CN104355457B - 一种将污酸中汞富集分离的方法 - Google Patents

一种将污酸中汞富集分离的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种将污酸中汞富集分离的方法。工艺步骤：1）将硫酸生产中净化洗涤工段所产生的污酸收集于污酸池中；2）将污酸池中的污酸输送至圆锥沉降槽中进行沉降分离处理，污酸在输送过程中，将汞富集药剂通过两套加药系统加入到输送管道中，混合后输送至圆锥沉降槽中进行沉降分离；3）污酸经汞富集沉降处理后，其圆锥沉降槽上部溢出的上清液需再进行净化处理，沉降于圆锥沉降槽底部的汞富集底流用压滤机进行压滤，压滤液返污酸收集池，压滤产生的汞富集渣另行处理。通过本发明将污酸中的汞与次压磷酸钠溶液药剂和阴离子聚丙烯酰胺药剂进行反应生成汞富集沉降物，达到将污酸中的汞富集分离的目的，可取得良好的环保效益和经济效益。

Description

一种将污酸中汞富集分离的方法
技术领域
本发明涉及一种将污酸中汞富集分离的方法，特别是涉及铅锌冶炼过程中将污酸中汞富集分离的方法。
背景技术
汞（Hg）俗称水银，是常温下唯一的液态金属，在空气中加热会被氧化成汞的化合物。
汞在现代工业中有着广泛的应用，在铅锌冶炼过程中汞随着烟气进入到制酸系统，如防护不当会引起汞中毒。为了保护环境，减少企业汞中毒职业病发病率，综合回收利用汞具有良好的社会和环保效益。各企业采用多种方法对制酸后产生的含汞污酸进行处理，有的企业可以有效地回收污酸中的汞。
目前普遍采用的技术是将制酸后的污酸，直接用圆锥沉降槽进行自由沉降，实现固液分离。比重较大的含尘颗粒沉降在圆锥沉降槽底部，最终形成压滤渣，含汞化合物一部分也在自由沉降过程中富集在压滤渣中。污酸在圆锥沉降槽中发生的物理自由沉降，污酸中的汞未能富集在渣中，给后续处理带来很大难度。
发明内容
本发明目有在于克服现有技术不足，提供一种将污酸中汞富集分离的方法，主要涉及对污酸加入药剂并在输送中均匀混合，对污酸中的汞进行选择性富集、沉降实现将污酸中的汞富集分离的目的。
本发明一种将污酸中汞富集分离的方法，其特征在于包含以下工艺步骤：
1）将硫酸生产中净化洗涤工段所产生的污酸收集于污酸池中；
2）将污酸池中的污酸输送至圆锥沉降槽中进行沉降分离处理，污酸在输送过程中，将汞富集药剂通过两套加药系统加入到输送管道中，混合后输送至圆锥沉降槽中进行沉降分离；
3）污酸经汞富集沉降处理后，其圆锥沉降槽上部溢出的上清液需再进行净化处理，沉降于圆锥沉降槽底部的汞富集底流用压滤机进行压滤，压滤液返污酸收集池，压滤产生的汞富集渣另行处理。
在污酸输送过程中加入的汞富集化学药剂分别为：次亚磷酸钠药剂和阴离子聚丙烯酰胺药剂，分别是用固含量≥99.0%的固态次亚磷酸钠与水配制成百分比浓度为10%的次亚磷酸钠溶液，用固含量≥99.99%的固态阴离子聚丙烯酰胺与水配制成百分比浓度1%的阴离子聚丙烯酰胺溶液。
在污酸输送过程中，将配制好的汞富集药剂加入到污酸溶液中，按次亚磷酸钠溶液0.6-0.8L/h，即次亚磷酸钠溶液药剂在污酸中的百比分浓度为0.003-0.004%之间，阴离子聚丙烯酰胺溶液0.2-0.3L/h，即阴离子聚丙烯酰胺药剂在污酸中的百分比浓度为0.0001-0.0002%之间。
所述的药剂的加入顺序是：先加入配制好的次亚磷酸钠药剂，再加入配置好的阴离子聚丙烯酰胺药剂，次亚磷酸钠药剂加入位置距污酸管道出口8.5-9.2m，阴离子聚丙烯酰胺药剂加入口的位置距污酸管道出口7.5-8.2m。
