本发明涉及一种含汞冶金固废中回收汞的方法,属于资源利用与环境技术领域。
背景技术
随着工业生产的发展,工业废物数量日益增加。尤其是冶金、火力发电等工业排放量最大。工业废物数量庞大,种类繁多,成分复杂,处理相当困难。如今只是有限的几种工业废物得到利用,如美国、瑞典等国利用了钢铁渣,日本、丹麦等国利用了粉煤灰和煤渣。其他工业废物仍以消极堆存为主,部分有害的工业固体废物采用填埋、焚烧、化学转化、微生物处理等方法进行处置;有的投入海洋。
有色金属的冶炼过程是一个复杂的过程,冶炼后所排放的废渣多为复杂的混合物或化合物。这些冶金废渣不仅要占用大量堆放场地,而且污染环境,特别是有毒有害金属对地下水源的污染严重污染威胁着千百万人的身体健康。
目前我国金属冶炼固废的堆存量达7438×104t,占地865×104m2冶炼废渣正以年产量约为920×104t的速度逐年增加,但是冶金固废并没有进行有效的处理和利用。
技术实现要素:
针对目前冶金固废回收存在的问题和不足,本发明提供一种含汞冶金固废中回收汞的方法,本方法具有处理效率高、环境友好、可实现冶金固废无害资源化利用。
一种含汞冶金固废中回收汞的方法,具体步骤如下:
(1)将含汞冶金固废和氯化铵混合均匀得到混合物a,再将混合物a置于温度为200~350℃的真空密闭条件下反应30~120min得到混合物b和氨气;其中以质量百分数计,含汞冶金固废中汞含量为1~40%;
(2)在温度为400~600℃条件下,将步骤(1)的混合物b进行等离子熔融气化处理10~30min得到蒸气和无害化废料,蒸气分解并冷凝净化得到高纯汞和氯气,氯气与步骤(1)的氨气反应生成氯化铵;
进一步地,所述步骤(1)中含汞冶金固废和氯化铵的质量比为1:3~3:1。
本发明的有益效果是:
本发明采用氯化预处理将冶金固废中的氧化汞在低温状态下全部转变为氯化汞,汞的回收处理简化,回收纯度高;采用等离子熔融气化技术处理冶金固废中的氯化汞,使得氯化汞在低温下(400~600℃)便可挥发成纯净的氯化汞蒸气,氯化汞蒸气进行分解冷却便可得到高纯度的汞和氯气,氯气与氨气反应便可生成氯化铵,实现氯化铵的循环,使得工艺达到零排放。
具体实施方式
下面结合具体实施方式,对本发明作进一步说明。
实施例1:以质量百分数计,本实施例含汞冶金固废主要组成成分如表1所示,
表1含汞冶金固废组分(以质量百分数计)
一种含汞冶金固废中回收汞的方法,具体步骤如下:
(1)将含汞冶金固废和氯化铵混合均匀得到混合物a,再将混合物a置于温度为200℃的真空密闭条件下反应30min得到混合物b和氨气;其中以质量百分数计,含汞冶金固废中汞含量为1%,含汞冶金固废和氯化铵的质量比为1:3;
(2)在温度为400℃条件下,将步骤(1)的混合物b进行等离子熔融气化处理10min得到蒸气和无害化废料,蒸气分解并冷凝净化得到高纯汞和氯气,氯气与步骤(1)的氨气反应生成氯化铵,氯化铵返回步骤(1);
对本实施例的无害化废料进行检测,无害化废料中汞含量为0.12%,本实施例汞的回收率为88%。
实施例2:以质量百分数计,本实施例含汞冶金固废主要组成成分如表2所示,
表2含汞冶金固废组分(以质量百分数计)
一种含汞冶金固废中回收汞的方法,具体步骤如下:
(1)将含汞冶金固废和氯化铵混合均匀得到混合物a,再将混合物a置于温度为300℃的真空密闭条件下反应60min得到混合物b和氨气;其中以质量百分数计,含汞冶金固废中汞含量为20%,含汞冶金固废和氯化铵的质量比为1:1;
(2)在温度为500℃条件下,将步骤(1)的混合物b进行等离子熔融气化处理20min得到蒸气和无害化废料,蒸气分解并冷凝净化得到高纯汞和氯气,氯气与步骤(1)的氨气反应生成氯化铵,氯化铵返回步骤(1);
对本实施例的无害化废料进行检测,无害化废料中汞含量为2.15%,本实施例汞的回收率为94.25%。
实施例3:以质量百分数计,本实施例含汞冶金固废主要组成成分如表3所示,
表3含汞冶金固废组分(以质量百分数计)
一种含汞冶金固废中回收汞的方法,具体步骤如下:
(1)将含汞冶金固废和氯化铵混合均匀得到混合物a,再将混合物a置于温度为350℃的真空密闭条件下反应120min得到混合物b和氨气;其中以质量百分数计,含汞冶金固废中汞含量为40%,含汞冶金固废和氯化铵的质量比为3:1;
(2)在温度为600℃条件下,将步骤(1)的混合物b进行等离子熔融气化处理30min得到蒸气和无害化废料,蒸气分解并冷凝净化得到高纯汞和氯气,氯气与步骤(1)的氨气反应生成氯化铵,氯化铵返回步骤(1);
对本实施例的无害化废料进行检测,无害化废料中汞含量为2.75%,本实施例汞的回收率为93.12%。
实施例4:以质量百分数计,本实施例含汞冶金固废主要组成成分如表4所示,
表4含汞冶金固废组分(以质量百分数计)
一种含汞冶金固废中回收汞的方法,具体步骤如下:
(1)将含汞冶金固废和氯化铵混合均匀得到混合物a,再将混合物a置于温度为300℃的真空密闭条件下反应80min得到混合物b和氨气;其中以质量百分数计,含汞冶金固废中汞含量为20%,含汞冶金固废和氯化铵的质量比为1:1;
(2)在温度为400℃条件下,将步骤(1)的混合物b进行等离子熔融气化处理20min得到蒸气和无害化废料,蒸气分解并冷凝净化得到高纯汞和氯气,氯气与步骤(1)的氨气反应生成氯化铵,氯化铵返回步骤(1);
对本实施例的无害化废料进行检测,无害化废料中汞含量为1.96%,本实施例汞的回收率为90.2%。
以上对本发明的具体实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。