Процессы детоксикации и утилизации высокотоксичных соединений мышьяка - Автореферат

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора химических наукРабота выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Научный консультант: доктор химических наук, профессор Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор Москва) доктор химических наук Гусев Анатолий Владимирович Защита диссертации состоится ___________2009 года в ____ час. на заседании диссертационного совета ДС 212.166.08. по химическим наукам при Нижегородском государственном университете им.С наступлением в начале 20 века эпохи химического оружия неорганические и простейшие органические соединения мышьяка быстро заняли ведущее положение в арсеналах некоторых стран в качестве боевых отравляющих веществ кожно-нарывного действия. Уничтожение известными методами люизита и его смесей с ипритом как боевых отравляющих веществ кожно-нарывного действия, по существу не решает проблему токсичности соединений мышьяка; появляются тысячи тонн концентрированных первого класса опасности соединений мышьяка. Если люизит можно преобразовать химическим путем в другие вещества, то извлечь микропримеси люизита и мышьяка из строительных материалов и грунта до уровня безопасного для окружающей природной среды не представляется реальным. Необходим новый подход и решение проблемы детоксикации и утилизации загрязненных люизитом и мышьяком строительных отходов и грунта. Результаты теоретических и экспериментальных исследований по химии люизита и мышьяка легли в основу патентов на способы: уничтожения люизита и иприта; уничтожения боеприпасов с истекшим сроком хранения и деградировавшими зарядами отравляющих веществ кожно-нарывного действия; компактирования и очистки аморфного мышьяка; детоксикации фрагментов разрушенных производственных зданий, загрязненных люизитом и продуктами его превращений;Литературный обзор процессов утилизации химического оружия - люизита в элементный мышьяк и детоксикации отходов, загрязненных мышьяком тематически разделен на две части. В первой части приведены литературные сведения по химии люизита, алкильных и неорганических соединений мышьяка, методам получения из них элементного мышьяка. Химия люизита, алкильных и неорганических соединений мышьяка, по литературным данным, изучена достаточно полно, в тоже время для процессов получения из них элементного мышьяка отсутствуют ключевые сведения. Практически нет сведений по термодинамике процессов окисления, термораспада и реакциям восстановления люизита и алкильных соединений мышьяка, соответственно не исследована кинетика перечисленных химических реакций. Некоторые способы утилизации люизита приводят к получению элементного мышьяка (водородное восстановление), другие к продуктам для дальнейшего передела в оксид или элементный мышьяк (алкоголиз, щелочной гидролиз), третьи предназначены только на получение отходов.Термодинамический анализ реакций восстановления органических и неорганических соединений мышьяка до элементного мышьяка проведен методом Гиббса для гетерофазных систем с использованием автоматизированной системы термодинамических расчетов «Chemical Thermodynamics Calculator» [2]. Термодинамический анализ реакций восстановления органических и неорганических соединений мышьяка, в первую очередь люизита, показал, что наилучшим восстановителем и акцептором хлора (в хлористый аммоний) является аммиак. 3 и 4 для примера приведены температурные зависимости парциальных равновесных концентраций газообразных и твердых продуктов термораспада а-люизита и его реакции с аммиаком. При температуре более 550 К люизит не существует: газообразные продукты реакции состоят из ТХМ, элементного мышьяка, хлористого водорода и метана: в твердой фазе находится лишь углерод. При температуре более 550 К люизит в атмосфере аммиака не существуют: газообразные продукты реакции состоят из ТХМ, элементного мышьяка, хлористого водорода, азота, аммиака и метана.

2. Основное содержание работы