CN104894381B - 一种从铜冶炼铅滤饼中回收汞的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从铜冶炼铅滤饼中回收汞的方法,通过配料工序、预热干燥及蒸馏工序、冷凝工序、粗汞精炼工序及尾气洗涤工序五个工序予以实现前端脱汞的方法，采用此种方法工艺简单、成本低、脱汞率高、对环境友好。
Description
技术领域
本发明涉及一种回收汞的方法，特别涉及一种从铜冶炼铅滤饼中回收汞的
方法。
背景技术
汞是在常温、常压下唯一以液态存在的金属，熔点-38.87℃，沸点356.6℃，密度13.59g/cm3，内聚力很强，在空气中稳定，常温下蒸发出汞蒸气，蒸气有剧毒。汞已被联合国环境规划署列为全球性污染物，是除了温室气体外唯一对全球范围产生影响的化学物质，具有跨国污染的属性，已成为全球广泛关注的环境污染物之一。进入生态环境的汞会产生长期的危害，汞通过干沉降或湿沉降污染水体，生物反应后形成剧毒的甲基汞，在鱼类和其他生物体内富集后又会循环进入人体对人类造成极大危害。我国部分有色重金属矿石含汞量较高，以锌精矿为例，据调查 我国陕西、甘肃锌精矿汞分别可达到233．07 g／t和499．91g／t，这直接导致西北锌冶炼烟气汞含量较高。一些处理高含汞精矿工厂的制酸车间空气中的汞含量超标37倍，设备内部检修环境超标高达1 000倍以上 。有色金属冶炼行业已经成为我国汞排放的最主要污染源之一，其贡献量占我国非有意大气汞排放量的40％ 左右。
铜冶炼铅滤饼主要来自于铜冶炼过程中冶炼烟气制酸系统净化工序,动力波洗涤器净化烟气过程中产生的烟气洗涤泥,主要成分为铅，占比50%以上；另外还包括少量或微量其他易挥发的金属元素，如锌、铋、砷、硒、镉、汞等，属于危险有害固体废物，其主要含量依据铜冶炼。铅滤饼的一般处理途径都是作为提铅原料送铅冶炼企业回收铅，铅滤饼中的其他元素一般进入渣中或烟气中，难以得到回收。
目前前端脱汞的方法主要有以下两种方法：
湿法浸出预脱汞技术将含汞铅滤饼送湿法除汞反应釜，采用碱液浸出，物料中的汞被浸出后进入溶液，脱汞浸出渣干燥后送下一工序综合回收。浸汞液添加铝粉置换回收粗汞。其优点在于在侧吹炉火法工序前端去除了入炉物料中的大部分汞，避免汞分散带来的危害；缺点在于在Na2S湿法浸出汞工艺中，铅滤饼中的部分As、Sb也会随同Hg一同进入浸出液中，浸出液回收汞较困难，处理不当易造成二次污染。
氯化除汞技术，为前端除汞技术,即含铅滤饼在冶炼炉内冶炼后进入冶炼烟气,经除尘后采用氯化汞溶液洗涤脱除烟气中的汞。含汞铅滤饼配料后进入冶炼炉冶炼，物料中的绝大多数汞挥发进入冶炼烟气中，经布袋除尘器除尘后，烟气进入洗涤塔，采用氯化汞溶液洗涤，在烟气中有SO2的条件下，氯化汞溶液吸收烟气中的金属汞生成不溶于水的氯化亚汞晶体回收。部分氯化亚汞通入氯气重新氯化制备氯化汞溶液。氯化除汞技术方案的优点是不需要增加前置除汞工序,铅滤饼和其他原料经配料后直接入炉冶炼；缺点是汞回收率稍低，在冶炼过程中会部分凝结进入到布袋烟尘中易会造成二次污染；除尘后尾气需加设氯化除汞设施回收汞，投资运行费用较高；使用氯气还存在一定安全隐患。 此外还有采用碘化钾溶液作为吸收液除汞工艺的，主要设备与氯化除汞工艺类似，但由于成本太高以及其他与上述相同的缺点，目前已较少采用。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺简单、成本低、脱汞率高、对环境友好的前端脱汞一种从铜冶炼铅滤饼中回收汞的方法。
