CN105154676B - 一种废汞触媒综合处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及废汞触媒综合处理技术领域,尤其是一种废汞触媒综合处理方法,通过将废汞触媒与生石灰混合,再将其煮制处理,使得废汞触媒的有效成分与生石灰发生作用,达到熟化废汞触媒目的,提高废汞触媒在蒸馏过程中转化效率,再经过对蒸馏后获得的含汞蒸汽冷却,获得水汽渣,再将水汽渣与反应剂作用,使得其中的汞成分得到大量沉淀,经过超声处理耦合离心处理,使得反应剂与水汽渣作用更加彻底,提高了对汞触媒处理后的汞回收率,降低了废液的排放量,降低了环境污染,使得排放在环境中的汞的含量降低至了0.09‑0.13%。
Description
技术领域
本发明涉及废汞触媒综合处理技术领域,尤其是一种废汞触媒综合处理方法。
背景技术
氯化汞触媒(俗称汞触媒)作为电石法生产PVC中乙炔和氯化氢气体合成氯乙烯(VCM)的催化剂,是以活性炭作载体、氯化汞为活性物质,将氯化汞负载于活性炭表面。汞触媒在使用一定时间后,其活性下降需进行更换,更换下来的废汞触媒,一般含氯化汞2%~5%左右。汞触媒失效的主要原因有:高温时HgCl2升华,使氯化汞含量大大降低;原料气中的磷、硫使汞触媒中毒;生产原料中杂质覆盖于触媒表面或堵塞触媒孔道。由于HgCl2有剧毒,具有挥发性、又溶于水,因此更换下来的汞触媒若长期堆放或储存,易造成环境污染和安全隐患。并且,我国汞资源日益枯竭,每年需大量进口。因此,高效回收利用废汞触媒,既可防止汞进入环境从而对人体健康造成危害,又可获得具有巨大的经济效益。
现有技术中,对于废汞触媒进行处理的技术方案较多,主要集中在:“复盐法”,用NaCl在盐酸存在下处理废汞触媒,使HgCl2形成Na2HgCl4复盐而被洗脱,再用甲醛将此复盐还原成金属汞,进行回收。该工艺虽然易于操作、设备要求不高,但只能回收60%的HgCl2,存在HgCl2回收率低的缺点。“高温法”,先将废汞触媒进行化学预处理,将HgCl2转化为氧化汞,然后再将其置于金属罐内,加热至700℃~800℃,使之分解为汞蒸气,再经冷凝以回收得到金属汞。该方法存在设备要求高、能耗高等缺点。
并且无论是高温法,还是复盐法,对于废汞触媒处理后,排放在环境中的废渣、废液、废气中的汞成分较多,使得排放在环境中的汞成分含量依然维持在现有技术水平上,即排放量达到0.6%,甚至1%以上;这不仅造成了废汞触媒综合处理后的汞回收率较低,也造成了汞成分流露到环境中,造成大量的环境污染。
同时,随着环保局的政策出台,对于汞生产企业以及废汞触媒综合处理回收汞的企业来说,需要对汞的排放标准进一步的降低,使得含汞废渣的排放量得到进一步的降低,进而提高环境质量,于是;本研究人员结合实际生产实践,对废汞触媒综合处理的工艺进行调整,进而将废汞触媒综合处理过程中,含汞废渣的排放量降低至了0.1%左右,进而为废汞触媒综合处理技术领域提供了一种新思路。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题,本发明提供一种废汞触媒综合处理方法。
本发明为了达到上述目的,其通过将物料进行蒸馏处理后,使得汞成分以单质和/或化合物的形式升华成蒸汽后,再与整个过程中产生的水蒸气进行混合后,在冷凝器中冷却下来,获得水汽渣,将该水汽渣采用反应剂反应处理后,进而使得汞成分得到最大程度的沉淀,进而降低了排放在环境或者返回使用的滤液的汞含量,降低了环境污染。
具体是通过以下技术方案得以实现的:
一种废汞触媒综合处理方法,包括以下步骤:
