Claims (1)
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Absorption von Quecksilber, das in Gasen bei oder unterhalb Normaldruck oder in Flüssigkeiten enthalten ist. Durch dieses Verfahren kann dampfförmiges Quecksilber aus Gasen unter Normaldruck, oder auch Quecksilber, das sich innerhalb eines Vakuums befindet, vollständig absorbiert werden. Ebenfalls besteht die Möglichkeit, kolloidales Quecksilber zu absorbieren, oder auch Quecksilber, das sich in Ionenform in wässrigen Lösungen befindet. Die Sorbentien, vorzugsweise Molekularsiebe und Tone, brauchen als grosse Neuheit vor der Quecksilberaufnahme nicht mehr aktiviert zu werden, und das mit Quecksilber beladene Sorbentium kann durch Austreiben des Quecksilbers wieder voll verwendungsfähig gemacht werden.
The present invention relates to a method for the absorption of mercury contained in gases at or below normal pressure or in liquids. With this method, vaporous mercury from gases under normal pressure, or also mercury that is located in a vacuum, can be completely absorbed. There is also the possibility of absorbing colloidal mercury, or mercury, which is in ionic form in aqueous solutions. The sorbents, preferably molecular sieves and clays, as a great novelty no longer need to be activated before mercury is absorbed, and the sorbent loaded with mercury can be made fully usable again by expelling the mercury.
Die bei Zimmertemperatur und bei 50% relativer Feuchtigkeit (unter Sättigungsbedingungen) aufgenommene Menge Quecksilber beträgt je nach Art der verwendeten Substanz 30-130 Gew. % des feuchten Ausgangsmaterials.
The amount of mercury absorbed at room temperature and at 50% relative humidity (under saturation conditions) is 30-130% by weight of the moist starting material, depending on the type of substance used.
Im allgemeinen bereitet es grosse Schwierigkeiten, in quecksilberverarbeitenden Betrieben, die vorgeschriebenen MAK Werte für Quecksilber von 0,1 mg/m3 Luft einzuhalten. Selbst in nichtgelüfteten Räumen kann ein Ausleeren von Quecksilber diesen MAK-Wert weit überschreiten. So wurden in Quecksilberminen beispielsweise Konzentrationen von 1,0-1,8 mg Hg/m3 Luft gefunden. Durch Besprühen dieser Raumluft mit Polysulfiden kann z. B. die Konzentration ziemlich weit herabgesetzt werden. Auch sind andere Absorbentien für Quecksilber, wie mit Jod imprägnierte Aktivkohle oder amalgambildende Watte, z. B. Goldwatte, bekannt.
In general, it is very difficult in mercury processing companies to comply with the prescribed MAK values for mercury of 0.1 mg / m3 air. Even in non-ventilated rooms, emptying mercury can far exceed this MAK value. For example, concentrations of 1.0-1.8 mg Hg / m3 air were found in mercury mines. By spraying this room air with polysulfides, z. B. the concentration can be reduced quite far. Other absorbents for mercury, such as activated charcoal impregnated with iodine or amalgam-forming cotton, e.g. B. gold wool, known.
Diese Hg-Entfernungsmethoden haben jedoch alle den gemeinsamen Nachteil, dass die verwendeten Materialien nicht unter Erhaltung ihrer mechanischen Struktur regeneriert werden können und sich für den Einbau in Absorbern daher schlecht eignen.
However, these Hg removal methods all have the common disadvantage that the materials used cannot be regenerated while maintaining their mechanical structure and are therefore poorly suited for installation in absorbers.
Das ausgearbeitete, erfindungsgemässe Verfahren zur Absorption von Hg aus Gasen bei oder unterhalb Normaldruck oder aus Flüssigkeiten ist dadurch gekennzeichnet, dass elementares Quecksilber an Sorbentien der Formel Me0+OxAf2o3 Y X A12 3 Y 8io2 x X H20 absorbiert wird, in welcher Formel Me Kupfer, Tellur, Quecksilber, Silber, Palladium und/oder Gold bedeutet.
The elaborated, inventive method for the absorption of Hg from gases at or below normal pressure or from liquids is characterized in that elemental mercury is absorbed on sorbents of the formula Me0 + OxAf2o3 YX A12 3 Y 8io2 x X H20, in which formula Me copper, tellurium , Means mercury, silver, palladium and / or gold.
