CN104805317A - 一种工业用汞制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业用汞制备方法，包括以下步骤:a)粉碎、b)筛分、c)还原制备、d)除尘冷凝制汞、e)冷凝含汞烟气、f)净化、g)收尘。本发明采用的双层单稀相流态化焙烧炉为内溢流锥形床结构，与现有外溢流直筒床结构的单层双稀相流态化焙烧炉相比，能有效降低热耗，降低含汞原矿石加工费用，提高单位床面含汞原矿石处理能力。本发明简化了矿物处理过程，提高了汞制备效率，降低了成本。

Description

一种工业用汞制备方法

技术领域

本发明涉及金属冶炼技术领域，具体涉及一种工业用汞制备方法。

背景技术

汞是化学元素，元素周期表第80位，俗称水银，元素符号Hg，在化学元素周期表中位于第6周期、第IIB族，是常温常压下唯一以液态存在的金属(从严格的意义上说，镓(符号Ga,31号元素)和铯(符号Cs，55号元素)在室温下(29.76℃和28.44℃)也呈液态)。汞是银白色闪亮的重质液体，化学性质稳定，不溶于酸也不溶于碱。汞常温下即可蒸发，汞蒸气和汞的化合物多有剧毒(慢性)。汞使用的历史很悠久，用途很广泛。在中世纪炼金术中与硫磺、盐共称炼金术神圣三元素。

汞最常用的应用是造工业用化学药物以及在电子或电器产品中获得应用。汞还用于温度计，尤其是在测量高温的温度计，随着工业的发展，汞还被用于制造日光灯、水银开关、杀虫剂、生产氯和氢氧化钾的过程中、防腐剂、在一些电解设备中充当电极、电池和催化剂，应用越来越广泛。

传统炼汞技术采用的是湿法炼汞(浮选精矿-蒸馏炉工艺)，如图1所示，含汞原矿石需经两破一磨后，再进行一粗一精三扫浮选得到精矿后方能入炉冶炼，同时采用的是静态蒸馏炉以及传统除尘冷凝工艺技术，这种技术主要有三个缺点：1、投资成本高，汞含汞原矿石回收率低；单炉处理能力160t/(m2·d)，汞含汞原矿石回收率83.10％，电耗35.4-45.7kwh/吨矿，水耗4.2-4.5吨/吨矿，药耗217g/吨矿；2、生产过程中高温粉尘产生扬尘，影响环境和工作条件；3、入炉矿物粒度要求0～6mm，矿物处理过程复杂，导致汞制备效率低且成本高。

发明内容

本发明意在提供一种工业用汞制备方法，以解决现有技术中矿物处理过程复杂，导致汞制备效率低且成本高的问题。

专利方案：一种工业用汞制备方法，包括以下步骤：

a)粉碎：将含汞原矿石先经颚式破碎机，再经圆锥破碎机，经两级破碎得粉碎的含汞原矿石；

b)筛分：将a)步骤得到的含汞原矿石送至振动筛中筛分后，制得粒度0～13mm的含汞原矿石；

c)还原制备：先将步骤b)中制得的粒度0～13mm的含汞原矿石从双层单稀相流态化焙烧炉顶部投入炉内，再投入粒度为0～8mm的粉煤，且粉煤与含汞原矿石质量份数比为8～8.5：100，的，同时，由双层单稀相流态化焙烧炉下部送入的空气鼓吹成沸腾状，当粉煤燃烧加热到750度时，含汞原矿石经加温脱汞后成炉渣，从炉底部排出送到堆渣场；同时，双层单稀相流态化焙烧炉产出的含汞、含尘炉气，从炉子顶部被抽出；

d)除尘冷凝制汞：步骤c)中的含汞、含尘炉气被依次通过一段旋风收尘器、二段旋风收尘器、高温电除尘器进入文氏管除尘器，得汞、汞炱以及含汞烟气；

e)冷凝含汞烟气：文氏管除尘器得出的含汞烟气再依次进入旋风收汞器、热交换器及洗涤塔冷凝收汞系统，得汞、汞炱以及冷凝后的含汞烟气；

f)净化：冷凝后的含汞烟气进入含有净化液的净化塔，且净化液含软锰矿20～25g/L，硫酸20～30g/L，用硫酸锰矿法净化含汞烟气，得废气、硫酸汞溶液，当硫酸汞溶液浓度达到200g/m3时，加铁屑置换，生成硫酸亚铁溶液和汞；废气通过活性炭过滤室吸附过滤，当废气含汞小于1.0mg/m3时，经排风机送入烟囱排入大气；

g)收尘：将步骤a)-f)中产生的粉尘及步骤c)中的炉渣送到堆渣坝，将步骤a)-f)中产生的废水经加碱中和处理后通过循环池循环利用，循环池底的沉淀泥与活性炭室的废活性炭，清理或更换后返回双层单稀相流态化焙烧炉内焙烧。