(1)将废汞触媒与生石灰按照质量比为(0.95-1.37):(3-7)混合后,将其置于自然环境中放置处理5-11h,再将其置于锅炉中,并向锅炉中加入占生石灰重量0.1-0.3倍的水,并调整锅炉底部的温度为60-80℃煮制处理10-20h,再将其干燥处理至水分含量为1-3%;
(2)将步骤1)处理好的物料置于蒸馏炉中,采用温度为700-750℃蒸馏处理,获得蒸汽和废渣;并将蒸馏过程中产生的蒸汽送入冷凝管中进行冷凝处理,获得水汽渣;将水汽渣采用高压泵泵送到自然沉淀槽中进行自然沉淀处理20-30h,并在沉淀处理过程中向其中加入反应剂,反应30-90min,再将其采用超声波处理1-3min,再将其静止处理20-30min,再将其采用离心分离机分离,获得沉淀和滤液;将滤液返回步骤1)中与水混合后,加入到锅炉中煮制处理;
(3)将步骤2)获得的废渣置于蒸馏炉中,采用温度为850-900℃的温度处理20-30min后,得回收活性炭和蒸汽,将蒸汽返回步骤2)的冷凝步骤中,将回收活性炭用于汞触媒的制备;将步骤2)中获得的沉淀送入单质汞回收系统,即可完成废汞触媒综合处理。
所述的反应剂为碘化钾、硫氰化钾中的一种。
所述的高压泵泵送,泵送压力为1.35-3.14MPa。
所述的超声波,其频率为10-3000Hz。
所述的离心分离,其分离转速为1000-3000r/min。
所述的将滤液返回步骤1)中与水混合,其混合的质量混合比为(7-9):(0.5-3)。
干燥处理时的温度为43-57℃。
与现有技术相比,本发明的技术效果体现在:
通过将废汞触媒经过与生石灰进行混合后,再将其进行煮制处理,使得废汞触媒中的各有效成分能够与生石灰发生作用,进而达到熟化废汞触媒的目的后,提高废汞触媒再蒸馏过程中的氯化汞转化成氧化汞的效率,在经过对蒸馏后获得的含汞蒸汽进行冷却后,获得水汽渣,再将水汽渣与反应剂进行作用,进而使得其中的汞成分得到大量的沉淀下来,并经过超声处理,使得反应剂与水汽渣作用的程度更加彻底,提高了对汞触媒进行处理后的汞回收率,并经过离心分离处理,使得含汞沉淀与滤液得到较大程度的分离,并结合后续的对沉淀与滤液的进一步的处理,进而提高了汞的回收,降低了废液的排放量,降低了环境污染,使得最后排放在环境中的汞的含量降低至了0.09-0.13%,具有显著的经济和环保价值。
本发明还经过对产生的废渣进行处理,使得产生的活性炭的活性得到增强,即使得废汞触媒中的氯化汞被回收后的活性炭表面涂覆的PVC材料在850-900℃得到消除,并经过对处理过程中产生的蒸汽再度进行处理,使得其废渣中含有的汞成分得到进一步的回收利用,进而降低了排放到环境中的汞含量,降低了环境污染;
本发明在结合选用碘化钾或者硫氰化钾作为反应剂,进而使得废汞触媒中的汞得到大量的沉淀,并且不会残留在液体中,进而降低了液体返回步骤1中进一步处理的难度,进而降低了汞的排放量;提高了汞的回收率;
再结合超声波的频率以及离心分离时的转速的控制,使得超声波处理与离心处理得到耦合,进而恰当的将溶液中的沉淀滤除,进而降低了滤液中的汞含量。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定,但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
本发明所述的蒸馏炉为封闭式蒸馏炉。蒸馏炉的炉膛内竖直设置有至少1根炉管,炉管内放置物料,炉膛内采用煤气进行充入燃烧,进而达到对物料的蒸馏处理。
实施例1
一种废汞触媒综合处理方法,包括以下步骤:
(1)将废汞触媒与生石灰按照质量比为0.95:3混合后,将其置于自然环境中放置处理5h,再将其置于锅炉中,并向锅炉中加入占生石灰重量0.1倍的水,并调整锅炉底部的温度为60℃煮制处理10h,再将其在45摄氏度下干燥处理至水分含量为1%;
