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我国采冶炼主要工艺与技术水平

发布时间:2015-12-17 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:621

1)火法冶炼工艺

目前我国再生汞冶炼工艺以火法冶炼为主。主要炼设备为蒸馏炉,有的企业采用煤气(或煤)为能源,有的企业采用电能。

含汞废触媒回收包括化学预处理系统、蒸馏炉系统、冷凝及净化系统、汞臭处理系统以及废水处理系统。

(1)化学预处理系统是指将含汞废触媒放入盛有10%-15%的NaOH(或Na2CO3)溶液的预处理池中,通入蒸汽加速含汞废触媒中的氯化汞与氢氧化钠反应,生成氧化汞。

HgC12+2NaOH=HgO+2NaCl+H2O

有的企业采用石灰乳进行预处理,把含汞废料和生石灰置于加热煮浸转化炉中,加入适当体积水,在一定温度下浸泡一段时间使氯化汞和氢氧化钙充分反应生成氧化汞,浸泡好的含汞废触媒放入风干转化房,风干脱掉一定的水分后,放入制块机制成块,成块后再放入块状物料风干房脱掉水分。

Ca(OH)2+HgC12=CaC12+HgO+H2O

化学预处理的好坏决定汞回收率的高低,工业生产表明,石灰乳的效果最好,且非常经济。

(2)蒸馏炉系统是指经预处理后的含汞废触媒装入蒸馏炉的蒸馏罐中,用煤气(或电)间接加热,炉内温度控制在700.800'C,使蒸馏罐内含汞废触媒中的氧化汞在高温下分解成汞蒸汽。

2HgO=2H9+O2

(3)冷凝及净化系统是指含汞废气通过上部管道送入冷凝系统回收粗汞,经加工提纯后得到商品汞,废气经处理后排放。

(4)汞炱处理系统是冷凝器下部的集汞槽中除液态汞外,还存有一部分汞炱,含汞量达70%^'80%。汞炱主要采用砂泵送旋流器分离,多次分离处理后分离出其中大部分的金属汞。

(5)废水处理系统是指将冷凝净化系统及汞炱处理系统产生的各种含废水全部集中收集后进入废水处理系统。含汞废水进入废水池后,经沉淀静置处理得到的上清液,送入冷凝系统和汞良处理系统循环使用,不外排。仅在水量不足时补充部分新鲜水。污泥定期清理、干燥后返回蒸馏炉。

蒸馏炉炼汞的主要优点是产品灵活,“三废”产生量小,工作环境较好,综合回收率较高,冶炼回收率为97%-99%。

贵州万山特区银星汞业回收有限公司自主研发的废汞触媒回收工艺,在原有蒸馏炉工艺的基础上,增加了对废汞触媒的粉碎,确保废汞触媒中的氯化汞与石灰乳煮沸时,能够完全反应,同时利用废汞触媒中活性炭能够燃烧的性质,在几乎不添加燃料的情况下,即可进行冶炼过程,从而节约能耗降低生产成本。

2)湿法冶炼工艺

湿法炼汞主要用浸出剂将含汞物料中的汞溶解入溶液,再从溶液中提取汞或汞盐的过程。

与火法炼汞相比,湿法炼汞能有效控制污染环境的汞蒸气;可处理低品位含汞物料,如美国矿务局(USBureauofMine)处理含汞0.03%-0.82%矿石的浸出率达90%-98%,中国用碘络合法处理含汞20-45mg/m3的冶炼烟气,可将废气含汞量降至0.050.15mg/m3,除去了99%以上的汞。影响湿法炼汞推广应用的最主要障碍是浸出剂的价格高。瓦格纳(Wagner)首先提出碘络合法,工业上多采用硫化钠法。此外,还有采用HCl+KMnO4、HCl+HNO3、HCl+FeC13、HCl+CUC12、HCl+Kl、Cl2等多种体系浸出剂或单一浸出剂的浸出方法,这些方法因浸出剂价格贵或浸出反应不完全,生产成本高等问题,在工业上应用不多。硫化钠法主要用于处理硫化汞精矿,碘络合法适用于从含汞、含硫的烟气中提取汞。

碘络合法包括碘化钾溶液吸收,吸收后液脱二氧化硫和电解3个环节。中国冶金工作者在研究Hg-I-H2O系热力学的基础上,查明KI溶液能有效吸收汞,在吸收过程中,烟气中的金属汞被氧化生成离子汞,离子汞再与碘离子作用生成碘化汞配合物,吸收总反应为:

2Hg+SO2+8I-+4H+=2HgI42-+S+2H2O

当吸收液汞含量积累到8g/L时,抽取部分吸收后液先行脱除二氧化硫,然后再进行电解脱汞和再生碘。

电解的阳极反应为:

H9I42-+2e=HgI2+12

阴极反应为:

HgI42-+2e=Hg+4I

2H2O-4e=4H++O2

在阳极析出的I:与电解液中的H2SO3反应,生成H2SO4和HI。电解后液返回循环使用。

经电除尘器除尘、稀硫酸洗涤和电除尘器除雾的含硫烟气,含20-45mg/m3,温度为293-313K,通过吸收塔被KI吸收液对流淋洗,当吸收液含[I]0.25-0.3mo1/L、含汞5-8g/L时,从塔顶排出烟气含汞降至0.05-0.15mg/m3。吸收后液经脱硫电解,产出纯度99.99%的汞,电流效率大于90%;每吨汞直流电耗1000-1200kW·h,碘耗60kg,此法汞提取率大于98%。

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