DE1926212A1

DE1926212A1 - Verfahren zur Rueckgewinnung von Quecksilber

Info

Publication number: DE1926212A1
Application number: DE19691926212
Authority: DE
Inventors: Holmes Chapel; Mclean Derek Colin; Bell David; Coulrer Michael Oliver; Hodgson Geoffrey Walter
Original assignee: Murgatroyds Salt & Chem
Current assignee: Murgatroyds Salt & Chem
Priority date: 1968-05-29
Filing date: 1969-05-22
Publication date: 1969-12-04
Also published as: GB1207215A; DE1926212B2; NL6908136A; JPS4837918B1; FR2009597A1

Description

München» den 22» Mai 1969 Br

Case 2374

Anmelder: Murgatroyd's Salt and Chemical Company Limited, Elworth, Sandbach, Cheshire» England

Verfahren zur Rückgewinnung von Quecksilber

Die vorliegende Erfindung betrifft die Rückgewinnung von Quecksilber aus Quecksilberdämpfe enthaltenden Gasetrömen, welche Elektrolysezellen verlassen«

Ss ist bekannt; Alkalichloridlösungen, insbesondere solche von Natriumchlorid oder Kaliumchlorid, in einer Zelle, die eine Quecksilberkathode und eine Graphitanode hat, zu elektrolysieren_o Chlor wird an der Anode entwickelt und das Alkalimetall wird an der Kathode freigesetzt und bildet Alkalimetallamalgam₀ Das Amalgam fließt in einen Amalgamzersetzer, wo es mit V/asser in Gegenwart von. Graphit unter Bildung von Alkalimetallhydroxyd und Wasserstoff umgesetzt wird_o Das reagierte Amalgam, das den Zersetzer verläßt, wird üblicherweise einer Pumpe zugeführt, welche es in die Elektrolysezelle zurückfördert«

Während der Förderung des Amalgams von der Elektrolysezelle zum Zersetzer und während der Rückführung des reagierten Amalgams in die Elektrolysezelle wird es üblicherweise durch Waschkästen geleitet, in denen es mit einer Salzlösung oder reinem Wasser gewaschen wird_o Diese Wasch-

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kästen haben Üblicherweise lose passende Deckelο Um das Austreten der Gesundheitsschädigungen hervorrufenden Quecksilberdämpfe in die Atmosphäre aus diesen Kästen zu verhindern, wird üblicherweise mit Hilfe eines Gebläses ein Sog auf diese Kästen angewandte Die so in die Waschkästen gesaugte Luft wird normalerweise von dem Gebläse in die Atmosphäre abgegeben, so daß sich daraus ein Ver~ lust an Quecksilber ergibt_o Solche Entlüftungen werden im folgenden als "Entgasungsluftströme" bezeichnet₀

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung von Quecksilberdämpfen aus einem Gas- oder Luftstrom durch Waschen des Stromes mit einer gelöste3 Chlor enthaltenden sauren Salzlösung und Rückführen der Salz·" lösung, welche das Quecksilber enthält, in eine Quecksilberzelle»

Die Waschlösung sollte gelöstes Chlor in einem Bereich von 0,002 g/l bis zur Sättigung enthalten und einen pH-Wert zwischen 1 und 7 haben· Die Lösung wird normalerweise 150 320 g/l Natriumchlorid enthalten und auf einer Temperatur von 50 « 90° C sein, aber keiner der letzten zwei Faktoren ist kritisch. Eine bevorzugte Lösung wird gelöstes Chlor in dem Bereich von 0,005 «0,6 g/l enthalten und einen pH-Wert im Bereich von 1,5 - 4 haben₀

Es wird angenommen, daß die Quecksilberdämpfe in der gechlorten Salzlösung als Komplexanionen in Lösung gehen, obgleich einiges Quecksilber als Merkurichlorid anwesend sein kanno Nach dem Zurückführen in eine Elektrolysezelle werden diese Ionen an der Kathode zu Quecksilber reduziert«

Gewünschtenfalls kann die das gelöste quecksilber enthaltende Lösung mit festem Salz wieder gesättigt werden, mit Reagenzien zum Entfernen von VorunreinigungeneSoBoSiit Alkalihydroxyd zum Entfernen von Eisen und Magnesium«

