一种汞污染土壤低温热脱附与汞高效回收方法技术

本发明专利技术公开了一种汞污染土壤低温热脱附与汞高效回收方法，该方法通过预处理单元、加药单元、进料单元、燃料供应单元、热脱附单元、出料单元、尾气处理单元、废水处理单元和汞回收单元实现。通过热脱附单元加热污染土壤使污染物汞挥发并从受污染土壤中分离出来，可有效去除汞污染土壤中汞。在污染土壤中添加添加剂氯盐，可降低热脱附运行温度，有效降低处理能耗。同时利用萃取剂提取冷却水中的氯化汞，使之达到回收汞的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种汞污染土壤低温热脱附与汞高效回收方法，并实现汞的高效回收方法，属于污染土壤修复领域。
技术介绍
我国是最大的汞生产国和消费国，燃煤、汞矿采冶、有色金属冶炼企业及水泥厂等重点污染源排放的汞已经对周边大气、水体和土壤造成污染，局部地区污染严重。根据资料初步估计，我国被汞污染的土壤面积有3.2×104ha,每年产生污染环境的汞达1.9×108kg。热脱附工艺是高浓度汞污染土壤的最佳处理技术之一，是采用直接或间接加热方式，将污染土壤加热到足够高的温度并保持一段时间后，使污染物挥发并从受污染土壤中分离出来的过程，其具有处理时间短、处理效果高等特点。目前，国内外已有用于汞污染土壤的热脱附处理方法，可有效去除污染土壤中的汞。然而，上述常规工艺具有运行温度高、处理能耗高等问题。同时，针对汞污染土壤的常规热脱附处理工艺中缺少对汞高效回收的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种汞污染土壤低温热脱附与汞高效回收方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种汞污染土壤低温热脱附与汞高效回收方法，该方法通过在待处理的汞污染土壤均匀掺入氯盐，然后经加热后使得氯离子与土壤中的汞离子形成易脱附的低沸点含汞化合物(氯化汞)，并在较低温度下挥发；挥发的含汞化合物经冷却水吸收后，利用三异辛胺(TiOA)通过两级逆流萃取冷却水中氯化汞，含汞有机相进入反萃取器，用乙烯二胺两级逆流反萃取，最后对萃取后的产物通过还原或高温分解等方式实现汞的高效回收。进一步地,该方法通过预处理单元、加药单元、进料单元、热脱附单元、出料单元、脱附尾气处理单元、废水处理单元和汞回收单元实现。待处理的汞污染土壤经预处理单元调节含水率、破碎和筛分处理后，通过加药单元均匀掺入添加剂氯盐粉末；然后通过进料单元输送到热脱附单元进行加热，使得氯离子与土壤中汞形成更易脱附的低沸点含汞化合物(氯化汞)，并在较低温度下从土壤中挥发，将分离了含汞污染物的土壤送至出料单元。在热脱附单元中挥发出来的脱附尾气通过脱附尾气处理单元进行除尘、洗涤、湿式冷却，在脱附尾气湿式冷却过程中，冷却水吸收水溶性含汞化合物；吸收了含汞化合物的冷却水进一步在汞回收单元中利用三异辛胺(TiOA)通过两级逆流萃取冷却水中氯化汞，含汞有机相进入反萃取器，用乙烯二胺两级逆流反萃取，提高氯化汞浓度，之后通过还原或高温分解等方式实现汞的高效回收。经萃取后的水相在废水处理单元进行固液分离，其中分离的上清液作为冷却水回用于脱附尾气处理单元湿式冷却，沉淀的土水混合物经脱水后与预处理后的污染土壤混合后送入热脱附单元，然后输送至出料单元。进一步地,所述预处理单元通过自然干化、添加木屑等调节剂等方式降低污染土壤的含水量，使得含水量不高于40wt％。所述破碎处理是将污染土壤破碎至粒径2～5cm，所述筛分处理是指分离出石块等杂物。进一步地,所述进料单元为皮带式输送机，将预处理后的污染土壤送至热脱附单元。进一步地,加药单元包括药剂储存罐、药剂计量器和搅拌器。