[发明专利]一种疏水性气相脱汞剂的制备方法

说明书

本发明公开一种疏水性气相脱汞剂的制备方法，包括将自然风干的脱水市政污泥、磷尾矿、高硫锰尾矿分别破碎处理成粉体颗粒，然后形成混合物；向所述混合物中先添加致孔剂，干燥处理；再添加黏结剂，搅拌并压制成型，成型后的复合材料表面采用疏水剂稀溶液进行疏水处理，疏水处理后的复合材料置于反应炉中在氮气环境保护下进行热解处理。本发明采用市政污泥、磷尾矿、高硫锰尾矿废弃物作为原料，一方面实现了废弃物变废为宝，另一方面高硫锰尾矿有利于脱汞活性位点的增多，使脱汞剂表现出优异的脱汞性能，同时市政污泥制备的生物炭有着良好的孔隙结构和较高的比表面积有利于提高脱汞剂的脱汞精度和汞容，而磷尾矿可提高脱汞剂的强度，降低了材料的堆积密度延长了脱汞剂的使用寿命，进而大幅降低脱汞成本。

技术领域

本发明涉及脱汞材料技术领域，具体涉及固体废物资源化利用，用于一种疏水型脱汞剂的制备方法。

背景技术

汞是全球主要污染物之一，对人类健康和环境造成严重的影响。由于汞的高毒性、持久性、高挥发性以及生物累积性，汞污染日益受到关注。据估计，每年全球人类活动的汞排放量大约为1000～6000t，占全球大气汞排放量的30～55％。

释放到大气环境中的汞主要存在的形态有三种：气态单质汞(Hg⁰)、颗粒结合态汞(Hg^P)和氧化态汞(Hg²⁺)。Hg^P和Hg²⁺具有较强的水溶性和界面吸附能力，在大气中停留时间短，容易通过降水的方式沉降到地表，其污染的范围比较小，可通过湿式洗涤器工艺、静电沉淀或袋式除尘等设备除去；而Hg⁰比较稳定，溶解度低，不容易与其它物质发生反应，能够在大气中停留0.5～2年，是最难控制的形态之一，并且难以被现有的污染控制设备高效达标去除，故控制汞排放的关键因素就是控制Hg⁰的排放，而控制气态元素汞的排放目前最有效的脱除方式以及发展最快的技术是通过添加吸附剂捕获。

因污水中成分复杂，导致城市污泥中含有许多复杂成分(病原微生物、有毒有机物、重金属等)。城市污泥产生量高、堆积量大。但污泥中含有一定量(约 50—60％)的有机质，在高温下可制备出具有实用性且有一定经济价值的吸附材料(生物炭)、轻集料(陶粒)等。

同时磷尾矿作为磷矿开采产生的一种固体废弃物被常年堆积在尾矿库中，不仅占据着大量的土地资源，也对环境造成了严重的污染。甚至长期的堆放会发生尾矿泄露的风险，严重威胁着人民的生命财产安全。锰矿的开采及冶炼产生的废渣任意堆弃也会对周围环境造成了不同程度的污染危害。但磷尾矿中磷酸盐以及高硫锰尾矿中的硫离子都可对重金属去除有很好的效果，同时利用锰离子的高价态与汞单质的氧化还原作用可进一步促进汞的捕捉。

并且目前国内外污泥基生物炭多为纯污泥烧制或污泥/秸秆混合烧制，污泥/ 磷尾矿/高硫锰尾矿复合制备污泥基生物炭对于气相中汞的吸附研究和专利鲜有相关报道。故本发明以城市污泥辅以磷尾矿以及高硫锰尾矿来制备污泥基生物炭用于气相中总汞的吸附脱除，不仅能减少污泥、磷尾矿与高硫锰尾矿这三种固体废弃物的堆积量，使其得到有效的资源化利用，制备可用于含汞尾气治理的吸附材料。另外气相脱汞吸附前常常需要对气相中的水蒸气进行干燥去除，大大增加了设备投资以及处理成本，因此本发明通过对脱汞剂进行表面疏水处理后可防止气相中水蒸气对脱汞剂脱汞性能的不良影响。

发明内容

本发明提供一种疏水性气相脱汞复合材料的制备方法。制备出的气相脱汞剂具有良好的脱汞性能，对总汞(包含气态单质汞、颗粒结合态汞和氧化态汞)具有高吸附去除效果，以及良好的疏水性能，同时实现了市政污泥、磷尾矿、高硫锰尾三种固体废弃物的资源化利用。

具体技术方案如下：

一种疏水性气相脱汞剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)分别将自然风干的脱水市政污泥、磷尾矿、高硫锰尾矿粉碎，然后烘干冷却后继续研磨，过50～500目筛，筛分出的颗粒粉末密封备用；