本发明的有益效果：

步骤d)含汞含尘炉气被依次通过一段旋风收尘器、二段旋风收尘器、高温电除尘器进入文氏管除尘器，含汞含尘炉气温度急剧降低，绝大部分烟尘与硫离子被循环水带走，同时促使了汞蒸气快速凝聚成雾状，在负压作用下，进入后面的冷凝设备。

步骤e)文氏管除尘器出来的含汞烟气进入旋风收汞器、热交换器及洗涤塔冷凝收汞系统，进一步冷凝烟气中的汞蒸气，以提高金属汞的回收率。

步骤e)中旋风收汞器为旋风除尘器，文中如此称呼是为了方便区分。

本发明采用的双层单稀相流态化焙烧炉为内溢流锥形床结构，与现有外溢流直筒床结构的单层双稀相流态化焙烧炉相比，能有效降低热耗，降低含汞原矿石加工费用，提高单位床面含汞原矿石处理能力。

与现有技术相比：

(1)现有技术中，两破一磨后，再进行一粗一精三扫浮选得到粒度6mm以下的精矿后方能入炉冶炼，双层单稀相流态化焙烧炉的引入，使得使入炉含汞原矿石粒度由6mm以下扩大到13mm以下，降低原料制备电能消耗和破矿设备材料损耗，同时提高单位床面含汞原矿石处理能力，而本发明只需两次破碎筛选制得粒度13mm以下的含汞原矿石后即可入炉，矿物处理过程简单，提高了汞制备效率，降低了成本。

(2)现有技术中采用二段漩涡除尘，而本发明新增高温电除尘器，能最大限度地除去烟尘，以提高汞的回收率和活汞率，减少汞炱的生成，从而减少汞炱二次处理的电能消耗。

(3)现有技术采用普通冷凝系统，本发明新引入文氏管，能快速凝聚雾状汞滴并降温，从而进一步提高汞的回收率。

进一步，步骤c)-f)中得到的汞炱经过水力旋流器除尘制得汞。水力旋流器占地面积小、价格便宜，处理量大，分离效率高，可获得纯度高的汞，降低成本。

进一步，步骤d)中一段旋风收尘器、二段旋风收尘器内的气压为-2000Pa，步骤e)中旋 风收汞器内的气压为-800Pa；步骤e)中旋风收汞器内的气体流速不宜过大，以使小颗粒汞珠在离心力的作用下，借助碰撞汇集成大颗粒汞珠而被收集，从而提高收汞效率。

进一步，步骤d)中经过一段旋风收尘器、二段旋风收尘器、高温电除尘器产生的一段尘、二段尘、电尘经过双轴粉尘加湿搅拌机湿法除灰后，将尘渣送到堆渣坝。双轴加湿搅拌机是一种新型的干灰加湿设备，在湿法除灰系统中，能将干灰均匀加湿搅拌成理想的物料状态，杜绝扬尘，解决了高温粉尘扬尘问题，大大减小了炼汞过程中对环境的污染。

进一步，步骤b)中振动筛筛分后粒度大于13mm的含汞原矿石再次进入步骤a)，直至粒度达到0～13mm。提高含汞原矿石的利用率。

进一步，步骤c)中的0～8mm的粉煤由以下步骤制成：

1)筛分：将原煤投入振动筛中，得粒度0～8mm的粉煤和大于8mm的粉煤；

2)储存：将粒度0～8mm的粉煤放至给煤仓中，生产时使用螺旋给煤机输送粉煤；

3)粉碎：将步骤1)中大于8mm的粉煤经锤式破碎机粉碎后，再进入步骤1)，直至粒度达到0～8mm。提高含粉煤的利用率。

附图说明

图1为现有技术中汞制备工艺的流程框图；

图2为本发明实施例中的汞制备工艺的流程框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

实施例基本如图2所示：

本方案中的一种工业用汞制备方法，包括以下步骤：

a)粉碎：将含汞原矿石先经颚式破碎机，再经圆锥破碎机，经两级破碎得粉碎的含汞原矿石；

b)筛分：将a)步骤得到的含汞原矿石送至振动筛中筛分后，制得粒度0～13mm的含汞原 矿石；

c)还原制备：先将步骤b)中制得的粒度0～13mm的含汞原矿石从双层单稀相流态化焙烧炉顶部投入炉内，再投入粒度为0～8mm的粉煤，且粉煤与含汞原矿石质量份数比为8.4：100，的，同时，由双层单稀相流态化焙烧炉下部送入的空气鼓吹成沸腾状，当粉煤燃烧加热到750度时，含汞原矿石经加温脱汞后成炉渣，从炉底部排出送到堆渣场；同时，双层单稀相流态化焙烧炉产出的含汞、含尘炉气，从炉子顶部被抽出；

