一种冶炼烟气洗涤过程中汞再释放抑制剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种冶炼烟气洗涤过程中抑制汞再释放的抑制剂及其应用，抑制剂由水溶性亚硒酸盐和硫化钠按质量百分比25％～35％:65％～75％组成；通过在冶炼烟气洗涤净化溶液中加入抑制剂，使汞生成稳定的HgSe和HgS，从而高效抑制汞的再释放，提高洗涤过程汞的脱除效率，降低冶炼烟气中汞排放对后续制酸及环境造成的危害。

【技术实现步骤摘要】
一种冶炼烟气洗涤过程中汞再释放抑制剂及其应用
本专利技术涉及一种冶炼烟气洗涤过程中汞再释放的抑制剂及其应用方法，适合于铜、铅、锌、镍等金属硫化物氧化焙烧过程产生的烟气。属于原生冶炼烟气脱汞领域。
技术介绍
汞作为一种危害巨大的重金属污染物，正受到人们越来越大的关注，目前我国已经加入了全球的《关于汞的水俣公约》。有色金属冶炼行业是我国主要的大气汞排放来源，国家环境保护部颁发的《铅锌冶炼大气污染物排放标准》中明确规定汞的排放不超过0.05mg/Nm3，这就对冶炼烟气脱汞提出了严格的要求。通常冶炼烟气中的总汞有三种形态：单质态汞，氧化态汞和颗粒态汞。在烟气净化过程，颗粒态的汞和氧化态的较容易脱除，而单质态汞由于其易挥发及不容性使其难以被脱除。这些单质态汞会最终进入制酸过程中，造成了产品酸的质量下降，降低了企业效益，同时这些硫酸可能流向市场，从而对环境和生态造成污染。目前冶炼污染控制措施主要包括除尘器(DC)，烟气净化冲洗塔(FGS)，电除雾(ESD)，脱汞塔(MRT)，双转双吸塔(DCDA)和单转单吸塔(SCSA)。目前我国以DC+FGS+ESD+DCDA的组合最为常见冶炼烟气污染控制设施组合。对于现有的冶炼烟气净化工艺可协同除去烟气大部分汞，除尘系统可除去大部分颗粒态汞，湿法洗涤净化系统可除去大部分氧化态汞。但是由于烟气中含有大量的SO2气体，在湿法洗涤净化过程中可以将部分氧化态汞还原成单质汞，造成汞的再释放，降低了湿法净化过程中对汞的去脱出效率。其反应方程式为：Hg2++SO32-+H2O＝Hg0↑+SO42-+H+在湿法净化过程中氧化态汞被还原而造成二次释放降低了湿法洗涤过程对汞的脱除效率，因此需要通过添加些添加剂来抑制汞的再释放。传统方法是加入硫化钠抑制剂，但是该工艺存在加入量难以控制的问题、易产生有毒的H2S气体等缺点。中国专利ZL201310351490.5专利技术抑制湿法烟气脱硫过程中汞再释放的添加剂及使用方法，但方法存在形成汞络合物后续难处理的问题。
技术实现思路
针对现有的抑制湿法烟气脱硫过程中汞再释放的添加剂存在的缺陷，本专利技术的目的是在于提供一种在冶炼烟气湿法洗涤过程中能有效防止氧化态汞被还原而造成汞的再释放的抑制剂。本专利技术的另一个目的是在于提供所述汞再释放抑制剂在冶炼烟气洗涤过程中的应用，能有效抑制氧化态汞被还原而造成汞的再释放，且后处理简单，广泛适应于各种工业废气湿法脱硫。本专利技术提供了一种冶炼烟气洗涤过程中汞再释放的抑制剂，该抑制剂由水溶性亚硒酸盐和硫化钠按质量百分比25％～35％:65％～75％组成。本专利技术的技术方案中首次将水溶性亚硒酸盐与硫化钠按一定的比例复配作为抑制剂使用，添加在含冶炼烟气洗涤液中，能将洗涤液中不稳定的HgSO3形成极稳定的HgS和HgSe化合物，从而抑制汞的再释放，同时含汞沉淀物HgS和HgSe可在后续处理通过简单的方法实现洗涤液中汞的脱除，其反应原理如下：(1)SeO32-+2S2-+6H+→Se+2S+3H2O；(2)HgSO3+S+H2O→HgS+SO42-+2H+；(3)HgSO3+Se+H2O→HgSe+SO42-+2H+；水溶性亚硒酸盐与硫化钠按一定的比例复配作为汞再释放抑制剂使用，两者之间的协同增效作用明显增强。最好是控制亚硒酸盐与硫化钠的质量百分比例为25％～35％：65％～75％；如果亚硒酸盐加入量较低会降低其协同作用，亚硒酸盐加入量过大则易生成可溶性的多硒化合物降低抑制效果，且硒以离子形式进入溶液对洗涤液造成污染。所以本专利技术的技术方案克服了现有技术中单独使用硫化钠等硫化物作为传统的汞再释放抑制剂，存在易有H2S气体溢出和添加量难以控制的缺点，实现了对汞再释放的有效抑制。优选的水溶性亚硒酸盐为亚硒酸钠、亚硒酸钾和亚硒酸铵中的至少一种。本专利技术的水溶性亚硒酸盐都为市售工业级试剂。本专利技术还提供了所述的冶炼烟气洗涤过程中汞再释放的抑制剂的应用，该应用是在冶炼烟气洗涤净化过程中，将所述的抑制剂添加在洗涤溶液中，应用于抑制汞的再释放。