[发明专利]从有色金属冶炼烟气中回收气态零价汞和二氧化硫的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护领域的大气污染控制技术，尤其是涉及一种从有色金属冶炼烟气中去除并回收气态零价汞和二氧化硫制酸的方法。

背景技术

众所周知，汞是一种有毒污染物，具有持久性、易迁移性和高度的生物富集性等特点。它不仅对生态环境的危害也非常大，而且对人体健康产生直接或间接的危害。20世纪五六十年代暴发于日本的“水俣病”事件，即是一次严重的汞污染灾难。

联合国环境规划署(UNEP)已经把汞列为全球性污染物。2013年1月在瑞士日内瓦召开的关于汞的政府间谈判委员会第五次会议，形成了《国际防治汞污染公约》，国际社会对全球汞污染控制的步伐逐渐加快。目前我国的汞排放量十分大，我国政府正为此承受着巨大的国际压力。在众多汞排放源中，有色金属冶炼烟气中汞的排放量占很大比重。清华大学研究表明：2003年中国非燃煤大气汞排放量为393t，其中有色金属冶炼排放330t，占全国总汞排放量的52％左右。然而，当前国内外大部分的研究都将关注点放在燃煤烟气的汞排放控制上，一定程度上忽视了有色金属冶炼行业汞排放控制的研究。与燃煤烟气相比，有色金属冶炼烟气具有汞浓度高、二氧化硫浓度高、生产周期波动大等特点。所以适用于燃煤烟气的除汞技术未必在有色金属冶炼烟气的汞排放控制中同样有效。同时，汞虽然是污染物，同时也是一种稀有资源，在冶炼、仪器制造、化学工业、医药工业和原子能工业等都有广泛应用。因此，针对发展有色金属冶炼行业烟气中汞浓度较高的特点，宜采用以回收为主的除汞技术。这样，既可以有效控制烟气中汞的排放，又能实现对烟气汞的资源化利用。

有色金属冶炼行业矿石焙烧一般在高温条件下进行，因此矿石中的汞绝大部分以零价汞(Hg⁰)的形态进入烟气中。与燃煤烟气不同，针对高浓度含汞烟气的治理，国内外一般采用冷凝法、吸附法和吸收法等几种方法。其中冷凝法除汞即通过特定冷凝装置将烟气中的汞集中冷却，由于汞的饱和蒸气压急剧下降会从烟气中冷凝出来，从而达到与烟气分离的目的。但是，该方法除汞效率偏低，且能耗较大，一般只作为烟气预除汞方法。吸附法主要利用硒过滤器或碳过滤器对烟气中的汞进行吸附。然而硒过滤器和碳过滤器的吸附容量一般仅为自身重量的10-15％，因此一般仅适合处理含汞量较低的烟气，不适合有色金属冶炼烟气的汞处理。在有色金属冶炼行业应用比较多的除汞方法大都为吸收法，其中比较有代表性的是氯化汞吸收法(波立登-诺辛克吸收法)。该方法的实质是以氯化汞溶液为吸收剂，对烟气中的零价汞进行吸收，并将其转化为难溶于水的氯化亚汞(甘汞)，氯化亚汞经沉淀后可作为产品进行回收。目前，氯化汞吸收法是最有效烟气汞回收工艺之一，在冶金领域占有重要地位。然而，该工艺同样存在一些问题：首先该工艺要求将吸收塔入口的烟气汞浓度控制在30mg/m³以下，否则吸收效率会有较明显的下降，导致烟气汞排放浓度超标；其次，吸收液中所用氯化汞同样是剧毒品，其吸收液浓度一般为3g/L左右，使用量较大，存在较大的环境风险；第三，该工艺的出口汞浓度一般为0.1mg/m³，无法满足越来越严格的汞排放标准。因此，开发一种新型高效稳定的吸收技术对于实现有色金属冶炼烟气汞的排放控制和资源化利用非常必要。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高效、稳定并具有抗二氧化硫干扰性能的从有色金属冶炼烟气中回收气态零价汞和二氧化硫的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种从有色金属冶炼烟气中回收气态零价汞和二氧化硫的方法，其特征在于，该方法包括以下几个步骤：

第一步，将硫酸汞、硫酸铁和硫酸配制成复合吸收液并储存于复合吸收液配液槽(1)中；

第二步，将复合吸收液配液槽(1)中的复合吸收液通过复合吸收液循环槽(2)喷入烟气吸收塔(4)中，对输入烟气吸收塔(4)的有色金属冶炼烟气中的零价汞和二氧化硫进行吸收，其中零价汞与硫酸汞反应生成硫酸亚汞，二氧化硫与硫酸铁反应生成硫酸和硫酸亚铁，气液接触后的复合吸收液通入复合吸收液循环槽(2)中重复利用；

第三步，待到复合吸收液循环槽(2)中的汞离子浓度下降至低于25mmol/L以后，将部分复合吸收液通入汞分解回收装置(9)中；

第四步，利用汞分解回收装置(9)将的吸收液中的硫酸亚汞分解成单质汞和硫酸汞吸收液，其中单质汞经过收集纯化后可以作为产品进行回收，而硫酸汞吸收液返回复合吸收液循环槽(2)中循环利用以补充烟气零价汞吸收过程中消耗的硫酸汞；