(2)将步骤1)处理好的物料置于蒸馏炉中,采用温度为700℃蒸馏处理,获得蒸汽和废渣;并将蒸馏过程中产生的蒸汽送入冷凝管中进行冷凝处理,获得水汽渣;将水汽渣采用高压泵泵送到自然沉淀槽中进行自然沉淀处理20h,并在沉淀处理过程中向其中加入反应剂,反应30min,再将其采用超声波处理1min,再将其静止处理20min,再将其采用离心分离机分离,获得沉淀和滤液;将滤液返回步骤1)中与水混合后,加入到锅炉中煮制处理;
(3)将步骤2)获得的废渣置于蒸馏炉中,采用温度为850℃的温度处理20min后,得回收活性炭和蒸汽,将蒸汽返回步骤2)的冷凝步骤中,将回收活性炭用于汞触媒的制备;将步骤2)中获得的沉淀送入单质汞回收系统,即可完成废汞触媒综合处理。
所述的反应剂为碘化钾。
所述的高压泵泵送,泵送压力为1.35MPa。
所述的超声波,其频率为10Hz。
所述的离心分离,其分离转速为1000r/min。
实施例2
一种废汞触媒综合处理方法,包括以下步骤:
(1)将废汞触媒与生石灰按照质量比为1.37:7混合后,将其置于自然环境中放置处理11h,再将其置于锅炉中,并向锅炉中加入占生石灰重量0.3倍的水,并调整锅炉底部的温度为80℃煮制处理20h,再将其干燥处理至水分含量为3%;
(2)将步骤1)处理好的物料置于蒸馏炉中,采用温度为750℃蒸馏处理,获得蒸汽和废渣;并将蒸馏过程中产生的蒸汽送入冷凝管中进行冷凝处理,获得水汽渣;将水汽渣采用高压泵泵送到自然沉淀槽中进行自然沉淀处理30h,并在沉淀处理过程中向其中加入反应剂,反应90min,再将其采用超声波处理3min,再将其静止处理30min,再将其采用离心分离机分离,获得沉淀和滤液;将滤液返回步骤1)中与水混合后,加入到锅炉中煮制处理;
(3)将步骤2)获得的废渣置于蒸馏炉中,采用温度为900℃的温度处理30min后,得回收活性炭和蒸汽,将蒸汽返回步骤2)的冷凝步骤中,将回收活性炭用于汞触媒的制备;将步骤2)中获得的沉淀送入单质汞回收系统,即可完成废汞触媒综合处理。
所述的反应剂为硫氰化钾。
所述的高压泵泵送,泵送压力为3.14MPa。
所述的超声波,其频率为3000Hz。
所述的离心分离,其分离转速为3000r/min。
所述的将滤液返回步骤1)中与水混合,其混合的质量混合比为7:0.5。
实施例3
一种废汞触媒综合处理方法,包括以下步骤:
(1)将废汞触媒与生石灰按照质量比为1:5混合后,将其置于自然环境中放置处理8h,再将其置于锅炉中,并向锅炉中加入占生石灰重量0.2倍的水,并调整锅炉底部的温度为70℃煮制处理15h,再将其在55摄氏度下干燥处理至水分含量为2%;
(2)将步骤1)处理好的物料置于蒸馏炉中,采用温度为730℃蒸馏处理,获得蒸汽和废渣;并将蒸馏过程中产生的蒸汽送入冷凝管中进行冷凝处理,获得水汽渣;将水汽渣采用高压泵泵送到自然沉淀槽中进行自然沉淀处理25h,并在沉淀处理过程中向其中加入反应剂,反应60min,再将其采用超声波处理2min,再将其静止处理25min,再将其采用离心分离机分离,获得沉淀和滤液;将滤液返回步骤1)中与水混合后,加入到锅炉中煮制处理;
(3)将步骤2)获得的废渣置于蒸馏炉中,采用温度为880℃的温度处理25min后,得回收活性炭和蒸汽,将蒸汽返回步骤2)的冷凝步骤中,将回收活性炭用于汞触媒的制备;将步骤2)中获得的沉淀送入单质汞回收系统,即可完成废汞触媒综合处理。
所述的反应剂为碘化钾。
所述的高压泵泵送,泵送压力为2MPa。
所述的超声波,其频率为1000Hz。
所述的离心分离,其分离转速为2000r/min。
