CN105944769A - 一种微波加热处理废氯化汞触媒的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微波加热处理废氯化汞触媒的方法，属于废氯化汞触媒的回收再利用技术。首先将废氯化汞触媒依次进行微波低温干燥、微波中温加热得到脱汞废触媒和HgCl2蒸汽；脱汞废触媒进行微波高温活化得到再生的汞废触媒用活性炭，HgCl2蒸汽经冷凝、加水溶解后得到汞废媒用氯化汞溶液；汞废触媒用活性炭在汞废媒用氯化汞溶液中浸渍制备得到新的氯化汞触媒。本发明通过采用通过低温干燥、中温蒸馏氯化汞和高温活化再生活性炭的三段式微波加热的处理方式，可以同时实现氯化汞的高效回收和活性炭的再生。
Description
技术领域
本发明涉及一种微波加热处理废氯化汞触媒的方法，属于废氯化汞触媒的回收再利用技术。
背景技术
聚氯乙烯（PVC）是世界上第二大被使用的塑料，工业上一般采用氯乙烯（VCM）来合成PVC，而合成VCM有两种方法，一种是以煤炭为原料的乙炔氢氯化法，另一种是以石油为原料的乙烯氧氯化法，由于我国是个缺油多煤的国家，所以乙炔氢氯化法一直是主要的生产VCM的方法，所占比例已超过70%。乙炔氢氯化法是采用乙炔和氯化氢反应而生成VCM，该反应需要使用负载于活性炭上的氯化汞（氯化汞触媒）作为催化剂，氯化汞触媒在使用一段时间后，由于HgCl2含量的下降、催化剂中毒以及碳沉积等原因会导致其催化活性下降而不得不被更换下来，因此也就形成大量废氯化汞触媒，一般废氯化汞触媒中HgCl2的含量为2%~4%。由于HgCl2属于剧毒性危险化学物品，可以溶于水，又具有挥发性，大量的废氯化汞触媒如果处置不当，将会对环境构成极大的危害。再加之目前国内汞资源的匿乏，因此，将废氯化汞触媒进行回收再利用将具有巨大的社会效益和经济效益。
早期，对废氯化汞触媒的处置主要采用堆存和固化的方法，甚至还有些工厂采取天锅地灶的方法回收汞，这很容易对环境构成二次污染。目前，工业上应用得比较多的处理废氯化汞触媒的方法主要包括有两种，一种是针对回收汞的化学预处理-焙烧法，另一种是针对回收氯化汞的高温升华法。化学预处理-焙烧法可以高效回收废氯化汞触媒中的汞，但是该方法具有工艺流程复杂和能耗高等缺点。高温升华法对汞的回收率比较高，但是由于湿的氯化汞蒸汽和汞蒸汽具有强烈的腐蚀性，又加之高温条件，使得几乎没有任何金属材料能抵抗如此强烈的腐蚀，所以对处理设备的要求相当苛刻。专利CN102962033A公开了一种同步回收废汞触媒中氯化汞、金属盐和活性炭的方法，即先将废汞触媒在80℃下进行干燥，再将干燥后的废触媒置于外壁用油浴或电加热至温度达350~700℃的干馏炉内，在负压情况下，利用N2带出蒸馏出的HgCl2，经冷凝后回收HgCl2，再对活性炭采用热水浸泡结合鼓入空气的方法对活性炭进行活化再生，最后经过滤后回收金属盐，经干燥后回收活性炭。但是由于氯化汞蒸汽对设备的腐蚀性大，需采用特殊防腐材料，因此存在运行成本高和设备要求高的缺点。专利CN104138767A公开了一种三级活化后再生废氯化汞触媒的新方法，即先将废氯化汞触媒投入到再生活化炉中在100~200℃下进行低温碳化；然后向活化再生炉中加入二氧化碳和水蒸气进行蒸汽活化；最后使用稀盐酸对废氯化汞触媒进行溶剂活化以除去微量杂质；该技术可以使废氯化汞触媒得到有效的回收再利用，但是为了保证废氯化汞触媒的再生效率，仍需在活化之前对废氯化汞触媒进行筛分以清除细碎不完整的废触媒并进行相应处理，此外在活化过程中也存在氯化汞受热挥发的问题。