Y, X und x in der angegebenen Formel sind charakteristische Zahlen für die verschiedenen Sorbentien.
Y, X and x in the given formula are characteristic numbers for the various sorbents.
Die Absorption von Quecksilber mit diesen Sorbentien kann auf einfache Weise durchgeführt werden, da keine vorherige Aktivierung, d. h. Entfernung des Wassers, notwendig ist. Das Adsorbens kann durch einfaches Austreiben des Quecksilbers wiedergewonnen werden. Nach beendeter Austreibung des Quecksilbers geht das Sorbens, nämlich das Molekularsieb, wieder in seinen aktiven Zustand über.
The absorption of mercury with these sorbents can be carried out in a simple manner since there is no prior activation, i.e. H. Removal of the water, is necessary. The adsorbent can be recovered by simply driving off the mercury. After the expulsion of the mercury has ended, the sorbent, namely the molecular sieve, returns to its active state.
Die Aufnahme von Quecksilber ist mit einem typischen, leicht erkennbaren Farbwechsel des Molekularsiebes verbunden.
The uptake of mercury is associated with a typical, easily recognizable color change of the molecular sieve.
Dieser typische Farbwechsel kann dazu verwendet werden, elementares Quecksilber in Gasen bei oder unterhalb Normaldruck oder auch in Flüssigkeiten nachzuweisen, und daher kann das Molekularsieb der weiter oben angegebenen Formel als äusserst empfindlicher Indikator für Quecksilber eingesetzt werden. Die mit Quecksilber beladenen Sorbentien weisen in der Regel eine graue bis schwarze Farbe auf.
This typical color change can be used to detect elemental mercury in gases at or below normal pressure or also in liquids, and therefore the molecular sieve of the formula given above can be used as an extremely sensitive indicator for mercury. The sorbents loaded with mercury are usually gray to black in color.
Den Reinigungsgrad der im erfindungsgemässen Verfahren verwendeten Sorbentien kann man anhand der beiliegenden Sorptionsisotherme abschätzen.
The degree of purification of the sorbents used in the process according to the invention can be estimated from the enclosed sorption isotherm.
Aus der Isotherme ergibt sich bei geeigneter Optimierung eine Quecksilberkonzentration im gereinigten Medium, die weit unter dem MAK-Wert für Quecksilber, der 0,1 mg/m3 beträgt, liegt (siehe Punkt A in der Sorbtionsisotherme).
With suitable optimization, the isotherm results in a mercury concentration in the cleaned medium that is far below the MAK value for mercury, which is 0.1 mg / m3 (see point A in the sorption isotherm).
Der Sättigungsdampfdruck von Quecksilber bei einer Tem peratur von 300 C beträgt 5 51(r 16 Torr. Das Verhältnis der Dampfdrücke zwischen dem Eingang und dem Ausgang weist mindestens den Faktor 103 auf.
The saturation vapor pressure of mercury at a temperature of 300 C is 551 (r 16 Torr. The ratio of the vapor pressures between the inlet and the outlet is at least 103 times.
Die Formel der Sorbentien, nämlich Zeolithe und Tone, wurde schon weiter oben angeführt. In dieser Formel ist das bevorzugte Metall Silber. Die einzusetzenden Verbindungen unterscheiden sich in ihren Gleichgewichts- und dynamischen Kapazitäten. So wurden beispielsweise bei 25 C und 50% relativer Feuchtigkeit folgende Quecksilbergleichgewichtskapazitäten gefunden:
The formula of the sorbents, namely zeolites and clays, has already been given above. In this formula the preferred metal is silver. The connections to be used differ in their equilibrium and dynamic capacities. For example, the following mercury equilibrium capacities were found at 25 C and 50% relative humidity:
: Sorbentium Hg-Auf- Hg-Auf- Gew.% Molares nahme in nahme in Ag* Verhältnis Gel. %* Ges. %** Hg/Ag Ag-Y 51 105 12 2,2 Ag-X 47 89 23 1,3 Ag-Mordenit 40 67 11 1,9-2,0 Ag-Heulandit 35 54 13 1,5 Ag-Losod 10 11 34 0,25 Ag-P 51 105 18 1,5 Ag-A 56 127 18 1,7 Ag-Cancrinit 25 33 43 0,3 Ag-Bentonit 23 30 9 1,4 * bezogen auf quecksilberbeladenen Gleichgewichtszustand ** bezogen auf bei 25" C und 50% rel. Feuchtigkeit konditioniertes Ausgangsmaterial
Die Buchstaben A, P, X und Y, die in der weiter oben angeführten Tabelle enthalten sind, stellen die ofilzielle technische Nomenklatur für Zeolith-Gitterstrukturen dar, welche üblicherweise verwendet wird.