所述的将滤液返回步骤1)中与水混合,其混合的质量混合比为8:1。
实施例4
一种废汞触媒综合处理方法,包括以下步骤:
(1)将废汞触媒与生石灰按照质量比为1.21:4混合后,将其置于自然环境中放置处理9h,再将其置于锅炉中,并向锅炉中加入占生石灰重量0.1倍的水,并调整锅炉底部的温度为65℃煮制处理19h,再将其干燥处理至水分含量为2%;
(2)将步骤1)处理好的物料置于蒸馏炉中,采用温度为740℃蒸馏处理,获得蒸汽和废渣;并将蒸馏过程中产生的蒸汽送入冷凝管中进行冷凝处理,获得水汽渣;将水汽渣采用高压泵泵送到自然沉淀槽中进行自然沉淀处理23h,并在沉淀处理过程中向其中加入反应剂,反应50min,再将其采用超声波处理2min,再将其静止处理27min,再将其采用离心分离机分离,获得沉淀和滤液;将滤液返回步骤1)中与水混合后,加入到锅炉中煮制处理;
(3)将步骤2)获得的废渣置于蒸馏炉中,采用温度为870℃的温度处理24min后,得回收活性炭和蒸汽,将蒸汽返回步骤2)的冷凝步骤中,将回收活性炭用于汞触媒的制备;将步骤2)中获得的沉淀送入单质汞回收系统,即可完成废汞触媒综合处理。
所述的反应剂为碘化钾、硫氰化钾按照质量比为1:3进行混合的混合物。
所述的高压泵泵送,泵送压力为2.76MPa。
所述的超声波,其频率为2000Hz。
所述的离心分离,其分离转速为2500r/min。
所述的将滤液返回步骤1)中与水混合,其混合的质量混合比为7:3。
Claims (6)
1.一种废汞触媒综合处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将废汞触媒与生石灰按照质量比为(0.95-1.37):(3-7)混合后,将其置于自然环境中放置处理5-11h,再将其置于锅炉中,并向锅炉中加入占生石灰重量0.1-0.3倍的水,并调整锅炉底部的温度为60-80℃煮制处理10-20h,再将其干燥处理至水分含量为1-3%;
(2)将步骤1)处理好的物料置于蒸馏炉中,采用温度为700-750℃蒸馏处理,获得蒸汽和废渣;并将蒸馏过程中产生的蒸汽送入冷凝管中进行冷凝处理,获得水汽渣;将水汽渣采用高压泵泵送到自然沉淀槽中进行自然沉淀处理20-30h,并在沉淀处理过程中向其中加入反应剂,反应30-90min,再将其采用超声波处理1-3min,再将其静止处理20-30min,再将其采用离心分离机分离,获得沉淀和滤液;将滤液返回步骤1)中与水混合后,加入到锅炉中煮制处理;
(3)将步骤2)获得的废渣置于蒸馏炉中,采用温度为850-900℃的温度处理20-30min后,得回收活性炭和蒸汽,将蒸汽返回步骤2)的冷凝步骤中,将回收活性炭用于汞触媒的制备;将步骤2)中获得的沉淀送入单质汞回收系统,即可完成废汞触媒综合处理;
所述的反应剂为碘化钾、硫氰化钾中的一种。
2.如权利要求1所述的废汞触媒综合处理方法,其特征在于,所述的高压泵泵送,泵送压力为1.35-3.14MPa。
3.如权利要求1所述的废汞触媒综合处理方法,其特征在于,所述的超声波,其频率为10-3000Hz。
4.如权利要求1所述的废汞触媒综合处理方法,其特征在于,所述的离心分离,其分离转速为1000-3000r/min。
5.如权利要求1所述的废汞触媒综合处理方法,其特征在于,所述的将滤液返回步骤1)中与水混合,其混合的质量混合比为(7-9):(0.5-3)。
6.如权利要求1所述的废汞触媒综合处理方法,其特征在于,所述的干燥处理,温度为43-57℃。
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