本发明一种从铜冶炼铅滤饼中回收汞的方法，采用下述步骤予以实现：
步骤一，配料工序：将自然晾干的铜冶炼铅滤饼、粗汞还原渣与稳定剂石灰混合搅拌，所述稳定剂石灰的质量为铜冶炼铅滤饼质量的10%～20%；
步骤二，预热干燥及蒸馏工序：将粗脱汞电热回转蒸馏炉升温至150℃，分批连续将上述配料工序混合好的物料加入到粗脱汞电热回转蒸馏炉，对物料进行预热干燥10～20min；接着将粗脱汞电热回转蒸馏炉升温至500～600℃，维持粗脱汞电热回转蒸馏炉内压力-50Pa～-100Pa持续30～40min；
步骤三，冷凝工序：将上述经反应后的粗脱汞电热回转蒸馏炉的尾气经引风机引入粗脱汞冷凝器，尾气中的汞蒸汽经冷凝成金属粗汞，被收集至汞收集罐，其中出粗脱汞冷凝器的尾气温度为30～50℃；粗脱汞电热回转蒸馏炉内的粗蒸汞渣去铅冶炼回收系统；
步骤四，粗汞精炼工序：将上述所得粗汞与还原剂加入精脱汞电热回转蒸馏炉中，控制精脱汞电热回转蒸馏炉内温度600～700℃，所述精脱汞电热回转蒸馏炉的尾气经引风机引入精脱汞冷凝器，尾气中的汞蒸汽经冷凝回收得精汞，精脱汞电热回转蒸馏炉内的粗汞还原渣返回步骤一的配料工序作为还原渣与铜冶炼铅滤饼、稳定剂一起混合配料；
步骤五，尾气洗涤工序：粗脱汞冷凝器与精脱汞冷凝器中的尾气经填料淋洗塔洗涤后排空。
作为本发明的进一步改进，步骤四中铜冶炼铅滤饼、粗汞还原渣与稳定剂石灰的质量比为：铜冶炼铅滤饼:粗汞还原渣:石灰稳定剂 =100:＜1:10 ~20。
采用上述技术方案，步骤一配料工序中采用石灰作为稳定剂可以减少铅滤饼中砷、硒等元素的挥发；步骤一中的配料经步骤二预热干燥及蒸馏工序中铅滤饼中所含的汞挥发进入炉气，汞挥发率96%以上，脱汞渣含汞小于0.005%；
在此工艺过程中，加入精脱汞电热回转蒸馏炉中还原剂为填料淋塔更换下来的废焦炭；在粗汞精炼工序中精脱汞电热回转蒸馏炉的尾气经引风机引入精脱汞冷凝器，尾气中的汞蒸汽经冷凝回收得精汞，粗汞还原渣返回与铅滤饼混合配料。
综上所述，本发明采用配料工序、预热干燥及蒸馏工序、冷凝工序、粗汞精炼工序及尾气洗涤工序五个工序，所采用的工艺简单，总体汞回收率可达99%以上；加入精脱汞电热回转蒸馏炉中还原剂为填料淋塔更换下来的废焦炭；在粗汞精炼工序中精脱汞电热回转蒸馏炉的尾气经引风机引入精脱汞冷凝器，尾气中的汞蒸汽经冷凝回收得精汞，所得的渣返回系统作为还原渣与铅滤饼混合进行配料，可见在此过程中的原料可以循环利用，大大降低了此工艺的原料成本和运行成本；粗脱汞冷凝器与精脱汞冷凝器中的尾气经填料淋洗塔洗涤后排空，对环境友好无二次污染。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明：
实施例一：
将自然晾干的铜冶炼铅滤饼与稳定剂石灰混合搅拌，所述稳定剂石灰的质量为铜冶炼铅滤饼质量的15%；将粗脱汞电热回转蒸馏炉升温至150℃，分批连续将混合好的物料加入到粗脱汞电热回转蒸馏炉，对物料进行预热干燥15min；将粗脱汞电热回转蒸馏炉升温至550℃，维持粗脱汞电热回转蒸馏炉内压力-100Pa持续30min；粗脱汞电热回转蒸馏炉的尾气经引风机引入粗脱汞冷凝器，尾气中的汞蒸汽经冷凝成金属粗汞，被收集进入汞收集罐；出粗脱汞冷凝器尾气温度40℃；将上述所得粗汞与还原剂加入精脱汞电热回转蒸馏炉中，控制精脱汞电热回转蒸馏炉内温度650℃，所述精脱汞电热回转蒸馏炉的尾气经引风机引入精脱汞冷凝器，尾气中的汞蒸汽经冷凝回收得精汞，步骤四中铜冶炼铅滤饼、粗汞还原渣与稳定剂石灰的质量比为：铜冶炼铅滤饼:粗汞还原渣:石灰稳定剂 =100:＜1:15, 粗脱汞冷凝器与精脱汞冷凝器中的尾气经填料淋洗塔洗涤后排空。步骤一中的配料经步骤二预热干燥及蒸馏工序中铅滤饼中所含的汞挥发进入炉气，汞脱除率97%，脱汞渣含汞小于0.005%；总体汞回收率可达99.0%。