所述的将污酸用管道的管径为50-60mm进行输送，污酸输送的流量控制在0.49-0.98m3/h，污酸加入汞富集药剂后通过输送管道加入到圆锥沉降槽内，随着溶液的不断加入，控制污酸在圆锥沉降槽内停留时间在30-60秒之间，保证溶液中的汞不断富集沉降于圆锥沉降槽底部，上清液在圆锥沉降槽逐渐升高至圆锥沉降槽顶部，从上清液溢流口流出，进行净化处理。
所述的定期将圆锥沉降槽底部的排渣口打开，将沉降于圆锥沉降槽下部的汞富集底流排出后进行处理。
本发明方法所使用的圆锥沉降槽由支架（1）、沉降槽体（2）、溢流挡板（3）、进液管（4）、溢流口（5）、排渣口（6）、排气孔（7）和人孔门（8）组成；溢流挡板（3）位于沉降槽体（2）内部上端，溢流口（5）位于吸附塔上部，贯通沉降槽体，进液管（4）从顶部贯通入沉降槽体内部，排渣口（6）位于圆锥沉降槽底部，排气孔（7）和人孔门（8）位于吸附塔顶部，支架（1）在对圆锥沉降槽（2）起支撑作用。
所述的圆锥沉降槽，其特征是：沉降槽体（2）结构为圆锥桶体，顶部有防尘盖，沉降槽锥体角度为40-55°沉降槽体为钢板制作，槽体所有部件衬玻璃钢防腐材料。
所述圆锥沉降槽，其特征是：溢流挡板（3）为圆筒状嵌于沉降槽体（2）内的上部，溢流挡板下部与沉降槽体（2）密封联接，溢流挡板高度为235-255mm。
所述的圆锥沉降槽，其特征是：进液管（4）从圆锥沉降槽顶板圆心位置向圆锥沉降槽内垂直延伸，延伸长度为2.7-3.0m。
所述的圆锥沉降槽，其特征是：溢流口（5）位于吸附塔上部，贯通沉降槽体，一端与溢流挡板和圆锥桶体形成的溢流槽联接，另一端与溢流清液管联接。
所述的圆锥沉降槽，其特征是：排渣口（6）位于圆锥沉降槽底部，用于定期排放圆锥沉降槽沉降过程产出的沉降底流。
所述的圆锥沉降槽，其特征是：排气孔（7）位于圆锥沉降槽顶板，用于收集排放沉降过程产生的废气。
所述的圆锥沉降槽，其特征是：位于圆锥沉降槽顶板两端各设两道人孔门（8），用于检修过程人员出入。
通过本发明装置可将加入汞富集药剂后并混合均匀的污酸在圆锥沉降槽中进行沉降分离，沉降上清液通过溢流口排出，汞富集渣沉降后经排渣口排出，达到将污酸中的汞富集分离的目的。
通过本发明将污酸中的汞与次压磷酸钠溶液药剂和阴离子聚丙烯酰胺药剂进行反应生成汞富集沉降物，达到将污酸中的汞富集分离的目的，能取得良好的环保效益和经济效益。
附图说明
图1是本发明污酸压滤渣汞富集工艺流程图。
图2为装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明所涉及的方法以及过程化学反应原理，其具体内容如下：
1、化学药剂作用原理
通过强还原剂次压磷酸钠（NaH2PO2）将污酸中的高价化合态汞还原成金属单质汞（单质汞比重大容易沉降），然后通过阴离子聚丙烯酰胺（APAM）的快速絮凝作用实现金属单质汞和高价汞化合物快速沉降，最终实现污酸压滤渣中汞的富集。化学反应方程式为：
（H2PO2）—+Hg2+=Hg+（PO2）—+2H+
阴离子聚丙烯酰胺（APAM）是水溶性的高分子聚合物，主要用于污酸的絮凝沉降，沉淀澄清处理。由于其分子链中含有一定数量的极性基团，它能通过吸附水中悬浮的固体粒子，使粒子间架桥或通过电荷中和使粒子凝聚形成大的絮凝物，故可加速悬浮液中粒子的沉降，有非常明显的加快溶液澄清，促进过滤等效果。
2、药剂制备及加入方式
用固态次亚磷酸钠（固含量≥99.0%）与水配制成百分比浓度为10%的次亚磷酸钠溶液；用固态阴离子聚丙烯酰胺（APAM）（固含量≥99.99%）与水配制成百分比浓度1%的阴离子聚丙烯酰胺溶液。