药剂储存罐用于存储添加剂氯盐粉末，药剂计量器用于控制氯盐粉末的添加量，具体可以采用螺旋输送器等固体计量输送设备，使得氯盐粉末以0.5～5wt％添加；搅拌器用于对添加剂和污染土壤进行搅拌，实现均匀混合。进一步地,所述热脱附单元包括燃料供应单元、燃烧器、燃烧室和螺旋输送器，燃烧器位于燃烧室下方，螺旋输送器位于燃烧室内，待处理的汞污染土壤通过进料单元输送到螺旋输送器内；通过燃料供应单元提供燃料的燃烧器对燃烧室进行加热，使得螺旋输送器内的污染土壤升温至300℃～350℃；加热过程中，氯离子与土壤中汞形成更易脱附的低沸点含汞化合物(氯化汞)，并从土壤中挥发出来，将分离了含汞污染物的土壤送至出料单元。挥发出来的脱附尾气(包含汞污染物、粉尘和水蒸气)输送至脱附尾气处理单元。进一步地,所述脱附尾气处理单元包括旋风除尘器、湿式冷却塔、活性炭吸附和引风机。在引风机作用下，在热脱附单元中挥发出来的尾气先在旋风除尘器预除尘，后进入湿式冷却塔降温进一步除尘，因氯化汞水溶性较强，在湿式冷却塔中被冷却水吸收。冷却塔处理后的脱附尾气后经活性炭吸附后达标排放。旋风除尘器收集的粉尘与预处理后的污染土壤混合后送入热脱附单元，然后输送至出料单元。进一步地,所述汞回收单元包括萃取器和反萃取器，萃取器中，利用三异辛胺(TiOA)通过两级逆流萃取冷却水中氯化汞，反萃取器中，利用乙烯二胺两级逆流反萃取，提高氯化汞浓度；之后通过还原、高温分解等方式实现汞的回收。进一步地,所述废水处理单元包括沉淀池、脱水机和砂滤。经汞回收单元萃取后的冷却水先通过沉淀池实现固液分离，分离的上清液进一步通过砂滤去除其中悬浮颗粒物后，作为冷却水作用于脱附尾气处理单元湿式冷却塔，沉淀的土水混合物经脱水后与预处理后的污染土壤混合后送入热脱附单元，然后输送至出料单元。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)通过在汞污染土壤中氯盐，利用氯离子对汞的强亲和力，形成更易脱附的低沸点含汞化合物——氯化汞，使之能够在较低的温度条件下实现加热挥发，从而降低汞污染土壤热脱附处理对运行温度的要求，达到降低能耗的目的；(2)通过含汞污染物的挥发、吸收、萃取、反萃取和还原/高温分解等过程，可回收汞污染土壤中汞，回收率可达95％～99％，实现汞的资源化利用；(3)采用热螺旋输送器，通过间接加热实现汞污染土壤的热脱附处理，处理后的土壤中总汞浓度不高于10mg/kg；(4)采用间接加热的方式进行热脱附，脱附尾气产生量较小，脱附尾气经除尘、冷却、活性炭吸附后，实现达标排放；(5)废水经萃取、沉淀、砂滤等处理后可回用于脱附尾气处理单元的湿式冷却塔；附图说明图1为汞污染土壤低温热脱附与汞高效回收工艺的工作流程图。具体实施方式本专利技术通过在汞污染土壤中氯盐，利用氯离子对汞的强亲和力，形成更易脱附的低沸点含汞化合物——氯化汞，使之能够在较低的温度条件下实现加热挥发，从而降低汞污染土壤热脱附处理对运行温度的要求，达到降低能耗的目的；进一步结合两步萃取和还原/高温分解等过程，高效回收汞污染土壤中汞，回收率可达95％～99％，实现汞的资源化利用。下面对本专利技术作进一步说明。如图1所示，一种汞污染土壤低温热脱附与汞高效回收工艺，该方法通过预处理单元、加药单元、进料单元、热脱附单元、出料单元、脱附尾气处理单元、废水处理单元和汞回收单元实现。待处理的汞污染土壤经预处理单元调节含水率、破碎和筛分处理后，通过加药单元均匀掺入添加剂氯盐粉末；然后通过进料单元输送到热脱附单元进行加热，使得氯离子与土壤中汞形成更易脱附的低沸点含汞化合物(氯化汞)，并在较低温度条件下从土壤中挥发，将分离了含汞污染物的土壤送至出料单元。