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_2

文档序号:9314252阅读:来源:国知局
度是污染土壤中汞摩尔浓度的4~8倍。氯盐一般包括MgCl 2、 FeCl3、NaCl、CaClJP NH 4C1 等。
[0050] 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,pH调整工序中 的酸性水溶液可选用盐酸、硫酸、硝酸或混酸,逐量投注。
[0051] 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,在热脱附工序 中,热脱附及汞回收一体化设备保有一定角度的倾角。经空气预热器加入进入回转窑的空 气温度应在200~250°C。控制抽气栗工况,使窑内气体的停留时间约2~6s。待处理土 壤在回转窑中停留时间为10~30min。
[0052] 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,在汞回收工序 中,热脱附及汞回收一体化设备中的冷却器装有足够散热板,以保证栗出尾气温度稳定在 40~50°C之间。回收得到为白色或灰色晶体粉末,密封保存。冷却器每隔8~16小时应 进行一次振动回收。
[0053] 汞易于与氯元素结合,产生氯化汞或氯化亚汞,而氯化汞和氯化亚汞又具有降低 挥发温度这一特点,本发明主要利用这一原理,降低汞热脱附温度,并对挥发出来的氯化汞 和氯化亚汞进行收集。本发明可以针对不同污染程度的汞污染土壤进行修复,针对性强。同 时对污染土壤中的汞进行回收,回收的汞可以再用于社会生产,实现汞的回收再利用。修复 后土壤质量稳定,可以回填或用于其他用途,如覆土。
[0054] 本发明的汞污染土壤热脱附及汞回收一体化方法针对性强,原料易得,工艺简单, 可以高效处理汞污染土壤,消除环境安全隐患。
[0055] 下面结合附图对本发明作进一步的阐述。
[0056] 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,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示意图。
[0057] 如图1所示,本发明的汞污染土壤热脱附及汞回收方法,依次包括氯盐添加工序、 pH调整工序、风干工序、破碎工序、热脱附工序和汞回收工序。
[0058] 预处理阶段包括氯盐添加工序、pH调整工序、风干工序和破碎工序。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。氯盐的加量要保证其水解后氯离 子摩尔浓度是污染土壤中汞摩尔浓度的4~8倍。氯盐一般包括MgCl 2、FeCl3、NaCUCaCl2 和NH4Cl等。之后调整泥浆的pH值,用酸性水溶液调价泥浆pH至6. 5-7. 5左右。pH调整 工序中的酸性水溶液可选用盐酸、硫酸、硝酸或混酸,逐量投注。将调整好的泥浆置于10~ 20°C环境中自然风干,风干用时应介于16~24小时。之后破碎风干土壤,取破碎后5目筛 下细质土壤作为待处理土壤,用于后续处理。
[0059] 请结合图2。本发明的一体化设备其主体为一回转窑1,回转窑1的两端分别通过 法兰10连接空气预热器2和冷却器3,回转窑1位于空气预热器2和冷却器3中间为脱附 段4,脱附段4设有加热器5。回转窑、空气预热器和冷却器为水平并呈15~45°倾角地设 置,具体地是空气预热器2 -端的高度高于冷却器3 -端,便于被处理的物料在回转窑内流 动。
[0060] 回转窑1与空气预热器2的连接处设有进料口 6,回转窑1与冷却器3的连接处设 有出料口 7 ;冷却器3的出气口通过过滤器12连接一抽气栗8。
[0061] 冷却器3上设有若干个散热板9,各散热板9是插设在冷却器3内,即各散热板9 的一部分延伸至冷却器3的外部,通过空气散热,使抽气栗8抽出的尾气温度保持在40~ 50°C。冷却器3内设有振荡器11,每工作一段时间后可以通过振动回收含汞化合物。
[0062] 将待处理土壤从进料口 1加入回转窑1中进行处理,热脱附段4的温度设置为 150~300°C,在热脱附工序中,经空气预热器2进入回转窑的空气温度为200~250°C。控 制抽气栗8,使回转窑1内气体的停留时间约2~6s。待处理土壤在回转窑中停留时间为 10~30min,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。
[0063] 在汞回收阶段,开启冷却器3上的振荡器11,在10~25°C环境中回收冷却器3内 的含汞化合物。冷却器3上装有足够的散热板9,以保证抽气栗8抽出的尾气温度稳定在 40~50°C之间。回收得到为白色或灰色晶体粉末,密封保存。冷却器3每隔8~16小时 应进行一次振动回收。