实施例二：
将自然晾干的铜冶炼铅滤饼、粗汞还原渣与稳定剂石灰混合搅拌，所述稳定剂石灰的质量为铜冶炼铅滤饼质量的20%；将粗脱汞电热回转蒸馏炉升温至150℃，分批连续将混合好的物料加入到粗脱汞电热回转蒸馏炉，对物料进行预热干燥20min；将粗脱汞电热回转蒸馏炉升温至600℃，维持粗脱汞电热回转蒸馏炉内压力-100Pa持续40min；粗脱汞电热回转蒸馏炉的尾气经引风机引入粗脱汞冷凝器，尾气中的汞蒸汽经冷凝成金属粗汞，被收集进入汞收集罐；出粗脱汞冷凝器尾气温度50℃；将上述所得粗汞与还原剂加入精脱汞电热回转蒸馏炉中，控制精脱汞电热回转蒸馏炉内温度700℃，所述精脱汞电热回转蒸馏炉的尾气经引风机引入精脱汞冷凝器，尾气中的汞蒸汽经冷凝回收得精汞，步骤四中铜冶炼铅滤饼、粗汞还原渣与稳定剂石灰的质量比为：铜冶炼铅滤饼:粗汞还原渣:石灰稳定剂 =100:＜1:20, 粗脱汞冷凝器与精脱汞冷凝器中的尾气经填料淋洗塔洗涤后排空。步骤一中的配料经步骤二预热干燥及蒸馏工序中铅滤饼中所含的汞挥发进入炉气，汞脱除率98%，脱汞渣含汞小于0.005%；总体汞回收率99.5%。
Claims (1)
1.一种从铜冶炼铅滤饼中回收汞的方法,其特征在于采用如下步骤：
步骤一，配料工序：将自然晾干的铜冶炼铅滤饼、粗汞还原渣与稳定剂石灰混合搅拌，所述稳定剂石灰的质量为铜冶炼铅滤饼质量的10%～20%；所述铜冶炼铅滤饼、粗汞还原渣与稳定剂石灰的质量比为：铜冶炼铅滤饼:粗汞还原渣:石灰稳定剂 =100:＜1:10 ~20；
步骤二，预热干燥及蒸馏工序：将粗脱汞电热回转蒸馏炉升温至150℃，分批连续将上述配料工序混合好的物料加入到粗脱汞电热回转蒸馏炉，对物料进行预热干燥10～20min；接着将粗脱汞电热回转蒸馏炉升温至500～600℃，维持粗脱汞电热回转蒸馏炉内压力-50Pa～-100Pa持续30～40min；
步骤三，冷凝工序：将上述经反应后的粗脱汞电热回转蒸馏炉的尾气经引风机引入粗脱汞冷凝器，尾气中的汞蒸汽经冷凝成金属粗汞，被收集至汞收集罐，其中出粗脱汞冷凝器的尾气温度为30～50℃；粗脱汞电热回转蒸馏炉内的粗蒸汞渣去铅冶炼回收系统；
步骤四，粗汞精炼工序：将上述所得粗汞与还原剂加入精脱汞电热回转蒸馏炉中，控制精脱汞电热回转蒸馏炉内温度600～700℃，所述精脱汞电热回转蒸馏炉的尾气经引风机引入精脱汞冷凝器，尾气中的汞蒸汽经冷凝回收得精汞，精脱汞电热回转蒸馏炉内的粗汞还原渣返回步骤一的配料工序与铜冶炼铅滤饼、稳定剂一起混合配料；所述加入精脱汞电热回转蒸馏炉中的还原剂为填料淋塔更换下来的废焦炭，所述还原剂废焦炭的加入量为粗汞质量的10%~15%；
步骤五，尾气洗涤工序：粗脱汞冷凝器与精脱汞冷凝器中的尾气经填料淋洗塔洗涤后排空，所述粗脱汞冷凝器与精脱汞冷凝器均为水冷式冷凝器；所述填料淋洗塔的填料为碎焦炭。
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