专利CN103803638A提出了一种“酸化-超声波协同脱附”的新方法来再生废氯化汞触媒，即先将废氯化汞触媒进行搅拌热溶预处理；再调节pH至1~3，在70~95℃下，经超声波处理后过滤，使废氯化汞触媒中的氯化汞和硫、磷等杂质与活性炭得以分离；过滤后得到的活性炭在洗涤和筛分后可重新用于制备新触媒；得到的滤液经中和后可使汞离子转变为氧化汞沉淀，经过滤后可得到氧化汞滤饼；再用盐酸溶解氧化汞滤饼便可得到氯化汞溶液，可用于制备新氯化汞触媒。该方法存在处理过程复杂、试剂消耗量较大等问题。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种微波加热处理废氯化汞触媒的方法。本发明通过采用通过低温干燥、中温蒸馏氯化汞和高温活化再生活性炭的三段式微波加热的处理方式，可以同时实现氯化汞的高效回收和活性炭的再生。本发明通过以下技术方案实现。
一种微波加热处理废氯化汞触媒的方法，其具体步骤如下：
（1）微波低温干燥：首先将废氯化汞触媒在温度为50～200℃条件下微波低温干燥5～20min；
（2）微波中温加热：经步骤（1）微波低温干燥后，在惰性气体保护下，控制系统真空度为0.001～0.09MPa，在温度为200～400℃条件下微波中温加热5～120min得到脱汞废触媒和HgCl2蒸汽；
（3）将步骤（2）得到的HgCl2蒸汽经冷凝、加水溶解后得到汞废媒用氯化汞溶液；
（4）微波高温活化：将步骤（2）得到的脱汞废触媒在通入活化气体、温度为500～800℃微波高温活化10～100min得到再生的汞废触媒用活性炭；
（5）将步骤（4）得到的汞废触媒用活性炭在步骤（3）得到的汞废媒用氯化汞溶液中浸渍制备得到新的氯化汞触媒。
所述步骤（1）中废氯化汞触媒中HgCl2的含量为2wt%～5wt%。
所述步骤（4）中活化气体为水蒸气或二氧化碳，通入量为0.01～100L/h。
上述微波加热过程中控制微波加热功率为50～3000W，上述废氯化汞触媒加热时被放置于内胆为石英密闭装置的微波炉腔体内。
本发明的有益效果是：
（1）本发明通过采用通过低温干燥、中温蒸馏氯化汞和高温活化再生活性炭的三段式微波加热的处理方式，可以同时实现氯化汞的高效回收和活性炭的再生。整个工艺流程采用微波加热的方式，处理过程清洁环保，由于微波选择性和快速加热的特点，可以克服传统加热方式中传热效率慢和过程能耗高的问题。
（2）通过在微波腔体内采用密闭石英材质内胆作为容器，可有效避免常规工艺中汞和氯化汞蒸汽对设备的腐蚀问题。
（3）本工艺具有流程简单、处理时间短、过程清洁环保、能耗低和HgCl2回收再利用率高等优点，具有极大的环境效益和经济效益。
附图说明
图1是本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示，该微波加热处理废氯化汞触媒的方法，其具体步骤如下：
（1）微波低温干燥：首先将100g废氯化汞触媒（废氯化汞触媒中HgCl2的含量为4wt%）在温度为50℃条件下微波低温干燥20min；
（2）微波中温加热：经步骤（1）微波低温干燥后，在惰性气体保护下，控制系统真空度为0.09MPa，在温度为400℃条件下微波中温加热5min得到脱汞废触媒和HgCl2蒸汽；
（3）将步骤（2）得到的HgCl2蒸汽经冷凝、加水溶解后得到汞废媒用氯化汞溶液；
（4）微波高温活化：将步骤（2）得到的脱汞废触媒在通入活化气体、温度为800℃微波高温活化10min得到再生的汞废触媒用活性炭；其中活化气体为水蒸气，通入量为100L/h；
