一种混合碳酸熔盐高效处理废弃一次性口罩的方法

本发明属于有机固体废物处理领域，具体地说，涉及一种混合碳酸熔盐高效处理废弃一次性口罩的方法。

背景技术：

1、核电在给人类提供清洁、廉价电能的同时也会产生相应的废物。由于核燃料的特殊性，在运行与退役等过程中产生各种废物尤其是放射性废物。核电厂的放射性废物主要是设备在运行和检测维修过程中产生的，按照放射性活度可分为高放和中低两类放射性废物。其中，按其物理形状又可分为气态、液态和固态三类。其中，中低放废物按照来源可分为工艺废物、技术废物；工艺废物是核电站在运行过程中所产生的废物，主要包括废树脂、废过滤器芯、各类浓缩液等。技术废物是检修过程中产生的，包括防护服饰、塑料布、吸水纸、手套、口罩、抹布、气衣、零部件、建筑材料等。

2、核电站运行中产生的放射性固体废物，主要包括检维修过程中产生的废零部件、废树脂和劳保用品等。这些废物一般采用打包、压缩、暂存的方式处理。首先利用一般的压缩机，把可压缩的废物体积压缩到原来的1/6-1/3，然后利用超高压压缩机进行进一步压缩。焚烧法也是处理中低放可燃废物减容的有效方法。中低放可燃废物经过焚烧或热解可将固体废物烧成灰，大大提高了减容率。但是在焚烧处理过程中会产生大量废气，增加尾气处理的成本，还可能造成放射性核素会随着尾气被释放到空气中，极大的污染环境。

3、一次性口罩不仅在核电领域有着大量的应用，在日常生活中也成了我们不可或缺的一部分。为了抵御covid-19病毒的传播，大量医用一次性口罩被生产、使用，随着后疫情时代的来临，医用一次性口罩已经变成人类生活不可或缺的日用品。大量使用过的医用一次性口罩不仅加剧了全球有机废弃物对环境的威胁，也对环境和生物安全产生了不可预估的影响。目前，大多数废弃一次性口罩要么被填埋，要么被焚烧。这两者处置方法不仅容易产生有毒的二次污染物，也不符合碳中和的发展远景。

技术实现思路

1、本发明要解决熔盐氧化处理废弃一次性口罩时，降解不够完全的技术问题，而提供了一种混合碳酸熔盐高效处理废弃一次性口罩的方法。

2、本发明旨在提出一种在三元li2co3-na2co3-k2co3熔盐中，加入5％的硝酸盐添加剂(硝酸钾或硝酸钠或亚硝酸钠)，均匀混合后覆盖于废弃口罩之上，通过稳定的熔融盐导热介质，使之充分反应，高效处理废弃一次性口罩的方法。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：首先将废弃一次性口罩和三元li2co3-na2co3-k2co3熔盐分别置于真空干燥箱中105℃和180℃恒温干燥12h，再将三元li2co3-na2co3-k2co3熔盐与废弃一次性口罩按质量比2：1进行配比，加入三元熔盐总质量5％的硝酸盐添加剂(硝酸钾或硝酸钠或亚硝酸钠)，混合均匀后，将熔盐均匀覆盖于废弃口罩之上，在800℃下氧化2h。

3、为了实现上述技术问题，本发明采取了以下的技术方案：

4、本发明的目的在于提供一种混合碳酸熔盐高效处理废弃一次性口罩的方法，包括如下步骤：

5、步骤1、将li2co3、na2co3和k2co3混合，得到三元熔盐；

6、步骤2、将废弃一次性口罩和三元熔盐分别恒温干燥至少12h；

7、步骤3、向干燥处理后的三元熔盐中加入硝酸盐，混均；

8、步骤4、然后均匀覆盖于废弃口罩之上，氧化反应至少2h，再酸洗后水洗，干燥，即完成。

9、进一步地限定，步骤1中，按li2co3、na2co3和k2co3的摩尔百分比为44mol％：30mol％：26mol％的比例将li2co3、na2co3和k2co3混合。

