一种金属汞的分离装置的制作方法

本实用新型涉及汞回收技术领域，具体而言，涉及一种金属汞的分离装置。

背景技术：

金属汞在工业、农业、医药等方面均有广泛应用。冶金工业常用汞齐法(汞能溶解其它金属形成汞齐)提取金、银和铊等金属；化学工业用汞作阴极以电解食盐溶液制取烧碱和氯气；汞用于制造汞弧整流器、水银真空泵；汞银合金是良好的牙科材料；在中医学上，汞用作治疗恶疮、疥癣药物的原料；金属汞用作水银温度计。

由上可知，汞的用途非常广泛，因此会产生非常多的含汞废料。这些含汞废料在环境中会发生复杂的物理和化学反应，一些含汞废料中的汞会以金属汞(或称零价汞、单质汞)的形式与废料中的其他物质混合在一起。金属汞对人体的危害极大，而且会造成严重的环境污染。

特别地，现有技术中的一种测试孔隙率的方式是，采用压汞仪向试块中压入金属汞，压入试块空隙中的金属汞的量便可反应出试块的孔隙率。由于其具有高效、准确的优点，该方法广泛应用于测量无机材料制成的多孔产品试块(如耐火砖、水泥基符合材料等)的孔结构参数。因此，也产生了较多的含金属汞的固体废料。该类含金属汞的固体废料中的汞以单质汞的形式存在。

随着对汞危害的了解日益增多，人们开始寻求处理含汞废料的方法。其 中处理含汞废料最常用的方法是用S和Hg生成HgS等化学方法。这些方法将汞合成含汞化合物，然后再将汞化合物分解提取金属汞，整个过程中消耗较多氧化还原剂、催化剂等，并且会产生化学废料，造成环境污染。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种金属汞的分离装置，其分离金属汞的过程不需要通过先氧化后还原等化学方法而能够直接得到金属汞，改善了现有技术需要消耗较多氧化还原剂、催化剂等，并且会产生化学废料，造成环境污染的问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种金属汞的分离装置，包括搅拌腔、沉淀腔和搅拌装置；沉淀腔的上部连通在搅拌腔的下部；搅拌装置包括搅拌头，搅拌头设置在搅拌腔中；沉淀腔上设有开关阀。

本分离装置用于将由破碎研磨或其他方法获得的含金属汞的固体废料中的金属汞分离出来，以进行收集利用并避免汞废料对环境的污染。

本实施例中的搅拌装置用于对研磨成粉末状的含汞废料和水混合形成的悬浊液进行搅拌。对悬浊液进行搅拌一方面能够使悬浊液中的杂质颗粒保持悬浮状态而不会沉淀；另一方面，搅拌能够促进悬浊液中的液态金属汞颗粒的相遇和相互聚合吸收，形成较大的金属汞液滴，以利于金属汞进行沉淀。

搅拌腔用于存放悬浊液，并进行搅拌，沉淀腔连通在搅拌腔的下方，这样搅拌腔中向下沉淀的金属汞可以在沉淀腔中进行聚合。方便对金属汞后续的收集。在沉淀腔中的金属汞达到一定的量时，通过打开开关阀来放出其中的金属汞进行存储。

这样通过巧妙的利用汞常温下呈液态、不溶性和高密度的物理性质，能够实现金属汞和其他杂质的分离，而不需要采用现有技术中的化学办法进行分离，不需要准备氧化剂、还原剂、催化剂等，也不需要等待化学反应的时间，不会产生多余的化学废料，具有高效、节能、环保的优点。

在本实用新型的一个实施例中，上述沉淀腔上还设有隔断阀；隔断阀设置在沉淀腔的上部，开关阀设置在沉淀腔的下部。

隔断阀用于隔断和连通沉淀腔和搅拌腔。当刚加入液体时，闭合隔断阀，能够使液体留在搅拌腔中进行搅拌混合，以免其过早地进入沉淀腔，得不到搅拌混合。经过充分搅拌后，可打开隔断阀，将下沉到搅拌腔下部的金属汞放入沉淀腔中。能够加快金属汞的聚合沉淀时间，加快金属汞的分离速度。

在本实用新型的一个实施例中，上述搅拌腔为上大下小的漏斗形，沉淀腔为管状结构。

搅拌腔为漏斗形，其侧面为向下的曲面，这样落在沉淀腔侧壁上金属汞会顺着侧壁滑下，加快了金属汞的沉淀。

沉淀腔为管状结构，这样金属汞在向下沉淀的过程中能够将其中的水和悬浮杂质向上挤出沉淀腔，保证沉淀腔中的金属汞的纯度。

在本实用新型的一个实施例中，上述沉淀腔由透明的玻璃构成。

沉淀腔中暂时存储金属汞，其用玻璃制成，不会与金属汞发生反应。另外，采用透明的玻璃管制成沉淀腔，也能够方便从外部观察沉淀管中金属汞沉淀的情况，以确定何时放出其中的金属汞。

