[发明专利]利用硫化处理铁氧化物的除汞用吸附剂及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸附去除汞的除汞用吸附剂，尤其是涉及一种采用了用包括硫化合物及氧气的硫化处理气体来硫化处理过的氧化铁的除汞用吸附剂及其制造方法。

背景技术

在工业革命之后，因工业化的加快，环境问题也日益加深。特别是，从污染源排除的重金属构成很多隐患。其中，由于汞与其它重金属不同，具有高挥发性、较大的有害性及容易沉积于体内的特性，因此更是成为大家关注的污染物对象，从燃烧装置排放到空气中时，其他重金属以粒子形态排除，但汞与众不同，是以元素状态的气体排放。

据EPA(The U.S Environmental Protection Agency)发表的资料，目前除汞的方法有活性炭喷雾法(Activated carbon injection)、炭过滤层(carbon filter beds)、硒过滤法(selenium filters)、精制活性碳吸附法(treated activated carbon adsorption)、水处理(wet scrubbing)等，其中，对利用活性炭的方法的研究较多，但要去除1g的汞需使用约100,000g的活性炭，因此其成本较高，而且被物理吸附的汞容易从活性炭脱落，存在着必须在独立的地点进行密闭填埋处理等问题。

利用硫除汞的方法被众多研究人员所开发，而且利用在氧化物或者氢氧化物中添加硫的研究目前也正如火如荼地进行着。不仅有在活性炭上附着硫的方法，而且最近的研究方向是在介孔(mesoporous)物质上附着硫而除汞的方法。但由于成本较高，因此其应用受到限制。

因此，本发明欲利用氧化物中可低成本生产的铁氧化物作为汞吸附剂来使用，由于铁氧化物本身的吸附汞的能力较差，因此想要通过硫化处理来提高汞的吸附性能。

从硫化处理的观点上来讲，燃烧炉、填埋气发电厂等工业场所中排除较多的硫化氢。这种硫化氢为空气污染物质，如果要排放在空气中，则应先根据排放规定值进行去除后排放。铁氧化物可以作为这种去除硫化氢的附着剂来使用，结果自然可以在铁的氧化物上附着硫。利用这种原理，不仅在硫化处理低价的铁氧化物时，会同时带来去除空气污染物的增效作用，而且还可以带来将废吸附剂作为汞吸附剂使用的资源再利用效果。

另一方面，随着近来对环保和资源再利用问题的关注，各种工业废弃物的再利用问题也备受人们的关注，特别是对工业废弃物发生量中占较大比例的废弃铁氧化物的再利用问题，虽然大家都很关注，但由于再利用技术开发的未成熟，全部要进行填埋，因此资源浪费非常严重。

特别是硫酸亚铁及硫酸铁主要是通过对其进行水解或碱处理，制造成氧化铁颜料或者将其本身作为废水处理的絮凝剂使用，还根据情况作为磁性材料及铁酸盐(ferrite)使用，但是与钢铁及二氧化钛制造工序中产生的硫酸亚铁及硫酸铁的量比较，其需求量及需求领域不多，存在着大量都被废弃处理掉的问题，也因此，聚合硫酸铁也以45元/kg的低价被交易。表1为聚合硫酸铁溶液的组成。

表1

聚合硫酸铁溶液的组成

    比重  Fe³⁺浓度  (SO₄)^2-浓度pH    聚合硫酸铁    1.45  11％以上  22％以上0.1～1.0