RU2113547C1

RU2113547C1 - Method for withdrawal of mercury and chloride ions from used-up activated carbon

Info

Publication number: RU2113547C1
Application number: RU97105579A
Authority: RU
Inventors: В.Л. Погребная; Н.П. Пронина; Н.К. Стрижов; Т.Н. Боковикова; Н.Н. Полуляхова
Original assignee: Кубанский государственный технологический университет
Priority date: 1997-04-03
Filing date: 1997-04-03
Publication date: 1998-06-20

Abstract

FIELD: may be used in chemical and other industries where having activated carbon containing mercury compounds. SUBSTANCE: method includes precipitation of mercury on cathode from used-up activated carbon containing mercury chlorides. Catholyte and anolyte are used in the form of 0.1N solution of sodium hydroxide. In this case, chlorine liberated on anode disproportionates sodium chloride and sodium hydroxide, and activated carbon - cathode with mercury precipitating on its surface is subjected to heat treatment to separate clean mercury. EFFECT: higher degree of withdrawal of mercury and chloride ions from used-up activated carbon. 1 tbl

Description

Изобретение предназначено для извлечения ртути и хлоридионов из активированного угля, являющегося отходом производства каустика, и может быть использовано на предприятиях химической промышленности и других отраслях, имеющих активированный уголь, содержащий ртутные соединения. The invention is intended for the extraction of mercury and chloridions from activated carbon, which is a waste product of caustic, and can be used in enterprises of the chemical industry and other industries having activated carbon containing mercury compounds.

В промышленности известен термический способ извлечения ртути (предприятие "Краснодарский рудник") путем сжигания активированного угля, являющегося мембраной между катодным и анодным пространством при производстве каустика из NaCl, KCl, содержит ртуть в виде соединений HgCl₂, HgCl.A thermal method for the extraction of mercury is known in the industry (the Krasnodar Mine enterprise) by burning activated carbon, which is a membrane between the cathode and anode spaces in the production of caustic from NaCl, KCl, and contains mercury in the form of HgCl ₂ , HgCl compounds.

Недостатками известного способа является то, что при сжигании активированного угля выделяется большое количество хлоридионов до 3 мас.% равно как и ртути 3 - 3,5 мас.%. Находящиеся в отходящих газах хлориды обладают высокой коррозионной способностью, что приводит к разрушению образования, загрязнению окружающей среды. The disadvantages of this method is that when burning activated carbon, a large amount of chloride is released up to 3 wt.% As well as mercury 3 - 3.5 wt.%. Chlorides contained in the exhaust gases have a high corrosivity, which leads to the destruction of the formation, environmental pollution.

Наиболее близким из известных является способ извлечения ртути из растворов (авт. св. N 16684835 C 25 C 1/16, C 02 F1/46) путем катодного осаждения на электроде из углеродного войлока, с целью повышения степени извлечения ртути, в качестве катода используют углеродный войлок, полученный путем термообработки войлока из полиакрилонитрильного волокна при 900 - 2600^oC.The closest known method is the extraction of mercury from solutions (ed. St. N 16684835 C 25 C 1/16, C 02 F1 / 46) by cathodic deposition on an electrode from carbon felt, in order to increase the degree of extraction of mercury, the cathode is used carbon felt obtained by heat treatment of felt made of polyacrylonitrile fiber at 900 - 2600 ^o C.

Недостатками известного способа является то, что согласно этому способу соединения ртути должны находиться в растворе азотной кислоты с последующим выделением ртути на катоде. Для полного извлечения ртути требуется достаточно большое количество времени и перенапряжение, что приводит к удорожанию процесса. The disadvantages of this method is that according to this method, the mercury compounds must be in a solution of nitric acid, followed by the release of mercury at the cathode. For the complete extraction of mercury, a sufficiently large amount of time and overvoltage are required, which leads to a costlier process.

Цель изобретения - повышение степени извлечения ртути. The purpose of the invention is to increase the degree of extraction of mercury.

Поставленная цель достигается тем, что в способе извлечения ртути и хлорид-ионов из отработанного угля активированного угля, включающем катодное осаждение ртути на электроде, в качестве катода используют отработанный активированный уголь, содержащий хлориды ртути, в качестве аналита и каталита используют 0,1 N раствор NaOH, при этом выделяющийся на аноде хлор диспропорционирует на хлорид натрия и гипохлорит натрия, активированный уголь - катод, на котором отложилась ртуть, подвергают термической обработке до выделения чистой ртути. This goal is achieved by the fact that in the method for extracting mercury and chloride ions from activated carbon waste carbon, including cathodic deposition of mercury on an electrode, spent activated carbon containing mercury chlorides is used as a cathode, 0.1 N solution is used as analyte and catalyte NaOH, while the chlorine released at the anode, is disproportionate to sodium chloride and sodium hypochlorite, activated carbon - the cathode on which mercury has deposited, is subjected to heat treatment until pure mercury is released.