: Sorbentium Hg-Auf- Hg-Auf- wt.% Molar intake in intake in Ag * ratio gel. % * Total% ** Hg / Ag Ag-Y 51 105 12 2.2 Ag-X 47 89 23 1.3 Ag-Mordenite 40 67 11 1.9-2.0 Ag-Heulandite 35 54 13 1.5 Ag-Losod 10 11 34 0.25 Ag-P 51 105 18 1.5 Ag-A 56 127 18 1.7 Ag-Cancrinite 25 33 43 0.3 Ag-Bentonite 23 30 9 1.4 * based on the mercury-laden equilibrium state ** based on starting material conditioned at 25 "C and 50% relative humidity
The letters A, P, X and Y, which are contained in the table above, represent the official technical nomenclature for zeolite lattice structures which is commonly used.
Das molare Verhältnis des aufgenommenen Quecksilbers zum vorhandenen Silber im Zeolith beträgt für die weiter oben genannten Sorbentien in der Regel 1,3 bis 2,2, und die Quecksilberaufnahme ist im allgemeinen mehr oder weniger vom Metall-Gehalt des Sorbens abhängig.
The molar ratio of the mercury absorbed to the silver present in the zeolite is generally 1.3 to 2.2 for the sorbents mentioned above, and the mercury uptake is generally more or less dependent on the metal content of the sorbent.
Die Sorbentien können auf bekannte Weise durch Kationenaustausch hergestellt werden. Der Grad dieses Austausches und damit die Sorption des Quecksilbers ist mitbestimmend für die optimale wirtschaftliche Verwendung dieser Sorbentien.
The sorbents can be prepared by cation exchange in a known manner. The degree of this exchange and thus the sorption of the mercury is one of the determining factors for the optimal economic use of these sorbents.
Die in der Tabelle angeführten Sorbentien Ag-Losod und Ag-Cancrinit eignen sich insbesonders als Indikator für den Nachweis von Quecksilber.
The sorbents Ag-Losod and Ag-Cancrinit listed in the table are particularly suitable as indicators for the detection of mercury.
PATENTANSPRUCH 1
Verfahren zur Absorption von Quecksilber aus Gasen bei oder unterhalb Normaldruck oder aus Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, dass elementares Quecksilber an Sorbentien der Formel Me"fO X A103 Y SiOz x HzO absorbiert wird, in welcher Formel Me Kupfer, Tellur, Quecksilber, Silber, Palladium und/oder Gold bedeutet.
PATENT CLAIM 1
Process for the absorption of mercury from gases at or below normal pressure or from liquids, characterized in that elemental mercury is absorbed on sorbents of the formula Me "fO X A103 Y SiOz x HzO, in which formula Me copper, tellurium, mercury, silver, palladium and / or means gold.
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass Me Silber ist.
SUBCLAIMS
1. The method according to claim I, characterized in that Me is silver.
2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Sorbentien aus Zeolithen mit Molekularsiebcharakter und Tonen bestehen.
2. The method according to claim I, characterized in that the sorbents consist of zeolites with molecular sieve character and clays.
PATENTANSPRUCH II
Anwendung des Verfahrens gemäss Patentanspruch I zum Nachweis von elementarem Quecksilber in Gasen bei oder unterhalb Normaldruck oder in Flüssigkeiten, wobei die verwendeten Sorbentien bei Anwesenheit von Quecksilber die Farbe ändern.
PATENT CLAIM II
Use of the method according to patent claim I for the detection of elemental mercury in gases at or below normal pressure or in liquids, the sorbents used changing color in the presence of mercury.