（5）将步骤（4）得到的汞废触媒用活性炭在步骤（3）得到的汞废媒用氯化汞溶液（浓度为15mg/L）中浸渍12h制备得到新的氯化汞触媒。
实施例2
如图1所示，该微波加热处理废氯化汞触媒的方法，其具体步骤如下：
（1）微波低温干燥：首先将100g废氯化汞触媒（废氯化汞触媒中HgCl2的含量为5wt%）在温度为200℃条件下微波低温干燥5min；
（2）微波中温加热：经步骤（1）微波低温干燥后，在惰性气体保护下，控制系统真空度为0.001MPa，在温度为200℃条件下微波中温加热120min得到脱汞废触媒和HgCl2蒸汽；
（3）将步骤（2）得到的HgCl2蒸汽经冷凝、加水溶解后得到汞废媒用氯化汞溶液；
（4）微波高温活化：将步骤（2）得到的脱汞废触媒，在通入活化气体、温度为500℃微波高温活化100min得到再生的汞废触媒用活性炭；其中活化气体为二氧化碳，通入量为0.01L/h；
（5）将步骤（4）得到的汞废触媒用活性炭在步骤（3）得到的汞废媒用氯化汞溶液（浓度为5mg/L）中浸渍20h制备得到新的氯化汞触媒。
实施例3
如图1所示，该微波加热处理废氯化汞触媒的方法，其具体步骤如下：
（1）微波低温干燥：首先将100g废氯化汞触媒（废氯化汞触媒中HgCl2的含量为2%）在温度为150℃条件下微波低温干燥15min；
（2）微波中温加热：经步骤（1）微波低温干燥后，在惰性气体保护下，控制系统真空度为0.01MPa，在温度为300℃条件下微波中温加热40min得到脱汞废触媒和HgCl2蒸汽；
（3）将步骤（2）得到的HgCl2蒸汽经冷凝、加水溶解后得到汞废媒用氯化汞溶液；
（4）微波高温活化：将步骤（2）得到的脱汞废触媒，在通入活化气体、温度为700℃微波高温活化50min得到再生的汞废触媒用活性炭；其中活化气体为二氧化碳，通入量为1L/h；
（5）将步骤（4）得到的汞废触媒用活性炭在步骤（3）得到的汞废媒用氯化汞溶液（浓度为50mg/L）中浸渍6h制备得到新的氯化汞触媒。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (3)
1.一种微波加热处理废氯化汞触媒的方法，其特征在于具体步骤如下：
（1）微波低温干燥：首先将废氯化汞触媒在温度为50～200℃条件下微波低温干燥5～20min；
（2）微波中温加热：经步骤（1）微波低温干燥后，在惰性气体保护下，控制系统真空度为0.001～0.09MPa，在温度为200～400℃条件下微波中温加热5～120min得到脱汞废触媒和HgCl2蒸汽；
（3）将步骤（2）得到的HgCl2蒸汽经冷凝、加水溶解后得到汞废媒用氯化汞溶液；
（4）微波高温活化：将步骤（2）得到的脱汞废触媒在通入活化气体、温度为500～800℃微波高温活化10～100min得到再生的汞废触媒用活性炭；
（5）将步骤（4）得到的汞废触媒用活性炭在步骤（3）得到的汞废媒用氯化汞溶液中浸渍制备得到新的氯化汞触媒。
2.根据权利要求1所述的微波加热处理废氯化汞触媒的方法，其特征在于：所述步骤（1）中废氯化汞触媒中HgCl2的含量为2wt%～5wt%。
3.根据权利要求1所述的微波加热处理废氯化汞触媒的方法，其特征在于：所述步骤（4）中活化气体为水蒸气或二氧化碳，通入量为0.01～100L/h。
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