(zhì)和試劑間的機(jī)械化學(xué)反應(yīng)，并且其中的反應(yīng)物選自與其吉布氏自由能變化是負(fù)值的機(jī)械化學(xué)反應(yīng)相關(guān)的那些反應(yīng)物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中的試劑是一種還原劑，例如金屬鋁、金屬鐵和金屬鋅。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中的試劑是一種氧化劑，例如氧化鐵、二氧化錳和氧氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中的試劑選自NaOH、石墨、紅泥、石灰、生石灰、水、二氧化碳、CaO、CuO、Al2O3、和MgO。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9之一的方法，其中的試劑是導(dǎo)入混合物以促進(jìn)機(jī)械活化期間的反應(yīng)性的幾種物質(zhì)之一。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中導(dǎo)入少量金屬鋁以增加反應(yīng)性。
12.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中的機(jī)械活化是在機(jī)械研磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行的。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中機(jī)械研磨機(jī)是一種球磨機(jī)。
14.根據(jù)權(quán)利要求7-9之一的方法，其中在毒性物質(zhì)和試劑的混合物受到機(jī)械活化之前，將試劑的顆粒大小減小，以增加試劑的反應(yīng)表面積。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物被逐漸遞增地取出，和/或毒性物質(zhì)和/或試劑在機(jī)械活化后逐漸遞增地添加，因此在實(shí)用中所需試劑的總量可以大為減少。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中毒性物質(zhì)包括一種化學(xué)武器，例如GB(沙林)、GA(塔崩)、VX和HD(芥子)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中反應(yīng)物受熱以進(jìn)一步增加化學(xué)反應(yīng)性。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中反應(yīng)物的溫度保持在環(huán)境溫度至200℃的范圍。
全文摘要
一種處理毒性物質(zhì)的方法，毒性物質(zhì)例如無(wú)機(jī)化合物、鹵化有機(jī)化合物，如PCBs、二噁英、DDT和化學(xué)武器，如沙林和芥子。方法基于發(fā)現(xiàn)機(jī)械活化能誘導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)，使毒性物質(zhì)分子斷裂，產(chǎn)生簡(jiǎn)單無(wú)毒化合物，方法涉及使毒性物質(zhì)和合適試劑的混合物受機(jī)械活化，產(chǎn)生無(wú)毒終產(chǎn)物。機(jī)械活化典型地是在機(jī)械研磨機(jī)，如球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行，各種毒性物質(zhì)與合適試劑的球磨可使毒性起始物質(zhì)最終完全破壞。
文檔編號(hào)A62D3/37GK1100663SQ9312097
公開(kāi)日1995年3月29日 申請(qǐng)日期1993年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月18日
發(fā)明者P·唐內(nèi)克, P·G·麥考密克, R·施里特, S·A·羅蘭斯 申請(qǐng)人:技術(shù)資源有限公司, 西澳大利亞大學(xué)