10、进一步地限定，步骤2中，废弃一次性口罩在105℃下干燥。

11、进一步地限定，步骤2中，三元熔盐在180℃下干燥。

12、进一步地限定，步骤3中，硝酸盐为硝酸钾、硝酸钠及亚硝酸钠中的一种或者其中几种的任意比组合。

13、进一步地限定，步骤3中，硝酸盐添加量为三元熔盐总质量的5％。

14、进一步地限定，步骤4中，三元熔盐与废弃一次性口罩的质量比为2：1。

15、进一步地限定，步骤4中，在800℃下氧化。

16、进一步地限定，步骤4中，采用1mol/l的盐酸进行酸洗。

17、进一步地限定，步骤4中，步骤4中，在60℃下干燥3h。

18、废弃一次性口罩的主要成分为聚丙烯，主要由c、h两种元素组成，在三元li2co3-na2co3-k2co3熔盐的氧化过程中，氧气在熔融碳酸盐中发生化学溶解，形成过氧离子，然后熔盐浴中与废弃一次性口罩进行无焰氧化，具体化学反应方程式如下：

19、2co32-+o2＝2o22-+2co2

20、3o2+2co32-＝4o2-+2co2

21、(c3h6)n+9no22-+6nco2＝3nh2o+9nco32-

22、过氧化物离子与硝酸盐反应形成亚硝酸盐和超氧化物，硝酸根离子的作用是在熔盐中产生超氧化物，并将其维持在一个高于纯碳酸熔盐体系中的浓度值，使得该熔盐体系具有强氧化性，具体化学反应方程式如下：

23、2no3-+o22-＝2no2-+2o2-

24、no2-+o22-＝no3-+o2-

25、因此，通过添加少量硝酸盐添加剂(硝酸钾或硝酸钠或亚硝酸钠)可有效提高熔盐氧化处理废弃一次性口罩的降解率。

26、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

27、本发明在无焰的条件下，使废弃一次性口罩充分与三元碳酸熔盐接触，通过添加硝酸盐添加剂(硝酸钾或硝酸钠或亚硝酸钠)，提高口罩的降解率。同时，本发明的中熔盐氧化技术没有明火，具有很好的安全性，且熔盐氧化技术操作条件低。

28、为了能够更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明详细说明与附图，然而所附的附图仅提供参考和说明之用，并非用来对本发明加以限制。

技术特征：

1.一种混合碳酸熔盐高效处理废弃一次性口罩的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，li2co3、na2co3和k2co3的比例为44mol％：30mol％：26mol％。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，废弃一次性口罩在105℃下干燥。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，三元熔盐在180℃下干燥。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，硝酸盐为硝酸钾、硝酸钠或亚硝酸钠。

6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，硝酸盐添加量为三元熔盐总质量的5％。

7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，三元熔盐与废弃一次性口罩的质量比为2：1。

8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在800℃下氧化。

9.根据权利要求1所述方法，其特征在于，采用1mol/l的盐酸进行酸洗。

10.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤4中，在60℃下干燥3h。

技术总结本发明公开了一种混合碳酸熔盐高效处理废弃一次性口罩的方法，属于有机固体废物处理领域。本发明要解决熔盐氧化处理废弃一次性口罩时，降解不够完全的问题。本发明方法：将Li<subgt;2</subgt;CO<subgt;3</subgt;、Na<subgt;2</subgt;CO<subgt;3</subgt;和K<subgt;2</subgt;CO<subgt;3</subgt;混合，得到三元熔盐；将废弃一次性口罩和三元熔盐分别恒温干燥至少12h；干燥处理后的三元熔盐中加入硝酸盐，混均；然后均匀覆盖于废弃口罩之上，氧化反应至少2h，再酸洗后水洗，干燥，即完成。本发明使废弃一次性口罩充分与三元碳酸熔盐接触，通过添加硝酸盐添加剂(硝酸钾或硝酸钠或亚硝酸钠)，提高口罩的降解率，降解率最高达99.99％。同时，本发明中熔盐氧化技术的温度有明显的下降，没有明火，具有很好的安全性，且熔盐氧化技术操作条件低。技术研发人员：颜永得,胡官青,薛云,马福秋,张庆国,刘昕,王跃霖受保护的技术使用者：烟台哈尔滨工程大学研究院技术研发日：技术公布日：2024/7/23