d)除尘冷凝制汞：步骤c)中的含汞、含尘炉气被依次通过一段旋风收尘器、二段旋风收尘器、高温电除尘器进入文氏管除尘器，得汞、汞炱以及含汞烟气；

e)冷凝含汞烟气：文氏管除尘器得出的含汞烟气再依次进入旋风收汞器、热交换器及洗涤塔冷凝收汞系统，得汞、汞炱以及冷凝后的含汞烟气；

f)净化：冷凝后的含汞烟气进入含有净化液的净化塔，且净化液含软锰矿20～25g/L，硫酸20～30g/L，用硫酸锰矿法净化含汞烟气，得废气、硫酸汞溶液，当硫酸汞溶液浓度达到200g/m3时，加铁屑置换，生成硫酸亚铁溶液和汞；废气通过活性炭过滤室吸附过滤，当废气含汞小于1.0mg/m3时，经排风机送入烟囱排入大气；

g)收尘：将步骤a)-f)中产生的粉尘及步骤c)中的炉渣送到堆渣坝，将步骤a)-f)中产生的废水经加碱中和处理后通过循环池循环利用，循环池底的沉淀泥与活性炭室的废活性炭，清理或更换后返回双层单稀相流态化焙烧炉内焙烧。

本发明的有益效果：

步骤d)含汞含尘炉气被依次通过一段旋风收尘器、二段旋风收尘器、高温电除尘器进入文氏管除尘器，含汞含尘炉气温度急剧降低，绝大部分烟尘与硫离子被循环水带走，同时促使了汞蒸气快速凝聚成雾状，在负压作用下，进入后面的冷凝设备。

步骤e)文氏管除尘器出来的含汞烟气进入旋风收汞器、热交换器及洗涤塔冷凝收汞系统，进一步冷凝烟气中的汞蒸气，以提高金属汞的回收率。

步骤e)中旋风收汞器为旋风除尘器，文中如此称呼是为了方便区分。

本发明采用的双层单稀相流态化焙烧炉为内溢流锥形床结构，与现有外溢流直筒床结构的单层双稀相流态化焙烧炉相比，能有效降低热耗，降低含汞原矿石加工费用，提高单位床面含汞原矿石处理能力。

与现有技术相比：

(1)现有技术中，两破一磨后，再进行一粗一精三扫浮选得到粒度6mm以下的精矿后方能入炉冶炼，双层单稀相流态化焙烧炉的引入，使得使入炉含汞原矿石粒度由6mm以下扩大到13mm以下，降低原料制备电能消耗和破矿设备材料损耗，同时提高单位床面含汞原矿石处理能力，而本发明只需两次破碎筛选制得粒度13mm以下的含汞原矿石后即可入炉，矿物处理过程简单，提高了汞制备效率，降低了成本。

(2)现有技术中采用二段漩涡除尘，而本发明新增高温电除尘器，能最大限度地除去烟尘，以提高汞的回收率和活汞率，减少汞炱的生成，从而减少汞炱二次处理的电能消耗。

(3)现有技术采用普通冷凝系统，本发明新引入文氏管，能快速凝聚雾状汞滴并降温，从而进一步提高汞的回收率。

其中，步骤c)-f)中得到的汞炱经过水力旋流器除尘制得汞。水力旋流器占地面积小、价格便宜，处理量大，分离效率高，可获得纯度高的汞，降低成本。

其中，步骤d)中一段旋风收尘器、二段旋风收尘器内的气压为-2000Pa，步骤e)中旋风收汞器内的气压为-800Pa；步骤e)中旋风收汞器内的气体流速不宜过大，以使小颗粒汞珠在离心力的作用下，借助碰撞汇集成大颗粒汞珠而被收集，从而提高收汞效率。

其中，步骤d)中经过一段旋风收尘器、二段旋风收尘器、高温电除尘器产生的一段尘、二段尘、电尘经过双轴粉尘加湿搅拌机湿法除灰后，将尘渣送到堆渣坝。双轴加湿搅拌机是一种新型的干灰加湿设备，在湿法除灰系统中，能将干灰均匀加湿搅拌成理想的物料状态，杜绝扬尘，解决了高温粉尘扬尘问题，大大减小了炼汞过程中对环境的污染。