在热脱附单元中挥发出来的脱附尾气通过脱附尾气处理单元进行除尘、洗涤、冷却，在脱附尾气湿式冷却过程中冷却水吸收水溶性含汞化合物；吸收了含汞化合物的冷却水进一步在汞回收单元中利用三异辛胺(TiOA)通过两级逆流萃取冷却水中氯化汞，含汞有机相进入反萃取器，用乙烯二胺两级逆流反萃取，提高氯化汞浓度，之后通过还原或高温分解等方式实现汞的高效回收。经萃取后的水相在废水处理单元进行固液分离，分离的上清液作为冷却水作用于脱附尾气处理单元，沉淀的土水混合物经脱水后与预处理后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汞污染土壤低温热脱附与汞高效回收方法，其特征在于，该方法通过在待处理的汞污染土壤均匀掺入氯盐，然后经加热后使得氯离子与土壤中的汞离子形成易脱附的低沸点含汞化合物(氯化汞)，并在较低温度下挥发；挥发的含汞化合物经冷却水吸收后，利用三异辛胺(TiOA)通过两级逆流萃取冷却水中氯化汞，含汞有机相进入反萃取器，用乙烯二胺两级逆流反萃取，最后对萃取后的产物通过还原或高温分解等方式实现汞的高效回收。

【技术特征摘要】
1.一种汞污染土壤低温热脱附与汞高效回收方法，其特征在于，该方法通过在待处理的汞污染土壤均匀掺入氯盐，然后经加热后使得氯离子与土壤中的汞离子形成易脱附的低沸点含汞化合物(氯化汞)，并在较低温度下挥发；挥发的含汞化合物经冷却水吸收后，利用三异辛胺(TiOA)通过两级逆流萃取冷却水中氯化汞，含汞有机相进入反萃取器，用乙烯二胺两级逆流反萃取，最后对萃取后的产物通过还原或高温分解等方式实现汞的高效回收。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法通过预处理单元、加药单元、进料单元、热脱附单元、出料单元、脱附尾气处理单元、废水处理单元和汞回收单元实现。待处理的汞污染土壤经预处理单元调节含水率、破碎和筛分处理后，通过加药单元均匀掺入添加剂氯盐粉末；然后通过进料单元输送到热脱附单元进行加热，使得氯离子与土壤中汞形成更易脱附的低沸点含汞化合物(氯化汞)，并在较低温度下从土壤中挥发，将分离了含汞污染物的土壤送至出料单元。在热脱附单元中挥发出来的脱附尾气通过脱附尾气处理单元进行除尘、洗涤、湿式冷却，在脱附尾气湿式冷却过程中，冷却水吸收水溶性含汞化合物；吸收了含汞化合物的冷却水进一步在汞回收单元中利用三异辛胺(TiOA)通过两级逆流萃取冷却水中氯化汞，含汞有机相进入反萃取器，用乙烯二胺两级逆流反萃取，提高氯化汞浓度，之后通过还原或高温分解等方式实现汞的高效回收。经萃取后的水相在废水处理单元进行固液分离，其中分离的上清液作为冷却水回用于脱附尾气处理单元湿式冷却，沉淀的土水混合物经脱水后与预处理后的污染土壤混合后送入热脱附单元，然后输送至出料单元。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预处理单元通过自然干化、添加木屑等调节剂等方式降低污染土壤的含水量，使得含水量不高于40wt％。所述破碎处理是将污染土壤破碎至粒径2～5cm，所述筛分处理是指分离出石块等杂物。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述进料单元为皮带式输送机，将预处理后的污染土壤送至热脱附单元。5.根据权利要求2所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊杰，肖满，樊有旭，张文辉，杨鹤峰，
申请(专利权)人：中节能大地环境修复有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11