[發明專利]一種從含二氧化硫煙氣中去除并回收元素汞的方法

有效

• 申請號: 201510726333.7
• 申請日: 2015-11-02
• 公開（公告）號: CN105238933A
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發明（設計）人: 馬永鵬;晏乃強;瞿贊
• 申請（專利權）人: 鄭州輕工業學院
• 主分類號: C22B7/02
• 分類號: C22B7/02;C22B43/00;C25C1/16;B01D53/78;B01D53/50;B01D53/64;B01D53/96
• 代理公司: 鄭州立格知識產權代理有限公司 41126
• 代理人: 田小伍

技術領域

本發明屬于工業煙氣污染物控制領域，具體涉及一種從含二氧化硫煙氣中去除并回收元素汞的方法。

背景技術

眾所周知，汞是具有持久性、累積性、易遷移性和高度生物富集的有毒重金屬，被聯合國環境規劃署列為除溫室氣體外的一種對全球產生影響的污染物。上世紀五六十年代日本的水俁灣附近暴發了有機汞中毒事件，“水俁病”事件是一次嚴重的汞污染災難，也是最早出現的由于環境污染造成的公害病之一。

隨著全球對環境汞污染的認識和研究，汞污染的防治逐漸上升到國際層面。2013年10月，包括中國在內的87個國家在日本熊本市共同簽署了一項具有法律約束力的《水俁公約》，旨在全球范圍內控制和減少汞排放，這標志著各國政府對全球范圍內汞污染的關注達到了前所未有的高度。我國被多數國家及研究者認為是世界上最大的汞排放國，貢獻量占30%以上，我國政府面臨著巨大的履約壓力。國家環境保護“十二五”規劃明確要求加強冶煉業等典型行業的重金屬污染防治，“十三五”規劃意見征集中也對冶煉煙氣汞排放控制進行了多次討論。從行業來源看，我國汞的排放主要來自煤燃燒和金屬冶煉。有研究表明，我國金屬冶煉煙氣汞排放占大氣汞排放的40%以上。然而，當前國內外大部分的研究關注于燃煤煙氣的汞排放，在一定程度上忽視了對金屬冶煉行業汞排放特征和控制技術的研究。

與燃煤煙氣相比，金屬冶煉煙氣汞濃度高和二氧化硫濃度高出成千上萬倍，且生產周期波動大。所以適用于燃煤煙氣的除汞技術在有色金屬冶煉煙氣的汞排放控制中未必有效。目前有色金屬冶煉煙氣的汞去除技術主要以吸收法為主。吸收法是以氯化汞、硫酸汞、硫酸軟錳礦、漂白粉、碘化鉀或高錳酸鉀等溶液作為吸收劑對煙氣中的Hg⁰進行吸收捕集，吸收法的除汞效率可以達到50%-90%。同時，汞雖然是污染物，同時也是一種稀有資源，在儀器制造、冶煉、醫藥工業、化學工業和原子能工業等都有廣泛的應用。因此，針對冶煉煙氣中汞濃度較高的特點，宜采用以回收為主的除汞技術實現煙氣汞的資源化利用。然而硫酸軟錳礦、漂白粉、碘化鉀或高錳酸鉀等吸收方法只能去除汞而不能回收汞。專利CN1142817C公開了一種氯化汞吸收工藝，以氯化汞溶液為吸收液對煙氣Hg⁰進行去除，具有流程簡單、除汞效率高、吸收劑可再生和汞資源回收等特點。但是在我國冶煉煙氣中存在高濃度的SO₂，SO₂能將吸收液中的Hg²⁺還原成Hg⁰并重新釋放到煙氣中，從而降低Hg⁰的去除效率。專利CN103341310B公開了一種以硫酸汞、硫酸鐵和硫酸作為主要組分配制成復合吸收液去除煙氣汞的方法，該方法能減少SO₂對Hg²⁺的還原作用，但對于高濃度SO₂煙氣的保證率不高。因此，針對冶煉行業煙氣中Hg⁰濃度和SO₂濃度較高的特點，開發一種在同一凈化設施內的新型高效穩定的協同除汞脫硫吸收技術對于實現含高二氧化硫冶煉煙氣中汞的排放控制和資源化利用非常必要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種從含二氧化硫煙氣中去除并回收元素汞的方法。

基于上述目的，本發明采用以下技術方案：一種從含二氧化硫煙氣中去除并回收元素汞的方法，包括以下步驟：

1）氣液接觸洗滌：將洗滌液經霧化噴嘴噴入吸收塔頂部，與含高濃度二氧化硫煙氣逆向流接觸，所述洗滌液為單質碘和碘化物的混合溶液，所述碘化物為碘化鉀或碘化氫；

2）洗滌液沉淀分離：吸收煙氣后的洗滌液進入循環池，待循環池內的洗滌液中碘及碘離子濃度均降低至0.1mmol/L以下后將部分洗滌液排出，從排出的洗滌液分離出的硫酸相進入硫酸提純罐，碘相進入碘分離裝置，同時向循環池中補充相同體積的新鮮洗滌液；

3）碘相分離：使用萃取分離或膜分離將步驟2）中分離出的碘相中的氫碘酸和碘汞絡合物HgI₄^2-分離；

4）電解碘汞絡合物HgI₄^2-：將步驟3）得到的碘汞絡合物HgI₄^2-溶液電解形成單質汞和單質碘，提純單質汞即可。

優選地，所述洗滌液中單質碘濃度為0.1-100mmol/L，碘化物濃度不低于五倍的單質碘濃度，洗滌液的溫度為25-35℃。