其中，步骤b)中振动筛筛分后粒度大于13mm的含汞原矿石再次进入步骤a)，直至粒度达到0～13mm。提高含汞原矿石的利用率。

其中，步骤c)中的0～8mm的粉煤由以下步骤制成：

1)筛分：将原煤投入振动筛中，得粒度0～8mm的粉煤和大于8mm的粉煤；

2)储存：将粒度0～8mm的粉煤放至给煤仓中，生产时使用螺旋给煤机输送粉煤；

3)粉碎：将步骤1)中大于8mm的粉煤经锤式破碎机粉碎后，再进入步骤1)，直至粒度达到0～8mm。提高含粉煤的利用率。

本实施例劳动用工：15人，可达到以下指标：

处理矿石量：350吨/日；

入炉矿石综合品位：0.1％；

年产汞及汞系列量：90吨；

冶炼总回收率：91％；

电耗：14.00Kw.h/吨矿；

万元产值综合能耗：(折)1.21吨标煤；

废气含Hg：≤1.0mg/m3；

废气含SO2：≤450mg/m3；

废渣含Hg：＜0.003％；

生产废水：循环使用，不外排。

粉煤与含汞原矿石质量份数比还可采用8：100、8.1：100、8.2：100、8.3：100或者8.5：100。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专 利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.一种工业用汞制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)粉碎：将含汞原矿石先经颚式破碎机，再经圆锥破碎机，经两级破碎得粉碎的含汞原矿石；

b)筛分：将a)步骤得到的含汞原矿石送至振动筛中筛分后，制得粒度0~13mm的含汞原矿石；

c)还原制备：先将步骤b)中制得的粒度0~13mm的含汞原矿石从双层单稀相流态化焙烧炉顶部投入炉内，再投入粒度为0~8mm的粉煤，且粉煤与含汞原矿石质量份数比为8~8.5：100，的，同时，由双层单稀相流态化焙烧炉下部送入的空气鼓吹成沸腾状，当粉煤燃烧加热到750度时，含汞原矿石经加温脱汞后成炉渣，从炉底部排出送到堆渣场；同时，双层单稀相流态化焙烧炉产出的含汞、含尘炉气，从炉子顶部被抽出；

d)除尘冷凝制汞：步骤c)中的含汞、含尘炉气被依次通过一段旋风收尘器、二段旋风收尘器、高温电除尘器进入文氏管除尘器，得汞、汞炱以及含汞烟气；

e)冷凝含汞烟气：文氏管除尘器得出的含汞烟气再依次进入旋风收汞器、热交换器及洗涤塔冷凝收汞系统，得汞、汞炱以及冷凝后的含汞烟气；

f)净化：冷凝后的含汞烟气进入含有净化液的净化塔，且净化液含软锰矿20～25g/L，硫酸20～30g/L，用硫酸锰矿法净化含汞烟气，得废气、硫酸汞溶液，当硫酸汞溶液浓度达到200g/m3时，加铁屑置换，生成硫酸亚铁溶液和汞；废气通过活性炭过滤室吸附过滤，当废气含汞小于1.0mg/m3时，经排风机送入烟囱排入大气；

g)收尘：将步骤a)-f)中产生的粉尘及步骤c)中的炉渣送到堆渣坝，将步骤a)-f)中产生的废水经加碱中和处理后通过循环池循环利用，循环池底的沉淀泥与活性碳室的废活性炭，清理或更换后返回双层单稀相流态化焙烧炉内焙烧。

2.根据权利要求1所述的一种工业用汞制备方法，其特征在于，步骤c)- f)中得到的汞炱经过水力旋流器除尘制得汞。

3.根据权利要求1或2所述的一种工业用汞制备方法，其特征在于，步骤d)中一段旋风收尘器、二段旋风收尘器内的气压为-2000Pa，步骤e)中旋风收汞器内的气压为-800Pa。

4.根据权利要求3所述的一种工业用汞制备方法，其特征在于，步骤d)中经过一段旋风收尘器、二段旋风收尘器、高温电除尘器产生的一段尘、二段尘、电尘经过双轴粉尘加湿搅拌机湿法除灰后，将尘渣送到堆渣坝。

5.根据权利要求4所述的一种工业用汞制备方法，其特征在于，步骤b)中振动筛筛分后粒度大于13mm的含汞原矿石再次进入步骤a），直至粒度达到0~13mm。

6.根据权利要求1、2或5所述的一种工业用汞制备方法，其特征在于，步骤c)中的0~8mm的粉煤由以下步骤制成：

 1）筛分：将原煤投入振动筛中，得粒度0~8mm的粉煤和大于8mm的粉煤；

 2）储存：将粒度0~8mm的粉煤放至给煤仓中，生产时使用螺旋给煤机输送粉煤；

 3）粉碎：将步骤1）中大于8mm的粉煤经锤式破碎机粉碎后，再进入步骤1），直至粒度达到0~8mm。