[發(fā)明專利]一種吸附氣態(tài)零價汞的磁性可再生吸附劑及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911119642.2
• 申請日: 2019-11-15
• 公開（公告）號: CN110801805B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊士建;梅劍;王昶;孫鵬翔;胡啟星
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學
• 主分類號: B01J20/06
• 分類號: B01J20/06;B01J20/28;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 張勇

本發(fā)明公開了一種吸附氣態(tài)零價汞的磁性可再生吸附劑及制備方法，屬于汞吸附技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明所述吸附劑是通過在制備過程中對磁鐵礦(Fe₃O₄)進行磷鉬酸(HPMo)嫁接形成HPMo@Fe₃O₄，再經(jīng)高溫煅燒后得到MoO₃@γ?Fe₂O₃，最后進行硫化改性形成的。本發(fā)明通過磷鉬酸嫁接的手段抑制磁赤鐵礦相變而提高其熱穩(wěn)定性，進而提高其磁性，同時，通過控制磷鉬酸嫁接磁赤鐵礦表面的硫化效應而提高其零價汞吸附能力，制備具有優(yōu)異低溫零價汞吸附能力并可循環(huán)使用的磁性吸附劑，可以適用于與濕式電除塵器相結(jié)合集中控制燃煤電廠汞污染。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種吸附氣態(tài)零價汞的磁性可再生吸附劑及制備方法，屬于汞吸附技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

旨在全球范圍內(nèi)控制和減少汞排放的國際公約《水俁公約》已經(jīng)正式生效，我國作為締約國以及最大的汞排放國，正面臨著巨大的履約壓力。燃煤電廠是我國主要的汞排放源，約占我國汞人為排放總量的40％。汞在燃煤煙氣中主要以零價汞(Hg⁰)、二價汞(Hg²⁺)和顆粒態(tài)汞(Hg^p)等三種形態(tài)存在。二價汞和顆粒態(tài)汞可分別被燃煤電廠中的濕法脫硫裝置和除塵裝置去除，但由于零價汞具有高揮發(fā)性和低水溶性，使得其很難被燃煤電廠中的現(xiàn)有煙氣凈化裝置去除。因此，我國燃煤電廠汞污染控制的核心就是控制燃煤煙氣中零價汞的排放。

現(xiàn)有燃煤電廠汞污染控制技術(shù)未能實現(xiàn)零價汞排放的集中控制，而是將零價汞轉(zhuǎn)化成毒性更高的二價汞，最終轉(zhuǎn)移到飛灰或脫硫石膏中，然后再通過除塵裝置或濕法脫硫裝置去除，在此過程中極易產(chǎn)生二次污染。發(fā)明人提出了利用可循環(huán)使用的磁性吸附劑協(xié)同濕式電除塵器回收燃煤煙氣中的零價汞并加以集中控制的新思路，曾試圖將硫化磁赤鐵礦與濕式電除塵器相結(jié)合來集中控制燃煤煙氣汞污染。但發(fā)現(xiàn)，硫化磁赤鐵礦的熱穩(wěn)定性較差，在熱脫附回收零價汞的過程中易發(fā)生相變而失去磁性，不利于循環(huán)使用。

發(fā)明內(nèi)容

【技術(shù)問題】

克服汞的二次污染問題，以及將硫化磁赤鐵礦與濕式電除塵器相結(jié)合來集中控制燃煤煙氣汞污染的過程中，硫化磁赤鐵礦存在熱穩(wěn)定性較差、不利于循環(huán)使用的問題。

【技術(shù)方案】

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種能與濕式電除塵器相兼容且具有優(yōu)異零價汞吸附能力并可循環(huán)使用的磁性吸附劑及其應用，本發(fā)明通過將磷鉬酸嫁接到硫化磁赤鐵礦上，并最終制備得到了多硫化鉬包覆磁赤鐵礦的吸附劑，本發(fā)明的吸附劑具有優(yōu)異的汞吸附能力，以及良好的熱穩(wěn)定性和循環(huán)性能，可用于集中控制燃煤電廠汞污染。

本發(fā)明的第一個目的是提供一種磁性可再生多硫化鉬包覆磁赤鐵礦(MoS_x@γ-Fe₂O₃)吸附劑的制備方法，所述方法是將磷鉬酸嫁接在磁鐵礦或磁赤鐵礦上，經(jīng)過煅燒和硫化改性即可制備得到MoS_x@γ-Fe₂O₃吸附劑。

在本發(fā)明的一種實施方式中，所述將磷鉬酸嫁接在磁鐵礦或磁赤鐵礦上是通過吸附方法將磷鉬酸負載在磁鐵礦或磁赤鐵礦；所述硫化改性是將煅燒后的物質(zhì)在250～400℃條件下通入硫化氫0.5～2h。

在本發(fā)明的一種實施方式中，所述方法具體包括如下步驟：

(1)將磷鉬酸((HPMo))溶液和磁鐵礦或磁赤鐵礦混合，攪拌6～24h，其中，磁鐵礦或磁赤鐵礦與磷鉬酸的投加量的質(zhì)量比為2:1～1:4；

(2)將步驟(1)獲得的混合溶液進行固液分離，將固液分離得到的固體洗滌、干燥，之后再將固體在400～500℃煅燒2～4h，得到MoO₃@γ-Fe₂O₃吸附劑；