在污酸输送过程中，将配制好的汞富集药剂加入到污酸溶液中。按次压磷酸钠溶液0.6-0.8L/h，即次压磷酸钠溶液药剂在污酸中的百比分浓度为0.003-0.004%之间。阴离子聚丙烯酰胺（APAM）溶液0.1-0.2L/h，即阴离子聚丙烯酰胺药剂在污酸中的百分比浓度为0.0005-0.001%之间。
药剂的加入顺序是：先加入配制好的次亚磷酸钠药剂，再加入配置好的阴离子聚丙烯酰胺药剂。次亚磷酸钠药剂加入位置距污酸管道出口8.5-9.2m，阴离子聚丙烯酰胺药剂加入口的位置距污酸管道出口7.5-8.2m。
3、汞的富集沉降过程
加入药剂后的污酸用管径为50-60mm的管道，输送的流量控制在（0.49-0.98）m3/h加入到圆锥沉降槽，随着溶液的不断加入，控制污酸在圆锥沉降槽内停留时间在（30-60）秒之间，药剂次压磷酸钠（NaH2PO2）与高价化合态的汞进行氧化还原反应生成汞金属，因汞单质比重大与阴离子聚丙烯酰胺（APAM）发生絮凝作用而快速沉降在圆锥沉降槽底部的污酸底流中，经圆锥沉降槽底部的排渣口定期排出后进行压滤处理。上清液在圆锥沉降槽逐渐升高至圆锥沉降槽顶部，从上清液溢流口流出，进行净化处理。
4、污酸压滤渣中汞富集率对比
经过处理后污酸上清液中汞的浓度：0.0002%，与原处理方法相比污酸中汞的浓度：0.035%，污酸中的汞的富集率：99.43%，富集率从20%提高到99.43%。实现了汞从污酸中转移到压滤渣中的目的。同时压滤渣中汞的固含量由1.98%提高到3.23%。
具体工艺操作步骤按照图1实施。
用固态次亚磷酸钠（固含量≥99.0%）与水配制成百分比浓度为10%的次亚磷酸钠溶液；用固态阴离子聚丙烯酰胺（APAM）（固含量≥99.99%）与水配制成百分比浓度1%的阴离子聚丙烯酰胺溶液。
在污酸输送过程中，将配制好的汞富集药剂加入到污酸中。次亚磷酸钠溶液0.6-0.8L/h，即次亚磷酸钠药剂在污酸中的百比分浓度为0.003-0.004%之间。阴离子聚丙烯酰胺（APAM）溶液0.2-0.3L/h，即阴离子聚丙烯酰胺药剂在污酸中的百分比浓度为0.0001-0.0002%之间。两种药剂通过计量泵加入到污酸管道中。
药剂的加入顺序是：先加入配制好的次亚磷酸钠药剂，再加入配置好的阴离子聚丙烯酰胺药剂。次亚磷酸钠药剂加入位置距污酸管道出口8.5-9.2m，阴离子聚丙烯酰胺药剂加入口的位置距污酸管道出口7.5-8.2m。
加入药剂后的污酸用管径为50-60mm的管道，输送的流量控制在（0.49-0.98）m3/h加入到圆锥沉降槽下部，随着溶液的不断加入，控制污酸在圆锥沉降槽内停留时间在（30-60）秒之间，药剂次压磷酸钠（NaH2PO2）与高价化合态的汞进行氧化还原反应生成汞金属，因汞单质比重大与阴离子聚丙烯酰胺（APAM）发生絮凝作用而快速沉降在圆锥沉降槽底部的污酸底流中，经圆锥沉降槽底部的排渣口定期排出后进行压滤处理。上清液在圆锥沉降槽逐渐升高至圆锥沉降槽上部，从上清液溢流口流出，进行净化处理。如表1为污酸经过汞富集处理前后数据对比结果。
表1污酸经过汞富集处理前后Hg含量(%)
本发明使用装置圆锥沉降槽包括：支架，所述支架在沉降下部对塔体起到支撑作用，沉降槽体，结构为圆锥桶体，顶部有防尘盖，沉降槽锥体角度为40-55°沉降槽体为钢板制作，槽体内部和外部所有部件衬玻璃钢防腐材料；溢流挡板为圆筒状嵌于沉降槽体内的上部，溢流挡板下部与沉降槽体密封联接，溢流挡板高度为235-255mm；进液管从圆锥沉降槽顶板圆心位置向圆锥沉降槽内垂直延伸，延伸长度为2.7-3.0m。溢流口位于吸附塔上部，贯通沉降槽体，一端与溢流挡板和圆锥桶体形成的溢流槽联接，另一端与溢流清液输送管联接；排渣出口位于圆锥沉降槽底部，用于定期排放圆锥沉降槽沉降过程产出的沉降底流；排气孔位于圆锥沉降槽顶板，用于收集排放沉降过程产生的废气；人孔门位于圆锥沉降槽顶板两端用于检修过程人员出入。