在本实用新型的一个实施例中，上述沉淀腔的外侧包附有不锈钢的护套，护套上设有观察窗口。

本实施例中，沉淀腔的外侧设有不锈钢护套，以防止沉淀腔破坏引起 的汞泄露污染环境。护套上设置的观察窗口能够保证能够从外部观察到沉淀腔中的情况。

在本实用新型的一个实施例中，上述搅拌腔的下部的侧面上设有连通搅拌腔的废液排出管，废液排出管上设有废液出口阀。

搅拌腔上设置的废液排出管可以在需要的时候排出搅拌腔中的废液。废液出口阀用于控制废液排出管的开启和闭合。

在本实用新型的一个实施例中，上述搅拌腔的上端设有端盖。

搅拌腔的上端设置的端盖能够密封搅拌腔的上端开口，避免搅拌腔中的汞挥发进入空气中，影响空气质量。

在本实用新型的一个实施例中，上述端盖的下表面设有汞气体凝结片，汞气体凝结片倾斜设置，且汞气体凝结片的上边连接在所端盖上，汞气体凝结片的下边与搅拌腔的内侧面相接触。

汞气体凝结片的设置，能够将从沉淀腔中挥发出来的金属汞重新凝结，然后沿着其倾斜的底面滑到搅拌腔的内侧上，再沿着搅拌腔的内侧面向下滑落到搅拌腔的底部，有效减少了金属汞挥发造成污染。

在本实用新型的一个实施例中，上述搅拌头包括搅拌轴、横杆和搅拌叶片；横杆连接在搅拌轴上，搅拌叶片连接在横杆上。

搅拌头用于对沉淀腔中的悬浊液进行搅拌混合。

在本实用新型的一个实施例中，上述搅拌叶片的外边沿与搅拌腔的侧壁相互平行。搅拌叶片的外边沿与搅拌腔的侧壁相互平行，能够将凝结在其上的金属汞甩到搅拌腔的侧壁上，加快金属汞的沉淀。

本实用新型实施例的有益效果是：分离金属汞的过程不需要通过先氧化后还原等化学方法而能够直接得到金属汞，减少了中间反应过程所需的时 间和氧化剂、还原剂、催化剂等，也不会产生其他的化学废料，具有节能环保的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例一中的金属汞的分离装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二中的金属汞的分离装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例二中的金属汞的分离装置的搅拌头的结构示意图。

图中：

10.分离装置；

110.搅拌腔；

120.沉淀腔；

130.搅拌装置，

131.搅拌头，1311.搅拌轴，1312.横杆，1313.搅拌叶片；

140.开关阀；

150.隔断阀；

160.护套，161.观察窗口；

170.废液排出管；

180.废液出口阀；

190.端盖，191.汞气体凝结片。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

请参照图1，一种金属汞的分离装置，该分离装置10包括搅拌腔110、沉淀腔120和搅拌装置130。沉淀腔120的上部连通在搅拌腔110的下部。

搅拌装置130包括搅拌头131，搅拌头131设置在搅拌腔110中。沉淀腔120上设有开关阀140。

本实施例中的分离装置10用于将由破碎研磨或其他方法获得的含金属汞的固体废料中的金属汞分离出来，以进行收集利用并避免汞废料对环境的污染。

本实施例中的搅拌装置130用于对和水混合形成悬浊液的进行搅拌。对悬浊液进行搅拌一方面能够使悬浊液中的杂质颗粒保持悬浮状态而不会沉淀；另一方面，搅拌能够促进悬浊液中的液态金属汞颗粒的相遇和相互聚合吸收，形成较大的金属汞液滴，以利于金属汞的沉淀。

搅拌腔110用于存放悬浊液，并进行搅拌，沉淀腔120连通在搅拌腔110的下方，这样搅拌腔110中向下沉淀的金属汞可以在沉淀腔120中进行聚合。方便对金属汞后续的收集。

在沉淀腔120中的金属汞达到一定的量时，通过打开开关阀140来放出其中的金属汞进行存储。

这样通过巧妙的利用汞常温下呈液态、不溶性和高密度的物理性质，能够实现金属汞和其他杂质的分离，而不需要采用现有技术中的化学办法进行分离，不需要准备氧化剂、还原剂、催化剂等，也不需要等待化学反应的时间，不会产生多余的化学废料，具有高效、节能、环保的优点。

