一种同步回收废汞触媒中的汞和再生活性炭的方法

摘要

本发明涉及一种同步回收废汞触媒中的汞和再生活性炭的方法，属于废氯化汞触媒的回收再利用技术领域。本发明将废汞触媒和碱液混合均匀并在超声波条件下浸泡得到混合物A，混合物A过滤得到滤液和滤渣，滤液取代碱液进行浸泡；在活化气体条件下，将滤渣进行微波焙烧得到再生活性炭和尾气Ⅰ；尾气Ⅰ冷凝得到汞和尾气Ⅱ，尾气Ⅱ经活性炭吸附得到可排气体和吸附饱和活性炭，吸附饱和活性炭返回微波焙烧。本发明的工艺过程清洁无污染、汞回收率高、可以同步再生活性炭，具有经济价值和环保效益。

说明书

技术领域

本发明涉及一种同步回收废汞触媒中的汞和再生活性炭的方法，属于废汞触媒回收利用技术领域。

背景技术

氯化汞触媒是我国化工行业生产氯乙烯的催化剂，一旦催化剂失活，将会产生大量的废汞触媒。由于废触媒中含有一定量的汞，具有浸出毒性，因此需要对废汞触媒进行无害化处置。工业上使用较为成熟的回收汞的工艺为化学预处理-焙烧法，其流程是先将废汞触媒用碱进行浸泡或煮沸，使其中的HgCl₂转变为HgO，这一步称作化学预处理，之后再用蒸馏炉或立式高炉等对HgO进行火法熔炼，所得汞蒸汽经冷凝后回收汞。北京化工二厂对HgCl₂含量为6.49%的废触媒在室温下用15%的NaOH浸渍24h，分离浸渍液后进行阴干，然后再在焙烧炉中于580℃下焙烧2h，所得汞的回收率可达99%。天津化工厂采用10%~15%的氨水浸渍废触媒后，在负压下于500℃下焙烧2h，所得汞的回收率可达98%。贵州汞矿将NaOH浸泡过的废触媒与原煤混合加入沸腾炉进行焙烧后回收汞。万山特区红晶汞业有限公司在化学预处理之前对废触媒进行粉碎，这样便确保了废触媒中的氯化汞在和石灰乳一同煮沸时，能够完全转变为氧化汞。上述这些方法都可以获得较高的汞回收率，但是都没有对价格较高的活性炭载体进行再生利用。此外，在焙烧过程中也存在焙烧时间较长和过程能耗较高的问题。

专利201610332424 .7提出了一种微波加热处理废氯化汞触媒的方法，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。该专利采用通过低温干燥、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实现氯化汞的回收和活性炭的再生。虽然本专利实现了氯化汞的回收和活性炭的再生，但是工艺复杂，氯化汞的回收率和活性炭的再生均较低。

发明内容

针对目前废氯化汞触媒处理方法存在的问题和不足，本发明提供一种同步回收废汞触媒中的汞和再生活性炭的方法。

一种同步回收废汞触媒中的汞和再生活性炭的方法，具体步骤如下：

（1）将废汞触媒和碱液混合均匀并在温度为60~90℃的超声波条件下进行浸泡1~4h得到混合物A，其中废汞触媒和碱液的固液比g:mL为1:1~6；

（2）将步骤（1）所得混合物A过滤得到滤液和滤渣，滤液返回步骤（1）取代碱液进行浸泡；

（3）在活化气体条件下，将步骤（2）所得滤渣进行微波焙烧10~180min得到再生活性炭和尾气Ⅰ；

（4）将步骤（3）的尾气Ⅰ冷凝得到汞和尾气Ⅱ，尾气Ⅱ经活性炭吸附得到可排气体和吸附饱和活性炭，吸附饱和活性炭返回步骤（3）进行微波焙烧；

所述步骤（1）中超声波频率为20~2500 Hz，超声波功率为10~200 W；碱液的浓度为0.1~20mol/L，碱液为氢氧化钙溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、氨水中的一种或任意比两种；