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mit Bariumkarbonat zum Entfernen von Sulfat und mit Natriumkarbonat zum Entfernen von Kalzium behandelt und filtriert werden» bevor sie einer Elektrolysezelle zugeführt wird«, Ta ist fiucit gefunden werden, daß bei diesen Operationen sehr wenig Quecksilber verloren geht«, In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die Chlor enthaltende Salzlösung (Anolyt), die aus der Elektrolysezelle erhalten wird, zum Waschen der Entgasungsluft verwendet, welche durch poröse Steine oder durch einen Waschturm geleitet v/erden kann, um sie mit der Salzlösung in Berührung zu bringenο Quecksilberdampf in der Entgasungsluft löst sich daher in der Salzlösung und v/ird zu der Elektrolysezelle zurückgeführt«

Die Erfindung wird noch in den folgenden Beispielen näher erläuterte

Beispiel 1

Luft, welche etwa 50 mg/m Quecksilber in Dampfform ent= hielt und auf einer Temperatur von 40 C war, wurde durch eine poröse Steingutdiffusionsplatte mit 7,6 cm Durchmesser in eine Salzlösung geleitete Diese Platte war aus dem gleichen Material wie es in großen Entchlorungsanlagen verwendet wird. Ms Tiefe der Lösung betrug ohne Gasdurchgang 12,7 cm· Die Salzlösung war sauer und hatte einen pH Wert von 2. Her Chlorgehalt der Salzlösung wurde während eines Laufes konstant gehalten, indem eine kontrollierte Menge Chlorgaa kontinuierlich durch die Lösung geleitet wurde. Die Einzelheiten der Läufe sind in der anschließenden Tabelle wiedergegeben., Die Ergebnisse zeigen die Absorption von Quecksilberdampf aus Luft mit Chlor enthaltenden Salzlösungen,

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Tabelle

Lauf	Zusammensetzung der Salzlösung	g/l Cl₂	pH	Temperatur	Luft«-Durchfluß- Geschwindigkeit dm /cm Std.	Quecksilber™ konzentration mg/πκ	Ausströ mende Luft	Herausge holtes Quecksilber
1 2 3	g/l NaGl	0,005 0,028 0,057	2 2 2	70° C 70° C 70° C	297 297 186	Eintre tende luft	16,5 1,67 0,035	65 95,9 99,9
270 270 270	47,5 47,5 47,5

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Beispiel 2

Die Tatsache, daß Quecksilber in Salzlösungen kathodisch in einer t^uecksilberzelle reduziert werden kann, wurde durch den folgenden Versuch nachgewiesen. Eine Lösung aus 1 g/l HgCl₂ in 300 g/l NaCl-Lösung wurde mit 30 ml/min in eine Modell-Quecksilberzelle eingespeist ₉ welche bei 80° C ar=· beitete und eine Kathoden-Stromdichte von 0,6 A/cm aufwies, wobei sich ein Konzentrationsverlust der Salzlösung beim Durchgang durch die Zelle von etwa 30 g/l NaCl ergab. Der Austrittsanolyt enthielt 0,02 g/l HgCl₂» Es kann angenommen werden, daß eine Quecksilberzelle technischen Ausmaßes eine geringere Quecksilberkonzentration in der erschöpften Salzlösung ergeben wird, da das Ausmaß der Rückmischung von Anolyt innerhalb der Zelle geringer sein wird«

Beispiel 3

Die Tatsache, daß in einem zirkulierenden Strom einer Salzlösung gelöstes Quecksilber in einer Quecksilberzelle ohne Abscheiden an der Reinigungsstufe für die Salzlösung zurückgewonnen werden kann, wurde durch den folgenden Versuch nach= gewiesen,, Eine Lösung, die 3,1 Gew_o?£ HgCl₂ enthielt, wurde mit einer Geschwindigkeit von 35 ml/min„ dem Zirkulationen system für die Salzlösung einer Quecksilberzellen-Anlage zugegeben, welche etv/a 909 m Salzlösung enthielt. Vor der Zugabe der Merkurichloridlösung enthielt die Salzlösung, welche die Zellen verließ, 2_s0 ppm Quecksilber gewiohtsmäßig. Der Strom der Salzlösung wurde kontinuierlich wieder gesättigt mit festem Natriumchlorid aus einer Vakuumverdampfungsanlage, das Verunreinigungen enthielt, so daß bei der Behandlung mit Bariumkarbonat, Natriumkarbonat und Natriumhydroxyd 3»2 t Naßfilterschlamm pro Tag erzeugt wurden» Die Konzentration des Quecksilbers im Schlamm vor der Zugabe von zusätzlichem Quecksilber zu dem System betrug

