CN111701184A - 一种废弃叠氮化钠的安全处置工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明所述的废弃叠氮化钠的安全处置工艺，包括如下步骤：A、将亚硝酸钠溶液和硝酸溶液混合制成销爆液；B、将废弃叠氮化钠溶解于水中制备成叠氮化钠溶液；C、将叠氮化钠溶液缓慢加入销爆液中进行充分反应，所述废弃叠氮化钠与水的质量比为(35～45):100，所述叠氮化钠与销爆液的体积比为(10～15):100。本发明与叠氮化钠传统的方法而言，安全度更高，无腐蚀性副产物产生，且反应助剂的消耗量和消耗成本都大幅减少，具有很好的实际推广和应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及危险废物无害化处理技术领域，具体涉及一种废弃叠氮化钠的安全处置工艺。
背景技术
叠氮化钠亦称三氮化钠，化学式NaN3，分子量65.01，白色六方系晶体，无味，无臭，纯品无吸湿性，剧毒，具刺激性，不溶于乙醚，微溶于乙醇，溶于液氨和水，虽然无可燃性，但有爆炸性，与酸类剧烈反应产生爆炸性的叠氮酸，与重金属及其盐类形成十分敏感的化合物，受热或撞击或遇水会发生爆炸。具体应用上，叠氮化钠可作为照相乳剂的一种防腐剂，配制叠氮化钠血液培养基；分析化学上用于分析硫化物及硫氰酸盐的试剂，有机合成，制造氢叠氮酸、叠氮铅、除草剂；用于汽车的安全气囊中，当发生车祸时迅速分解放出氮气，使安全气囊充气；用作医药原料，由叠氮化钠制备四唑类化合物，进一步合成抗生素头孢菌素药物，而四唑类化合物还是彩色摄影用药剂；用作耐热性特殊雷管的起爆剂叠氮化铅的原料；合成树脂发泡剂；用作吸收及除去真空管内残余气体；也用来制叠氮酸、叠氮酸酯、叠氮化铅和纯的金属钠等等。
叠氮化钠应用广泛，各科研院所或者高校机构使用叠氮化钠开展相关实验以及相关行业生产过程中均有可能产生废弃叠氮化钠，叠氮化钠相比较于一般的废弃危化品，因为其所具有的爆炸性、剧毒性导致其安全处置风险很高，现有技术中叠氮化钠一般采用次氯酸钠溶液进行处理，然而该反应剧烈，且反应过程中产生大量的强碱，强碱具有腐蚀性，具有较大风险，且处理后的废液不能直接排放，需要进一步处理，耗费人工，同时处理需要耗费的氧化剂较多，处理成本高。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种安全性更高、处理成本更低、且处理后污水简单处理后可直接排放的废弃叠氮化钠的安全处理工艺，以解决上述背景技术中的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种废弃叠氮化钠的安全处置工艺，包括如下步骤：
A、将亚硝酸钠溶液和硝酸溶液混合制成销爆液；
B、将废弃叠氮化钠溶解于水中制备成叠氮化钠溶液；
C、将叠氮化钠溶液缓慢加入销爆液中进行充分反应。
进一步优选地，步骤A中，所述废弃叠氮化钠与水的质量比为(35～45):100。
进一步优选地，步骤B中，所述亚硝酸钠溶液的质量浓度为2％，所述硝酸溶液的质量浓度为4％，所述亚硝酸钠溶液和硝酸溶液的体积比为1:1。
进一步优选地，步骤C中，所述叠氮化钠与销爆液的体积比为(10～15):100。
进一步优选地，步骤C中加入指示剂。
进一步优选地，所述指示剂为氯化铁溶液，氯化铁溶液的浓度为100g/L，指示剂的加入方法为：叠氮化钠缓慢加入销爆液并进行反应的过程中产生气泡，至无气泡产生时加入氯化铁溶液用以指示叠氮化钠是否充分反应。
进一步优选地，步骤A中，若废弃叠氮化钠处于容器内，则采用塑料勺或牛角勺将容器内的废弃叠氮化钠取出溶解于水中并搅拌溶解。
进一步优选地，容器内的废弃叠氮化钠取出后，用水清洗容器并将清洗后的废水按步骤C处理。
进一步优选地，步骤A、步骤B、步骤C均在在非金属容器中完成。
进一步优选地，步骤A、步骤B、步骤C均在通风柜中进行，通风柜的风速要求逸出有毒或有危险的有害物为0.4～0.5m/s。
有益效果：本发明所述的一种废弃叠氮化钠的安全处置工艺，其与传统的叠氮化钠处置方法相比，产物为氮气和水，废水简单处理后可直接排放，不产生进一步污染，且反应过程相对较为平和，不剧烈，操作时对人体威胁无害，安全度更高，同时，与传统处理方法相比，其处理的原料成本可降低50％，因而具有极大的实际生产和推广应用价值。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例进一步阐述本发明。
实施例
本发明的技术方案在试验过程中销爆液中亚硝酸钠和硝酸的质量浓度确定极为重要，不同的配比对反应速率以及最终叠氮化钠的去除率具有极为重要的影响，不同质量浓度亚硝酸钠溶液和硝酸溶液的体积比为1:1对叠氮化钠去除率的影响如表1所示。
表1叠氮化钠去除效果表
