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

一种废汞触媒综合处理方法
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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