在使用本实施例中的分离装置10时，采用如下步骤进行金属汞的分离：

a.加水。闭合开关阀140，并从搅拌腔110中加入适量的水。需注意的是，此处加入的水中不能够含有能与金属汞反应的杂质。

b.搅拌。将经过破碎研磨或其他方法获得的粉末状含金属汞的废料倒入 搅拌腔110中进行慢速搅拌或间歇性搅拌。由于含金属汞废料在经过破碎研磨后，金属汞和其他废料会相互分离，并且在常温下的水中金属汞呈液态，即经过搅拌后水中的金属汞以微小的液态汞形态存在。最开始，由于金属汞颗粒过小，其重力也很小，在搅拌的扰动下，水中的金属汞和其他杂质颗粒均无法进行沉淀。

c.金属汞的沉淀。在慢速搅拌过间歇性搅拌的过程中，水中的液态的金属汞颗粒开始相互吸收，形成较大的液态汞颗粒。由于汞的密度远远高于水，较大的液态汞颗粒的重力显著大于其受到的浮力，因此在此过程中，金属汞会逐渐向下沉淀进入沉淀腔120；与此同时，由于其他废料均以固态颗粒的形式存在，无法相互吸收变大，也就无法快速沉淀，而是继续浮在水中。这样金属汞便逐渐沉淀在沉淀腔120中，实现了金属汞与其他杂质的分离。

d.金属汞的收集。当沉淀下来的金属汞达到一定量时，可以打开开关阀140将金属汞从沉淀腔120中放出进行收集储存，本分离装置10可以继续使用。

本实施例的有益效果是，利用汞单质的高密度和不溶性，采用物理方法将金属汞从其他杂质中分离出来，整个过程不需要进行化学反应，能够直接得到金属汞，而不需要进行先氧化后还原的方式进行，减少了中间反应过程所需的时间和氧化剂、还原剂、催化剂等；也不会产生其他的化学废料，具有节能环保的优点。

实施例二

请参照图2、图3，本实施例在实施例一的基础上作出了进一步的改进。

本实施例提供了一种金属汞的分离装置，该分离装置10包括搅拌腔110、沉淀腔120和搅拌装置130、开关阀140、隔断阀150、护套160、 废液排出管170、废液出口阀180和端盖190。

沉淀腔120的上部连通在搅拌腔110的下部。

搅拌腔110为上大下小的漏斗形，沉淀腔120为管状结构。沉淀腔120由透明的玻璃构成。护套160包附在沉淀腔120的外侧，其材料可以是不锈钢。护套160上设有观察窗口161。

隔断阀150设置在沉淀腔120的上部，开关阀140设置在沉淀腔120的下部。

隔断阀150用于隔断和连通沉淀腔120和搅拌腔110。当刚加入液体时，闭合隔断阀150，能够使液体留在搅拌腔110中进行搅拌混合，以免其过早地进入沉淀腔120得不到搅拌混合经过充分搅拌后。打开隔断阀150后，将下沉到搅拌腔110下部的金属汞放入沉淀腔120中。能够加快金属汞的聚合沉淀时间，加快金属汞的分离速度。闭合隔断阀150，打开开关阀140，可将沉淀腔120中的金属汞放出进行存储。

废液排出管170设置在搅拌腔110的下部的侧面上，废液出口阀180设置在废液排出管170上。

当需要时，可通过打开废液出口阀180来排出搅拌腔110中的废液。

端盖190设置在搅拌腔110的上端。端盖190的下表面设有汞气体凝结片191，汞气体凝结片191倾斜设置，且汞气体凝结片191的上边连接在所端盖190上，汞气体凝结片191的下边与搅拌腔110的内侧面相接触。

端盖190用于封闭搅拌腔110的上端，放置汞挥发污染空气；汞气体凝结片191用于将向上挥发的汞气体凝结然后重新向下滑落进入沉淀腔120中，避免汞气体污染。

搅拌装置130包括搅拌头131，搅拌头131包括搅拌轴1311、横杆1312和搅拌叶片1313；横杆1312连接在搅拌轴1311上，搅拌叶片1313连接 在横杆1312上。搅拌叶片1313的外边沿与搅拌腔110的侧壁相互平行。优选地，搅拌叶片1313至少有三个，相应地用于连接搅拌叶片1313的横杆1312也有至少三套，这些搅拌叶片1313呈放射状分布。

在使用本实施例中的分离装置10时，采用如下步骤进行金属汞的分离：

本实施例中的使用步骤包含实施例一中的a.加水、b.搅拌、c.金属汞的沉淀、d.金属汞的收集四个步骤。具体请参见实施例一中的相关描述。

此外，本实施例中设置的隔断阀150用于隔断和连通沉淀腔120和搅拌腔110。其使用方法是：当刚加入水时，闭合隔断阀150能够使液体留在搅拌腔110中进行搅拌混合，以免其过早地进入沉淀腔120得不到搅拌混合经过充分搅拌后。打开隔断阀150后，将下沉到搅拌腔110下部的金属汞放入沉淀腔120中。闭合隔断阀150，打开开关阀140，可将沉淀腔120中的金属汞放出进行存储。

本实施例设置的废液排出管170和废液出口阀180用于在需要时排出搅拌腔110中的废液。其使用方法是：在需要时，通过打开废液出口阀180来排出搅拌腔110中的废液。

本实施例的有益效果是，利用汞单质的高密度和不溶性，采用物理方法将金属汞从其他杂质中分离出来，整个过程不发生化学反应，能够直接得到金属汞，而不需要进行先氧化后还原的方式进行，减少了中间反应过程所需的时间和氧化剂、还原剂、催化剂等。也不会产生其他的化学废料，具有节能环保的优点。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。