| 亚硝酸钠的质量浓度 | 硝酸的质量浓度 | 叠氮化钠去除率％ |
| 1％ | 3％ | 52.5 |
| 2％ | 3％ | 86.4 |
| 3％ | 3％ | 86.8 |
| 2％ | 3％ | 86.4 |
| 2％ | 4％ | 99.4 |
| 2％ | 5％ | 99.5 |
由表1可知，随着亚硝酸钠的质量浓度与硝酸的质量浓度逐渐增加叠氮化钠的去除率有所提高，最佳比例为亚硝酸钠的质量浓度2％与硝酸的质量浓度4％效果最佳，但当超过亚硝酸钠的质量浓度2％与硝酸的质量浓度4％，叠氮化钠的去除率不再有明显变化，且在亚硝酸钠溶液的质量浓度为2％，硝酸溶液的质量浓度为4％，且亚硝酸钠溶液和硝酸溶液的体积比为1:1的配比下，反应速率适中，风险低，叠氮化钠能得到最充分的反应。
本实施例中废弃叠氮化钠盛放于容器内，在销爆液的最佳配比确定的情况下，叠氮化钠的处理包括如下步骤：
如下操作在通风柜中进行(风速要求逸出有毒或有危险的有害物为0.4～0.5m/s)；
配置1L的2％的亚硝酸钠溶液：将980mL水倒入2LPP材质塑料杯中，再加入20g亚硝酸钠，搅拌至完全溶解，水要求达到实验室三级水要求标准，2L容量PP材质样品杯直径13cm，高20cm；
配置1L的4％的硝酸溶液：将960mL水倒入2LPP材质塑料杯中，再加入43mL浓硝酸(68％)，搅拌混匀，水要求达到实验室三级水要求标准，2L容量PP材质样品杯直径13cm，高20cm；
制备销爆液：分别取2％的亚硝酸钠溶液500mL,4％的硝酸溶液500mL搅拌混匀在2LPP材质塑料杯中；
制备叠氮化钠溶液：使用塑料勺/牛角勺将废废弃叠氮化钠溶解到倒入了水的塑料杯中，要求100mL水溶解40g叠氮化钠，使用玻璃棒搅拌至完全溶解。
反应：将溶解完全后的叠氮化钠溶液缓慢加入到销爆液中，搅拌，反应中会产生大量气泡；直至无气泡产生，再加入10滴100g/L氯化铁，检查叠氮化钠是否反应完成，三氯化铁与N3-离子反应产生鲜明的血红色，若血红色消失，则表示叠氮化钠反应完全；
容器再处理：将已取出废弃叠氮化钠的容器用清水清洗干净，清洗废水加入销爆液处理如上所述；
处置完成后的废液，用少量浓度较低的液碱溶液调节pH至7～8后可直接排放。
在该过程中，反应方程式为NO2-+NO3-+10H++8N3-＝13N2↑+5H2O
废弃叠氮化钠如采用传统方法进行处理：其化学式如下：
NaClO+2NaN3+H2O＝＝NaCl+2NaOH+3N2↑
可知，传统处置过程中产生大量强碱，而本发明所述的方法反应结束后产物为氮气和水，更为安全和环保。
将本实施例所述的方法与传统方法进行比较，如处置同等质量(以65g为例)的叠氮化钠时，反应助剂的消耗和成本核算如表一所述：
表一 废弃叠氮化钠的新旧处置方法对比表
由表一可知，以本发明所述的方法除了安全程度更高外，反应助剂消耗更少，平均处理成本可节省50％以上，在实际生产中可更好的节省生产成本。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种废弃叠氮化钠的安全处置工艺，其特征在于，包括如下步骤：
A、将亚硝酸钠溶液和硝酸溶液混合制成销爆液；
B、将废弃叠氮化钠溶解于水中制备成叠氮化钠溶液；
C、将叠氮化钠溶液缓慢加入销爆液中进行充分反应。
2.根据权利要求1所述的废弃叠氮化钠的安全处置工艺，其特征在于，步骤A中，所述废弃叠氮化钠与水的质量比为(35～45):100。
3.根据权利要求1所述的废弃叠氮化钠的安全处置工艺，其特征在于，步骤B中，所述亚硝酸钠溶液的质量浓度为2％，所述硝酸溶液的质量浓度为4％，所述亚硝酸钠溶液和硝酸溶液的体积比为1:1。
4.根据权利要求1所述的废弃叠氮化钠的安全处置工艺，其特征在于，步骤C中，所述叠氮化钠与销爆液的体积比为(10～15):100。
5.根据权利要求1所述的废弃叠氮化钠的安全处置工艺，其特征在于，步骤C中加入指示剂。
6.根据权利要求5所述的废弃叠氮化钠的安全处置工艺，其特征在于，所述指示剂为氯化铁溶液，氯化铁溶液的浓度为100g/L，指示剂的加入方法为：叠氮化钠缓慢加入销爆液并进行反应的过程中产生气泡，至无气泡产生时加入氯化铁溶液用以指示叠氮化钠是否充分反应。
7.根据权利要求1所述的废弃叠氮化钠的安全处置工艺，其特征在于，步骤A中，若废弃叠氮化钠处于容器内，则采用塑料勺或牛角勺将容器内的废弃叠氮化钠取出溶解于水中并搅拌溶解。
8.根据权利要求7中所述的废弃叠氮化钠的安全处置工艺，其特征在于，容器内的废弃叠氮化钠取出后，用水清洗容器并将清洗后的废水按步骤C处理。
9.根据权利要求1所述的废弃叠氮化钠的安全处置工艺，其特征在于，步骤A、步骤B、步骤C均在在非金属容器中完成。
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