本装置操作过程如下：污酸通过两套加药系统将预先加配制好的次亚磷酸钠药剂和阴离子聚丙烯酰胺药剂先后加入到污酸管道中，用管径为50-60mm的管道，输送的流量控制在（0.49-0.98）m3/h输送至进液管接口，经进液管输送到圆锥沉降槽中。随着污酸的不断加入，控制污酸在圆锥沉降槽内停留时间在（30-60）s之间，药剂次压磷酸钠（NaH2PO2）与高价化合态的汞进行氧化还原反应生成汞金属，因汞单质比重大与阴离子聚丙烯酰胺（APAM）发生絮凝作用而快速沉降在圆锥沉降槽底部的污酸底流中，经圆锥沉降槽底部的排渣口定期排出后进行压滤处理。上清液在圆锥沉降槽逐渐升高至圆锥沉降槽顶部，从上清液溢流口流出，进行净化处理。

Claims (6)

1.一种将污酸中汞富集分离的方法，其特征在于包含以下工艺步骤：
1）将硫酸生产中净化洗涤工段所产生的污酸收集于污酸池中；
2）将污酸池中的污酸输送至圆锥沉降槽中进行沉降分离处理，污酸在输送过程中，将汞富集药剂通过两套加药系统加入到输送管道中，混合后输送至圆锥沉降槽中进行沉降分离；
3）污酸经汞富集沉降处理后，其圆锥沉降槽上部溢出的上清液需再进行净化处理，沉降于圆锥沉降槽底部的汞富集底流用压滤机进行压滤，压滤液返污酸收集池，压滤产生的汞富集渣另行处理；
所述汞富集药剂为次亚磷酸钠药剂和阴离子聚丙烯酰胺。
2.根据权利要求1所述的一种将污酸中汞富集分离的方法，其特征在于：在污酸输送过程中加入的汞富集化学药剂分别为：次亚磷酸钠药剂和阴离子聚丙烯酰胺药剂，分别是用固含量≥99.0%的固态次亚磷酸钠与水配制成百分比浓度为10%的次亚磷酸钠溶液，用固含量≥99.99%的固态阴离子聚丙烯酰胺与水配制成百分比浓度1%的阴离子聚丙烯酰胺溶液。
3.根据权利要求1所述的一种将污酸中汞富集分离的方法，其特征在于：在污酸输送过程中，将配制好的汞富集药剂加入到污酸溶液中，按次亚磷酸钠溶液0.6-0.8L/h，即次亚磷酸钠溶液药剂在污酸中的百比分浓度为0.003-0.004%之间，阴离子聚丙烯酰胺溶液0.2-0.3L/h，即阴离子聚丙烯酰胺药剂在污酸中的百分比浓度为0.0001-0.0002%之间。
4.根据权利要求1所述的一种将污酸中汞富集分离的方法，其特征在于，药剂的加入顺序是：先加入配制好的次亚磷酸钠药剂，再加入配置好的阴离子聚丙烯酰胺药剂，次亚磷酸钠药剂加入位置距污酸管道出口8.5-9.2m，阴离子聚丙烯酰胺药剂加入口的位置距污酸管道出口7.5-8.2m。
5.根据权利要求1所述的一种将污酸中汞富集分离的方法，其特征在于：将污酸用管道的管径为50-60mm进行输送，污酸输送的流量控制在0.49-0.98m3/h，污酸加入汞富集药剂后通过输送管道加入到圆锥沉降槽内，随着溶液的不断加入，控制污酸在圆锥沉降槽内停留时间在30-60秒之间，保证溶液中的汞不断富集沉降于圆锥沉降槽底部，上清液在圆锥沉降槽逐渐升高至圆锥沉降槽顶部，从上清液溢流口流出，进行净化处理。
6.根据权利要求1所述的一种将污酸中汞富集分离的方法，其特征在于：定期将圆锥沉降槽底部的排渣口打开，将沉降于圆锥沉降槽下部的汞富集底流排出后进行处理。
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