[發明專利]一種利用二硫化碳水解制硫化氫處理污酸中重金屬的方法

在審

• 申請號: 201811089467.2
• 申請日: 2018-09-18
• 公開（公告）號: CN109095575A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 晏乃強;瞿贊;馮圣君;謝江坤;尹祿華
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;南通三圣石墨設備科技股份有限公司
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52;C02F101/20
• 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

本發明涉及一種利用二硫化碳水解制硫化氫處理污酸中重金屬的方法，包括以下步驟：第一步，將二硫化碳與一定量的水蒸氣在一定溫度下進行混合；第二步，將混合氣體通入兩級催化水解反應器進行水解；第三步，將待處理的污酸通入硫化裝置，并將第二步中二硫化碳水解制得的高濃度硫化氫通入硫化裝置中；第四步，利用硫化氫與污酸中的重金屬反應，生成沉淀；第五步，將污酸與沉淀分離，清液污酸進行硫酸回用，而將重金屬硫化沉淀物收集，采取一定方法對重金屬進行回收再利用。與現有技術相比，本發明方法能夠高效處理重金屬污酸，不需要堿液中和，不會產生酸堿中和殘渣等二次污染，并可回收高品位的重金屬和硫酸，進行資源化轉化利用，可取得良好的環保效益和經濟效益。

技術領域

本發明涉及一種含重金屬污酸的處理技術，具體涉及一種利用二硫化碳水解制硫化氫處理污酸中重金屬的方法。

背景技術

我國目前有色金屬冶煉工藝大多以火法冶金工藝為主，有色金屬礦多以硫化物形式存在，在冶煉過程中會產生大量含有高濃度的硫氧化物(包括二氧化硫和三氧化硫)和重金屬的冶煉煙氣。由于濕法洗滌是有色金屬冶煉煙氣凈化工藝中的重要組成部分，因此，必然產生大量含有硫酸和重金屬的洗滌廢水，這類廢水在有色冶煉行業中常被稱為“污酸”。在我國，這類有色金屬冶煉含重金屬污酸廢水污染排放強度高，治理難度大，亟待有效的處理方法。

為了有效去除含重金屬污酸，常見的處理方法主要有物理法、生物法和化學法。物理法通過吸附、滲析、滲透等處理手段回收一定濃度的硫酸和重金屬，不過處理能力有限且能耗較高，這些不足制約了其廣泛應用。生物法去除污酸中重金屬還處在研究階段，生物去除重金屬的機理有待研究，不適宜工業大規模應用。化學法去除污酸中重金屬主要有中和法，硫化法等。中和法主要是添加鈣基，鎂基等堿性中和劑提高pH，并且污酸中重金屬離子可與鈣基，鎂基等堿性中和劑反應生成沉淀，從而去除污酸中的重金屬，但是此法需要消耗大量的鈣基，鎂基等堿性中和劑，經濟性差，并且無法回收硫酸。硫化法主要是向污酸中添加硫化鈉或硫化氫等，硫離子與污酸中重金屬反應形成沉淀繼而去除污酸中的重金屬。由于添加硫化鈉會引入鈉離子，不利于電解鋁過程中鋁的電解以及污酸中硫酸的回收，故不采用。

利用硫化氫處理污酸中的重金屬是一種有效的方法，其優點為不需要堿液中和，不會產生酸堿中和殘渣等二次污染，并可回收高質量的重金屬和硫酸，進行資源化轉化利用。然而，目前的硫化氫的現場制備方法還存在一定問題，利用硫化鈉酸化制備硫化氫的方法，成本太高，而且會產生廢水、廢鹽等。也有利用硫磺加氫或硫磺與甲醇反應的方法，存在反應條件苛刻(高溫、高壓)等問題，在冶煉企業現場制備，存在一定的安全隱患。

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利用二硫化碳水解制硫化氫處理污酸中重金屬的方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種利用二硫化碳水解制硫化氫處理污酸中重金屬的方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，將二硫化碳與一定量的水蒸氣在一定溫度下進行混合；

第二步，將混合氣體通入兩級催化水解反應器進行水解；

第三步，將待處理的污酸通入硫化裝置，并將第二步中二硫化碳水解制得的高濃度硫化氫通入硫化裝置中；

第四步，利用硫化氫與污酸中的重金屬反應，生成沉淀；

第五步，將污酸與沉淀分離，清液污酸進行硫酸回用，而將重金屬硫化沉淀物收集，采取一定方法對重金屬進行回收再利用。

第一步所述的二硫化碳與水蒸氣的摩爾比為1:2-5，多余的水蒸氣可在反應后，經冷凝去除。

第一步所述的二硫化碳與水蒸氣的混合溫度為50-150℃。

第二步所述的兩級催化水解反應器包括串聯的第一級催化水解反應器和第二級催化水解反應器；