所述步骤（3）中活化气体为二氧化碳或水蒸气；

所述步骤（3）中微波功率为50~3000 W。

本发明的有益效果是：

（1）本发明在废触媒预处理过程中在超声波的作用下，采用碱液浸泡，提高氧化汞的生成率；

（2）本发明微波焙烧过程中通入活化气体，快速清除积炭并实现活性炭载体的造孔再生，也有利于汞的深度脱除；

（3）本发明采用多级活性炭吸附净化尾气，吸附饱和的活性炭采用微波焙烧进而再生活性炭；

（4）本发明具有汞回收率高、过程清洁无污染、能耗低和经济价值显著等特点。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明。

实施例1：如图1所示，一种同步回收废汞触媒中的汞和再生活性炭的方法，具体步骤如下：

（1）将100g废汞触媒和碱液（碱液的浓度为0.1mol/L，碱液为氢氧化钠和氢氧化钙的混合溶液）混合均匀并在温度为90℃的超声波条件下进行浸泡1h得到混合物A，其中废汞触媒和碱液的固液比g:mL为1:1，超声波频率为2500 Hz，超声波功率为10W；

（2）将步骤（1）所得混合物A过滤得到滤液和滤渣，滤液返回步骤（1）取代碱液进行浸泡；

（3）在活化气体（活化气体为二氧化碳气体）条件下，将步骤（2）所得滤渣进行微波焙烧50min得到再生活性炭和尾气Ⅰ，其中微波焙烧的功率为1500W；

（4）将步骤（3）的尾气Ⅰ经多级冷却装置进行冷凝得到汞和尾气Ⅱ，尾气Ⅱ经活性炭吸附得到可排气体和吸附饱和活性炭，吸附饱和活性炭返回步骤（3）进行微波焙烧；

本实施例汞的回收率为98.6%，活性炭的回收率为69.3%，可排气体中的汞含量0.01mg/m³。

实施例2：如图1所示，一种同步回收废汞触媒中的汞和再生活性炭的方法，具体步骤如下：

（1）将100g废汞触媒和碱液（碱液的浓度为10mol/L，碱液为氢氧化钠和氨水的混合溶液）混合均匀并在温度为60℃的超声波条件下进行浸泡3h得到混合物A，其中废汞触媒和碱液的固液比g:mL为1:4，超声波频率为1500 Hz，超声波功率为100W；

（2）将步骤（1）所得混合物A过滤得到滤液和滤渣，滤液返回步骤（1）取代碱液进行浸泡；

（3）在活化气体（活化气体为二氧化碳气体）条件下，将步骤（2）所得滤渣进行微波焙烧10min得到再生活性炭和尾气Ⅰ，其中微波焙烧的功率为3000W；

（4）将步骤（3）的尾气Ⅰ经多级冷却装置进行冷凝得到汞和尾气Ⅱ，尾气Ⅱ经活性炭吸附得到可排气体和吸附饱和活性炭，吸附饱和活性炭返回步骤（3）进行微波焙烧；

本实施例汞的回收率为99.3%，活性炭的回收率为56.2%，可排气体中的汞含量0.002mg/m³。

实施例3：如图1所示，一种同步回收废汞触媒中的汞和再生活性炭的方法，具体步骤如下：

（1）将100g废汞触媒和碱液（碱液的浓度为20mol/L，碱液为氢氧化钠溶液）并在温度为70℃的超声波条件下进行浸泡4h得到混合物A，其中废汞触媒和碱液的固液比g:mL为1:6，超声波频率为20Hz，超声波功率为200W；

（2）将步骤（1）所得混合物A过滤得到滤液和滤渣，滤液返回步骤（1）取代碱液进行浸泡；

（3）在活化气体（活化气体为水蒸气）条件下，将步骤（2）所得滤渣进行微波焙烧180min得到再生活性炭和尾气Ⅰ，其中微波焙烧的功率为50W；

（4）将步骤（3）的尾气Ⅰ经多级冷却装置进行冷凝得到汞和尾气Ⅱ，尾气Ⅱ经活性炭吸附得到可排气体和吸附饱和活性炭，吸附饱和活性炭返回步骤（3）进行微波焙烧；

本实施例汞的回收率为96.4%，活性炭的回收率为72.4%，可排气体中的汞含量0.001mg/m³。

以上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。