[發明專利]從有色金屬冶煉煙氣中回收氣態零價汞和二氧化硫的方法

有效

• 申請號: 201310277066.0
• 申請日: 2013-07-03
• 公開（公告）號: CN103341310A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 瞿贊;晏乃強;馬永鵬;黃文君;李憶馨
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/64;B01D53/50;B01D53/96
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

技術領域

本發明屬于環境保護領域的大氣污染控制技術，尤其是涉及一種從有色金屬冶煉煙氣中去除并回收氣態零價汞和二氧化硫制酸的方法。

背景技術

眾所周知，汞是一種有毒污染物，具有持久性、易遷移性和高度的生物富集性等特點。它不僅對生態環境的危害也非常大，而且對人體健康產生直接或間接的危害。20世紀五六十年代暴發于日本的“水俁病”事件，即是一次嚴重的汞污染災難。

聯合國環境規劃署(UNEP)已經把汞列為全球性污染物。2013年1月在瑞士日內瓦召開的關于汞的政府間談判委員會第五次會議，形成了《國際防治汞污染公約》，國際社會對全球汞污染控制的步伐逐漸加快。目前我國的汞排放量十分大，我國政府正為此承受著巨大的國際壓力。在眾多汞排放源中，有色金屬冶煉煙氣中汞的排放量占很大比重。清華大學研究表明：2003年中國非燃煤大氣汞排放量為393t，其中有色金屬冶煉排放330t，占全國總汞排放量的52％左右。然而，當前國內外大部分的研究都將關注點放在燃煤煙氣的汞排放控制上，一定程度上忽視了有色金屬冶煉行業汞排放控制的研究。與燃煤煙氣相比，有色金屬冶煉煙氣具有汞濃度高、二氧化硫濃度高、生產周期波動大等特點。所以適用于燃煤煙氣的除汞技術未必在有色金屬冶煉煙氣的汞排放控制中同樣有效。同時，汞雖然是污染物，同時也是一種稀有資源，在冶煉、儀器制造、化學工業、醫藥工業和原子能工業等都有廣泛應用。因此，針對發展有色金屬冶煉行業煙氣中汞濃度較高的特點，宜采用以回收為主的除汞技術。這樣，既可以有效控制煙氣中汞的排放，又能實現對煙氣汞的資源化利用。

有色金屬冶煉行業礦石焙燒一般在高溫條件下進行，因此礦石中的汞絕大部分以零價汞(Hg⁰)的形態進入煙氣中。與燃煤煙氣不同，針對高濃度含汞煙氣的治理，國內外一般采用冷凝法、吸附法和吸收法等幾種方法。其中冷凝法除汞即通過特定冷凝裝置將煙氣中的汞集中冷卻，由于汞的飽和蒸氣壓急劇下降會從煙氣中冷凝出來，從而達到與煙氣分離的目的。但是，該方法除汞效率偏低，且能耗較大，一般只作為煙氣預除汞方法。吸附法主要利用硒過濾器或碳過濾器對煙氣中的汞進行吸附。然而硒過濾器和碳過濾器的吸附容量一般僅為自身重量的10-15％，因此一般僅適合處理含汞量較低的煙氣，不適合有色金屬冶煉煙氣的汞處理。在有色金屬冶煉行業應用比較多的除汞方法大都為吸收法，其中比較有代表性的是氯化汞吸收法(波立登-諾辛克吸收法)。該方法的實質是以氯化汞溶液為吸收劑，對煙氣中的零價汞進行吸收，并將其轉化為難溶于水的氯化亞汞(甘汞)，氯化亞汞經沉淀后可作為產品進行回收。目前，氯化汞吸收法是最有效煙氣汞回收工藝之一，在冶金領域占有重要地位。然而，該工藝同樣存在一些問題：首先該工藝要求將吸收塔入口的煙氣汞濃度控制在30mg/m³以下，否則吸收效率會有較明顯的下降，導致煙氣汞排放濃度超標；其次，吸收液中所用氯化汞同樣是劇毒品，其吸收液濃度一般為3g/L左右，使用量較大，存在較大的環境風險；第三，該工藝的出口汞濃度一般為0.1mg/m³，無法滿足越來越嚴格的汞排放標準。因此，開發一種新型高效穩定的吸收技術對于實現有色金屬冶煉煙氣汞的排放控制和資源化利用非常必要。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種高效、穩定并具有抗二氧化硫干擾性能的從有色金屬冶煉煙氣中回收氣態零價汞和二氧化硫的方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種從有色金屬冶煉煙氣中回收氣態零價汞和二氧化硫的方法，其特征在于，該方法包括以下幾個步驟：

第一步，將硫酸汞、硫酸鐵和硫酸配制成復合吸收液并儲存于復合吸收液配液槽(1)中；

第二步，將復合吸收液配液槽(1)中的復合吸收液通過復合吸收液循環槽(2)噴入煙氣吸收塔(4)中，對輸入煙氣吸收塔(4)的有色金屬冶煉煙氣中的零價汞和二氧化硫進行吸收，其中零價汞與硫酸汞反應生成硫酸亞汞，二氧化硫與硫酸鐵反應生成硫酸和硫酸亞鐵，氣液接觸后的復合吸收液通入復合吸收液循環槽(2)中重復利用；

第三步，待到復合吸收液循環槽(2)中的汞離子濃度下降至低于25mmol/L以后，將部分復合吸收液通入汞分解回收裝置(9)中；

第四步，利用汞分解回收裝置(9)將的吸收液中的硫酸亞汞分解成單質汞和硫酸汞吸收液，其中單質汞經過收集純化后可以作為產品進行回收，而硫酸汞吸收液返回復合吸收液循環槽(2)中循環利用以補充煙氣零價汞吸收過程中消耗的硫酸汞；