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gewichtsmäßig 5 ppm· Wenn all das zusätzliche Quecksilber niedergeschlagen worden wäre» würde sich die Konzentration des Quecksilbers im Schlamm auf gewichtsmäßig 355 ppm erhöht haben«. Tatsächlich enthielt der Schlamm aber nur 6 ppm Quecksilber gewichtemäßig. Nach 9 Betriebstagen mit zugegebenen Quecksilber betrug der Quecksilbergehalt der Salzlösung, welche die Zellen verließ, 2,2 ppm» Wenn das zusätzliche Quecksilber in den Quecksilberzellen durch katho= dische Reduktion nicht zurückgewonnen worden wäre_ff würde sich die Konzentration auf 11,5 ppm erhöht haben_o

Beispiel 4

Der Entgasungsluftstrom von einer Anzahl Elektrolysezellen wurde mit gechlorter Salzlösung gewaschen, welche aus den Elektrolysezellen erhalten wurde« Die Konzentration von Quecksilberdampf im Entgasungsluftstrom betrug 168 mg/nr „ Dieser wurde vor dem Waschen mit einem zusätzlichen Volumen reiner Luft gemischt, welche die Quecksilberkonaen= tration in dem vermischten Strom auf 70 mg/m verringerte» entsprechend einem Maesenfluß von 50,5 g/Std„ Quecksilber zu den Wäschern« Die Konzentration von Quecksilber in dem Gas, welches die Wäscher verließ, war geringer als 1 mg pro m , was anzeigt, daß mehr als 98 °/> des Quecksilberdampfes in der gechlorten Salzlösung absorbiert wurden. Die gechlorte Salzlösung, welche in die Wäscher floß, hatte eine Temperatur von 80° C und einen pH-Wert von 2 und ent= hielt 270 g/l NaOl₀ Sie enthielt 0,4 g/l gelöstes Chlor am Einlaß und 0,01 g/l gelöstes Chlor am Auslaß. Die entchlorte Salzlösung wurde mit festem Salz wieder gesättigt, mit Bariumkarbonat und Natriumhydroxyd behandelt, um Verunreinigungen niederzuschlagen, und gefilterte Der feste Rückstand aus dem Pilter wurde auf Quecksilber untersucht. Die Menge Quecksilber, die in dem Rückstand vor» handen war, betrug 3-10 ppm.» Dies war nicht beraerkens-

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wert mehr als was normalerweise beobachtet wurde (5 ppm), d. h. wenn die Entgasungsluft nicht mit der gechlorten Salzlösung in Berührung gebracht worden war, wodurch gezeigt wird, daß das aus der Entgasungsluft zurückgewonnene Quecksilber nicht im Filterrückstand verloren ging. Die filtrierte Salzlösung wurde zu einer Elektrolysezelle zurückgeführt» Die Konzentration des Quecksilbers in der erschöpften Salzlösung, welche die Zelle verließ, wurde mit 2 ~ 3 ppm gefunden. Diese ist nicht bemerkenswert größer als die bei normalem Betrieb beobachtete, d₀ ho 2 ppm. Weiter wurde nach einer langen Betriebsperiode mit der gechlorten Salzlösung, die in der beschriebenen V/eise zur Absorption von Quecksilberdämpfen verwendet wurde, kein bemerkenswertes Ansteigen der Konzentration von Quecksilber im umgewälzten Strom der Salzlösung festgestellt» Deshalb muß das Quecksilber, das von der gechlorten Salzlösung aus der Entgasungsluft absorbiert wurde, durch kathodische Abscheidung in der Elektrolysezelle zurückgewonnen worden sein»

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Rückgewinnung von Quecksilberdampfen aus einem Gas- oder Luftstrom, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom mit einer Salzlösung, welche gelöstes Chlor enthält, gewaschen und die das Quecksilber enthaltende Salzlösung zu einer Quecksilberkathode-Elektrolyseselle zurückgeführt wird«

2ο Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß Quecksilberdampf aus dem Entgasungsluftstrom zurückgewonnen wird, welcher von der Extraktion von Queck~ . silberdampf aus Quecksilberkathode-Elektrolysezellen herrührt.

3e Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gas- oder Luftstrom mit Anolyt aus einer Elektrolysezelle gewaschen wird.

4ο Verfahren gemäß einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Salzlösung 0,005 - 0,6 g/l Chlor enthält und der pH-Wert der Lösung im Bereich von 1,5 - 4 liegtο

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