汞污染土壤热脱附及汞回收方法及一体化设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于土壤修复处理技术，具体地涉及一种汞污染土壤热脱附及汞回收方 法。
[0002] 本发明还涉及一种用于实现上述方法的一体化设备。
[0003] 可以针对不同污染程度的汞污染土壤进行修复，同时对污染土壤中的汞进行回 收。
【背景技术】
[0004] 亚洲是受汞污染最严重的地区，我国汞污染土壤情况亦不容乐观。据统计，我国受 汞污染的耕地面积达到3. 2 X IO4公顷，每年产生污染环境的汞高达I. 9 X 10 \g。据现有国 内文献报道，我国经济发达地区农业环境恶化，农产品受汞污染现象严重。对广州市郊土壤 调查显示汞的污染频率最大；福州市比较有代表性的蔬菜基地土壤中，汞含量超标现象最 严重，超标率高达84. 3 % ;哈尔滨市东南郊菜地土壤重金属的污染评价显示，汞污染达到中 等生态危害程度；长沙市郊27. 6%的蔬菜基地土壤汞含量超标；石家庄、成都、贵阳等地区 耕地土壤中汞含量检测超标严重。
[0005] 汞污染土壤中常见无机汞化合物有HgS、Hg (NO3) 2 · H20、HgO和HgSO4，有机汞污染 物主要为甲基汞，甲基汞是主要包括单甲基汞和二甲基汞在内的一系列有机汞化合物。汞 及其化合物可在植物、作物中积累并进入食物链循环，进入人体后将导致人体急性及慢性 中毒，损伤肝肾，损伤皮肤，破坏神经系统导致肌肉震颤和精神失常等。其中甲基汞对生物 体危害最大。甲基汞是一种神经毒素，可直接造成肌肉运动失调、神经损伤甚至死亡。甲基 汞可通过母体作用于胎儿，造成胎儿有严重的出生缺陷如智力迟钝、大脑性麻痹、失明等症 状。因此，汞污染土壤的存在，将直接对人体健康构成威胁，并带来严重的粮食安全问题。
[0006] 汞已经被美国环保局（U. S. EPA)列为13种重金属优先控制污染物名单中的一种。 我国政府对汞污染问题亦十分重视，汞已经列入环保部第一批公布的68种环境优先监测 污染物的名录中，且对汞环境安全的污染防治亦明确写入"十三五规划"。
[0007] 导致土壤汞污染的原因很多。首先，地球物理、化学活动会造成土壤汞污染。据统 计，目前每年自然条件下释放进入大气的汞为80-600吨，通过自然沉降、降雨等沉积途径 返回到地球表面，这种方式中约90%的汞最终会进入土壤与生态系统。人为汞排放是全球 汞污染的直接原因。据统计，汞的人为排放约占汞排放总量的98%，全球每年开采应用的汞 在1000 Ot以上，通过各种途径向自然界排放汞约5000t，其中燃烧过程和制造过程的汞排 放比重较大。在我国，石化燃料燃烧、生活垃圾燃烧、医疗垃圾焚毁和污泥燃烧处理等燃烧 过程向环境中排放的汞已占认为排放总量的80%。此外，汞矿开采、氯碱行业生产、有色金 属冶炼、造纸、电池生产、荧光灯及汞灯生产等涉汞生产过程亦造成汞环境污染。
[0008] 土壤中重金属污染的修复方法主要有生物修复、固化稳定化法、土壤淋洗法、热脱 附法等。由于汞属于易挥发性重金属，所以热脱附技术在汞污染场地修复技术上应用较多。 目前应用的热脱附技术主要用于脱除土壤中的汞，考虑到工程成本，尾气多数只以活性炭 等材料进行吸附或直接排放，并没有进行汞的收集，这样做只会转嫁污染源，且对高浓度汞 污染场地而言，也是资源的浪费。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于提供一种汞污染土壤热脱附及汞回收方法。
[0010] 本发明的又一目的是提供一种用于实现上述方法的一体化设备。
[0011] 为实现上述目的，本发明提供的汞污染土壤热脱附及汞回收的方法，步骤如下： [0012] 1)氯盐添加工序：将汞污染土壤破碎磨细后，添加氯盐，加水并充分搅拌，制成泥 浆；氯盐的添加量应在其水解后氯离子的摩尔浓度高于污染土壤中汞的摩尔浓度；
[0013] 2) pH调整工序：用酸性水溶液调价泥浆pH至6. 5-7. 5 ;
[0014] 3)风干工序：将泥浆自然风干；
[0015] 4)破碎工序：破碎自然风干的泥衆，取5目筛下细质土壤作为待处理土壤，用于后 续处理；
