[發明專利]一種有色冶煉煙氣中單質汞的回收方法

有效

• 申請號: 202010977042.6
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112237822B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 沈鋒華;劉恢;向開松;謝小峰;易慧敏;劉操;賀子琪;李超芳
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B01D53/02
• 分類號: B01D53/02;B01J20/20;B01J20/30
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 張偉;魏娟

本發明公開了一種有色冶煉煙氣中單質汞的回收方法，該方法是以硫化鈷/多孔炭復合材料作為吸附材料用于吸附溫度小于50℃的有色冶煉煙氣中的單質汞，吸附單質汞后的硫化鈷/多孔炭復合材料加熱至200℃以上進行脫汞處理，揮發的汞蒸氣通過冷凝回收；脫汞處理后的硫化鈷/多孔炭復合材料可直接返回用于吸附有色冶煉煙氣中的單質汞，該方法可以有效回收有色冶煉過程中產生的煙氣汞，避免汞資源浪費，提高有色冶煉的經濟效益。

技術領域

本發明涉及一種有色冶煉煙氣中單質汞的回收方法，特別涉及一種利用硫化鈷/多孔炭復合材料通過吸附和回收有色冶煉煙氣中單質汞并實現硫化鈷/多孔炭復合材料循環使用的方法，屬于有色冶煉煙氣治理技術領域。

背景技術

汞是一種有毒的重金屬，在有色冶煉過程中可隨煙氣排放至大氣中，對人體和環境帶來危害。介于煙氣汞的不同形態，有色冶煉中對煙氣汞的脫除方法可包括：用除塵裝置脫除顆粒態汞(Hg^p)，用濕法洗滌裝置脫除氧化態汞(Hg²+)。而單質汞(Hg⁰)由于揮發性高，水溶性低及化學惰性等原因，很難脫除。

目前，有色冶煉行業采用波利頓技術來脫除煙氣中的單質汞，并可將煙氣汞以甘汞的形式作為資源回收。但波利頓技術使用劇毒HgCl₂作為單質汞的吸收液，運行成本較高，且難以在高濃度SO₂煙氣條件下穩定運行。目前最具有前景的煙氣汞回收技術是采用吸附劑吸附回收汞。現有技術中已經披露了一些典型的吸附劑吸附回收汞的方案。例如，CN201811095159.0公開了一種對金屬硫化物除汞吸附劑的活化與再生方法，其中采用由二價銅鹽溶液組成的活化液浸泡金屬硫化物得到吸附劑，然后將其用于吸附氣流中的汞。完成汞回收后的吸附劑再次置于活化液中浸泡，完成吸附劑的再生。然而，上述現有方案仍然存在以下的缺陷或不足：首先，上述方法在煙氣SO₂濃度大于1％條件下的汞吸附效率較低，其整體性能仍有待進一步提升；其次，上述吸附劑需要額外的活化液活化、分離、干燥等步驟才能實現吸附劑循環使用，操作工序要求復雜，成本較高。相應地，本領域亟需對此作出進一步的研究和改進，以便更好地滿足現代化有色冶煉企業煙氣汞回收過程中的多種復雜需求。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本發明的目的是在于提供一種從有色冶煉煙氣中回收單質汞的方法，該方法不但可以有效回收有色冶煉過程中產生的單質汞，避免汞資源浪費，提高有色冶煉的經濟效益，而且在回收單質汞的同時易于實現汞吸附材料循環使用，簡化了吸附材料的再生步驟和降低使用成本。

為了實現上述技術目的，本發明提供了一種有色冶煉煙氣中單質汞的回收方法，該方法以硫化鈷/多孔炭復合材料作為吸附材料用于吸附溫度小于50℃的有色冶煉煙氣中的單質汞，吸附單質汞后的硫化鈷/多孔炭復合材料加熱至200℃以上進行脫汞處理，揮發的汞蒸氣通過冷凝回收。

本發明技術方案利用硫化鈷/多孔炭復合材料來吸附煙氣中的單質汞，煙氣中的單質汞和硫化鈷/多孔炭復合材料表面的鈷活性位反應，單質汞被氧化成二價汞后與鄰近硫活性位成鍵，通過嚴格控制煙氣的溫度在小于50℃條件下，硫汞之間的鍵合作用相對穩定，從而可以將單質汞很好地化學固定在硫化鈷/多孔炭復合材料表面，而溫度高于50℃硫汞之間的鍵合作用變差，會釋放部分單質汞，而通過將溫度升溫至200℃以上時，硫汞之間的鍵合作用明顯變差，可以徹底分解并釋放單質汞，從而回收較純的單質汞產品，同時硫化鈷/多孔炭復合材料加熱脫汞處理后可以回到原有狀態，因而可用于下一次汞吸附。

作為一個優選方案，所述硫化鈷/多孔炭復合材料由硫化鈷活性成分負載多孔炭材料表面構成。