优选的应用方法中抑制剂在洗涤溶液中的浓度为50mg/L～150mg/L。优选的应用方法中洗涤溶液pH为1～7。优选的应用方法中进行冶炼烟气洗涤净化过程中，洗涤溶液的温度维持在35～60℃范围内。在本专利技术的温度范围内更有利于亚硒酸盐，硫化钠及汞化合物之间的反应。优选的应用方法中抑制剂可以一次或分多次间歇的加入洗涤溶液中，每次间歇加入的时间间隔为0.5～2h。本专利技术的冶炼烟气为包括铜、铅、锌和镍中至少一种在内的金属硫化物在氧化焙烧过程产生的烟气。相对现有技术，本专利技术的技术方案带来的优点体现在：1、通过亚硒酸盐和硫化钠的协同作用，可以高效抑制湿法洗涤过程中汞的再释放过程，抑制效率在95％以上，提高汞的脱除效率。2、本专利技术适用范围广，适合于铜、铅、锌等金属冶炼的烟气处理的领域，适合于酸性洗涤溶液的洗涤净化过程。3、本专利技术的汞再释放抑制剂通过合理的配比后，可以与不稳定的HgSO3形成极稳定的HgS和HgSe化合物从而抑制汞的再释放，同时含汞沉淀物HgS和HgSe可在后续处理通过简单的方法实现洗涤液中汞的脱除。4、本专利技术可以对烟气中汞含量要求较低，对汞含量较高的烟气也有较好的效果，当烟气含量较高时仅需要相应的提高抑制的添加量，操作简单。附图说明【图1】为冶炼烟气酸洗净化过程中本专利技术的汞再释放抑制剂对汞再释放的影响曲线图。【图2】为不同添加量的汞再释放抑制剂组成成分对汞再释放的影响曲线图。具体的实施方式以下实施例旨在进一步说明本
技术实现思路
，而不是限制本专利技术权利要求保护范围。实施例1：本实施采用的洗涤溶液为汞含量为15mg/L的含汞溶液中，溶液的pH为4，温度为35℃，溶液的体积为300mL。向洗涤溶液中加入汞再释放抑制剂，使洗涤溶液中抑制剂的浓度为70mg/L，其中汞再释放抑制剂的组成为亚硒酸铵25wt％、硫化钠75wt％。通过向溶液中加入一定量的Na2SO3溶液模拟模拟洗涤过程中汞的再释放，本实施Na2SO3的起始浓度为50mmol/L。采用N2作为载气，控制其流量为1L/min，分析经过洗涤液后气体中汞的含量的变化，结果如图1所示。从图可知，没有加入抑制剂时，汞再释放的浓度最终维持在120μg/m3左右(图1线a)，当加入抑制剂后汞再释放迅速得到了抑制，最终汞再释放的浓度维持在5.1μg/m3左右(图1线b)，抑制效率达95.83％。实施例2：本实施采用的洗涤溶液为汞含量为15mg/L的含汞溶液中，溶液的pH为3，温度为45℃，溶液的体积为300mL。向洗涤溶液中加入汞再释放抑制剂，使洗涤溶液中抑制剂的浓度为100mg/L，其中汞再释放抑制剂的组成为亚硒酸钾30wt％、硫化钠70wt％。通过向溶液中加入一定量的Na2SO3溶液模拟模拟洗涤过程中汞的再释放，本实施Na2SO3的起始浓度为50mmol/L。采用N2作为载气，控制其流量为1L/min，分析经过洗涤液后气体中汞的含量的变化，结果如图1所示。当加入抑制剂后汞再释放迅速得到了抑制，最终汞再释放的浓度维持在2.3μg/m3左右(图1线c)，抑制效率达98.08％。实施例3：本实施采用的洗涤溶液为汞含量为15mg/L的含汞溶液中，溶液的pH为3，温度为55℃，溶液的体积为300mL。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冶炼烟气洗涤过程中汞再释放的抑制剂，其特征在于：由水溶性亚硒酸盐和硫化钠按质量百分比25％～35％:65％～75％组成。

【技术特征摘要】
1.一种冶炼烟气洗涤过程中汞再释放的抑制剂，其特征在于：由水溶性亚硒酸盐和硫化钠按质量百分比25％～35％:65％～75％组成。2.根据权利要求1所述的冶炼烟气洗涤过程中汞再释放的抑制剂，其特征在于：所述的水溶性亚硒酸盐为亚硒酸钠、亚硒酸钾和亚硒酸铵中的至少一种。3.权利要求1或2所述的冶炼烟气洗涤过程中汞再释放的抑制剂的应用，其特征在于：在冶炼烟气洗涤净化过程中，将所述的抑制剂添加在洗涤溶液中，应用于抑制汞的再释放。4.根据权利要求3所述的冶炼烟气洗涤过程中汞再释放的抑制剂的应用，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘恢，彭兵，刘志楼，柴立元，杨本涛，向开松，杨姝，闵小波，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43