[0016] 5)热脱附工序：将待处理土壤于150~300°C下进行热脱附，并于自然冷却下回收 汞，热脱附后的土壤另作其他用途；
[0017] 6)汞回收工序：常温下回收热脱附的含汞化合物。
[0018] 所述的方法中，氯盐为 MgCl2、FeCl3、NaCl、CaCl2S NH 4C1。
[0019] 所述的方法中，氯盐的添加量应使其水解后氯离子摩尔浓度是污染土壤中汞摩尔 浓度的4~8倍。
[0020] 所述的方法中，pH调整工序中的酸性水溶液为盐酸、硫酸、硝酸或混酸。
[0021] 本发明提供有用于实现上述方法的一体化设备：
[0022] 回转窑的两端分别设有空气预热器和冷却器，回转窑位于空气预热器和冷却器中 间为脱附段，脱附段设有加热器；
[0023] 回转窑、空气预热器和冷却器为水平设置；
[0024] 回转窑与空气预热器的连接处设有进料口，回转窑与冷却器的连接处设有出料 P ;
[0025] 冷却器的出气口连接一抽气栗；
[0026] 若干个散热板插设在冷却器内，各散热板的一部分延伸至冷却器外部，通过空气 散热，使抽气栗的尾气温度为40~50 °C。
[0027] 所述的一体化设备中，空气预热器和冷却器分别通过法兰与回转窑相连接。
[0028] 所述的一体化设备中，冷却器内设有振荡器，通过振动回收含汞化合物。
[0029] 所述的一体化设备中，冷却器与抽气栗之间设有过滤器。
[0030] 所述的一体化设备中，空气预热器进入回转窑的空气温度为200~250°C，热脱附 段的温度为150~300°C，回转窑转速为I. 0~3. Or/min。
[0031] 所述的一体化设备中，一体化设备的空气预热器一端的高度高于冷却器一端，使 一体化设备保持15~45°的倾角。
[0032] 本发明具有如下的优点：
[0033] 1、广谱性高。该汞污染土壤固化稳定化方法对土质类型不敏感，可以针对多种形 态的汞，可用于绝大部分汞污染土壤。
[0034] 2、工艺简单。本汞污染土壤固化稳定化方法主要依靠温控和搅拌设备，其他无特 殊要求，流程简便、可靠。
[0035] 3、修复效果好。本方法中，氯盐的添加并采用热脱附技术对汞污染土壤的修复具 有很强的针对性，技术可靠，修复效果良好且稳定。
[0036] 4、环境效益好。经过处理的含汞污染土壤可回填或用于其他用途，解决了污染问 题。
[0037] 5、社会经济效益好。经过处理的含汞污染土壤缓解了涉汞企业的环境污染问题， 被修复的场地可作为其他用途用地使用，同时回收的汞可以再利用于社会生产。
【附图说明】
[0038] 图1为本发明汞污染土壤热脱附及汞回收方法的工艺流程图；
[0039] 图2为本发明用于汞污染土壤热脱附及汞回收的一体化设备结构图。附图中符号 说明
[0040] 回转窑1，空气预热器2,冷却器3,脱附段4,加热器5,进料口 6,出料口 7,抽气栗 8,散热板9,法兰10,振荡器11，过滤器12。
【具体实施方式】
[0041] 本发明可以对不同污染程度的汞污染土壤进行修复，同时对污染土壤中的汞进行 回收。
[0042] 本发明的汞污染土壤热脱附及汞回收方法，其步骤为：
[0043] 1)氯盐添加工序：将汞污染土壤破碎磨细后，添加适量氯盐，加水并充分搅拌，制 成泥浆。
[0044] 2) pH调整工序：用酸性水溶液调价泥浆pH至6. 5-7. 5左右。
[0045] 3)风干工序：将泥浆置于10~20°C环境中自然风干，风干用时应介于16~24小 时。
[0046] 4)破碎工序：破碎风干土壤，破碎后取5目筛下细质土壤作为待处理土壤，用于后 续处理。
[0047] 5)热脱附工序：将待处理土壤投加入热脱附及汞回收一体化设备中进行处理，热 脱附段温度设置为150~300°C，回转窑转速控制在I. 0~3. Or/min。热脱附后的土壤可 进行回填或用于其他用途。
[0048] 6)汞回收工序：开启振荡器，在10~25°C环境中回收冷却器内的含汞化合物。
[0049] 进一步地，根据本发明的汞污染土壤热脱附及汞回收一体化方法，氯盐的加量要 保证其水解后氯离子摩尔浓