[0064] 汞易于与氯元素结合,产生氯化汞或氯化亚汞,而氯化汞和氯化亚汞又具有降低 挥发温度这一特点,本发明主要利用这一原理,降低汞热脱附温度,并对挥发出来的氯化汞 和氯化亚汞进行收集。本发明可以针对不同污染程度的汞污染土壤进行修复,针对性强。同 时对污染土壤中的汞进行回收,回收的汞可以再用于社会生产,实现汞的回收再利用。修复 后土壤质量稳定,可以回填或用于其他用途,如覆土。
[0065] 下面通过具体的实施例来进一步说明本发明的汞污染土壤固化稳定化方法。
[0066] 实施例1
[0067] 汞污染土壤样品来自云南省某氯碱生产企业,样品中重金属含量见表6。样品土 壤中汞含量超过了《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)中对三级土壤中汞含量I. 5mg/kg 的限值。
[0068] 表1 土壤中重金属的含量 mg/kg
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[0070] 该汞污染土壤热脱附及汞回收处理如下所述。
[0071] (1)将汞污染土壤破碎,可过7目筛,添加土壤质量1.5%的FeCl3,加水并充分搅 拌,制成泥浆。
[0072] (2)用盐酸配置酸性水溶液(pH = 3. 5),调价泥浆pH至7. 5左右。
[0073] (3)将泥浆置于20°C环境中自然风干,风干用时18小时。
[0074] (4)用碾压机破碎风干土壤,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。
[0075] (5)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300°C,回转窑转速控制在I. 5r/min。
[0076] (6)设备运行12小时后停止回转窑加热,并停止空气预热器,静止30分钟后,开启 振荡器,在室温18°C环境中回收冷却器内的含汞化合物。
[0077] 土壤中汞的去除率高于99. 9%,汞回收率(收集到的汞元素质量/原土总含汞 量)高于90%。
[0078] 实施例2
[0079] 汞污染土壤样品来自内蒙古自治区某PVC生产企业,样品中重金属含量见表2。 样品土壤中汞含量超过了《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)中对三级土壤中汞含量 I. 5mg/kg的限值。
[0080] 表2 土壤中重金属的含量 mg/kg
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[0082] 该汞污染土壤热脱附及汞回收处理如下所述。
[0083] (1)将汞污染土壤破碎,可过7目筛,添加土壤质量0.5%的FeCl3,加水并充分搅 拌,制成泥浆。
[0084] (2)用盐酸配置酸性水溶液(pH = 3),调价泥浆pH至7. 0左右。
[0085] (3)将泥浆置于20°C环境中自然风干,风干用时16小时。
[0086] (4)用碾压机破碎风干土壤,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。
[0087] (5)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300°C,回转窑转速控制在I. 5r/min。
[0088] (6)设备运行10小时后停止回转窑加热,并停止空气预热器,静止30分钟后,开启 振荡器,在室温20°C环境中回收冷却器内的含汞化合物。
[0089] 土壤中汞的去除率高于99. 9%,汞回收率(收集到的汞元素质量/原土总含汞 量)高于90%。
[0090] 实施例3
[0091] 汞污染土壤样品来自陕西某原生汞生产企业,样品中重金属含量见表4。样品土 壤中汞含量超过了《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)中对三级土壤中汞含量I. 5mg/kg 的限值。
[0092] 表3 土壤中重金属的含量 mg/kg
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[0094] 该汞污染土壤热脱附及汞回收处理如下所述。
[0095] (1)将汞污染土壤破碎,可过7目筛,添加土壤质量1. 5%的FeCl3,加水并充分搅 拌,制成泥浆。
[0096] (2)用盐酸配置酸性水溶液(pH = 3),调价泥浆pH至7.
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