Активированный уголь, являющийся мембраной между катодным и анодным пространством при производстве каустика из NaCl, KCl, содержит ртуть в виде соединений HgCl₂, HgCl₂. Извлечение ртути путем сжигания активированного угля приводит к большому выделению хлорид-ионов до 3 - 3,5 мас.%. Находящиеся в отходящих газах хлориды обладают высокой коррозионной способностью, что приводит к разрушению образования, загрязнению окружающей среды. Согласно нашему изобретению выделение ртути, а также хлорид-ионов производят электрохимическим путем в электролизере с разделенными катодным и анодным пространством. Катодом служит отработанный активированный уголь, анод-графитовый. Электролит 0,1 N раствор NaOH. Хлорид-ионы разряжаясь на аноде диспропорционируют в щелочной среде с образованием хлорида натрия, гипохлорита натрия. На катоде выделяется чистая ртуть на поверхности активированного угля, которую выделяют путем испарения с его поверхности, выход по току составляет практически 100%.Activated carbon, which is the membrane between the cathode and anode space in the production of caustic from NaCl, KCl, contains mercury in the form of compounds HgCl ₂ , HgCl ₂ . Extraction of mercury by burning activated carbon leads to a large release of chloride ions up to 3 - 3.5 wt.%. Chlorides contained in the exhaust gases have a high corrosivity, which leads to the destruction of the formation, environmental pollution. According to our invention, the release of mercury, as well as chloride ions, is carried out electrochemically in an electrolyzer with separated cathode and anode spaces. The cathode is spent activated carbon, anode-graphite. Electrolyte 0.1 N NaOH solution. Chloride ions discharging at the anode disproportionate in an alkaline medium with the formation of sodium chloride, sodium hypochlorite. At the cathode, pure mercury is released on the surface of activated carbon, which is released by evaporation from its surface; the current efficiency is almost 100%.

Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, позволяет достичь желаемого технического результата, а именно, повысить степень извлечения ртути. Thus, the set of essential features set forth in the claims, allows to achieve the desired technical result, namely, to increase the degree of extraction of mercury.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Активированный уголь загружается в катодное пространство, для подвода тока используются железные стержни, расположенные по периметру катодного пространства. Каталитом и аналитом является 0,1 N раствор NaOH. Катодное и анодное пространство разделены перегородками - мембранами, снабженными устройствами, не позволяющими смешивать каталит и аналит при разгрузке электролизера. Каталит и аналит используют многократно до накопления в анодном пространстве хлоридов до 350 г/л. Активированный уголь после выделения хлорид-ионов, содержащий ртуть, направляют на термическую обработку для выделения ртути. Растворы, содержащие NaCl и гипохлорит натрия, используют как дезинфекцирующую жидкость. Процесс электролиза проводят при 25 - 30^oC, потенциал разложения 5 - 7 В, ток 1 - 1,2 А. Поскольку поверхность электрода очень велика - 200 м²/г, то плотность тока также мала, перенапряжение практически отсутствует. Выход по току составляет по ртути 100%, по хлорид-ионам 99,8%.The proposed method is as follows. Activated carbon is loaded into the cathode space, iron rods located around the perimeter of the cathode space are used to supply current. The catalyst and analyte is a 0.1 N NaOH solution. The cathode and anode spaces are separated by partitions - membranes equipped with devices that do not allow mixing of catalite and analyte when unloading the cell. Catalite and analyte are used repeatedly until the accumulation in the anode space of chlorides up to 350 g / l. Activated carbon after the release of chloride ions containing mercury is sent to a heat treatment for the release of mercury. Solutions containing NaCl and sodium hypochlorite are used as a disinfectant. The electrolysis process is carried out at 25 - 30 ^o C, the decomposition potential is 5 - 7 V, the current is 1 - 1.2 A. Since the electrode surface is very large - 200 m ² / g, the current density is also low, there is practically no overvoltage. The current efficiency is 100% for mercury and 99.8% for chloride ions.

Пример. 100 кг активированного угля, содержащего хлоридов ртути -3,5% в пересчете на ртуть, а также 3 - 4% хлорид-ионов в пересчете на хлор, загружают в катодное пространство электролизера, затем 0,1 N раствором NaOH, в анодное пространство заливают также 0,1 N раствор NAOH и ведут электролиз до накопления в щелочи 350 г/л хлоридов, затем электролит заменяют свежим. Электролиз ведут при постоянном токе, поляризация и подготовка электрода в этом случае не требуется. Потенциал выделения ртути составляет 5 - 7 В, ток 1 - 1,2 А. Example. 100 kg of activated carbon containing mercury chlorides -3.5% in terms of mercury, as well as 3 - 4% chloride ions in terms of chlorine, are loaded into the cathode space of the electrolyzer, then with 0.1 N NaOH solution, filled into the anode space also 0.1 N NAOH solution and electrolysis is carried out until 350 g / l of chlorides are accumulated in alkali, then the electrolyte is replaced with fresh. Electrolysis is carried out at a constant current, polarization and electrode preparation are not required in this case. The potential for mercury release is 5 - 7 V, current 1 - 1.2 A.

Процесс на катоде описывается следующими электрохимическими реакциями:

.The cathode process is described by the following electrochemical reactions:

.

На аноде:

.On the anode:

.

Время электролиза до практически полного удаления хлорид-ионов из катодного пространства составляет 25 - 30 мин. Каталит используется многократно. The electrolysis time to the almost complete removal of chloride ions from the cathode space is 25-30 minutes. Catalit is used repeatedly.

Полученные результаты сведены в таблицу. The results are summarized in table.

Claims

A method for extracting mercury and chloride ions, mainly from spent activated carbon, comprising depositing mercury in an electrolyzer on a cathode of carbon material, characterized in that the deposition of mercury is carried out in an electrolyzer with a separated cathode and anode space on a cathode of spent activated carbon containing mercury chloride , a 0.1 N sodium hydroxide solution is used as catholyte and anolyte, while sodium chloride and sodium hypochlorite are isolated on the anode, and activated carbon with released mercury on it the surface is subjected to heat treatment prior to the isolation of pure mercury.