本發(fā)明涉及汞的吸附，特別涉及一種耐酸堿吸汞材料。
背景技術(shù)：
汞及其衍生物有機汞，因具有持久性、易遷移性、高度的生物富集性和高生物毒性等特性，作為一種重要的有毒環(huán)境污染物，可在大氣、水體和食物鏈中持久存在，并可遠(yuǎn)距離遷移。
聚氯乙烯生產(chǎn)中采用乙炔氣相法生產(chǎn)氯乙烯，即以活性炭為載體，吸附氯化汞為催化劑，使乙炔和過量氯化氫在裝有觸媒的轉(zhuǎn)化器中進(jìn)行氣相加成反應(yīng)，反應(yīng)溫度在160～180℃，因此，合成的粗氯乙烯中含有過量的氯化氫和升華的氯化汞。國內(nèi)氯堿企業(yè)大多利用活性炭吸附的辦法脫除氯化汞，粗氯乙烯氣體通過除汞器除去大部分的汞，經(jīng)過泡沫塔、水洗塔等脫酸系統(tǒng)，產(chǎn)生含汞鹽酸。目前含汞鹽酸、含汞堿液的處理技術(shù)主要有：硫氫化鈉法、活性炭吸附法、電解法、離子交換法、專用汞吸附材料吸附法等。硫氫化鈉處理氯化汞技術(shù)：是利用硫化汞離子積小的特點，通過沉淀法處理電石法pvc工藝廢酸、廢堿和廢水中hg2+，廢液汞難以達(dá)標(biāo)。活性炭吸附法：活性炭法能有效地吸附廢水中的汞，我國有些工廠已采用此法處理含汞廢水，但該方法只適用于處理低濃度的含汞廢水。廢水含汞濃度高時，可先進(jìn)行一級處理，降低廢水中汞濃度后再用活性炭吸附。將含汞量1～2mg/l以下的廢水通過活性炭濾塔，排出水含汞量可下降至0.01～0.05mg/l。但該技術(shù)消耗大量的活性炭，而吸汞后活性炭再生次數(shù)有限，會產(chǎn)生二次污染。
電解法：利用金屬的電化學(xué)性質(zhì)，在直流電作用下，汞化合物在陽極離解成汞離子，在陰極還原成金屬汞，而除去廢水中的汞。該方法去除汞不徹底，出水汞不達(dá)標(biāo)，還需要采用別的方法進(jìn)一步處理。
離子交換法：大孔巰基離子交換劑對含汞廢水處理有很好的效果。樹脂上的巰基對汞離子有很強的吸附能力吸附在樹脂上的汞，可用濃鹽酸洗脫，定量回收。鑒于目前樹脂脫汞后鹽酸含汞6mg/l左右，還需要其他組合工藝?yán)^續(xù)脫汞，隨著涉汞行業(yè)汞排放標(biāo)準(zhǔn)的加嚴(yán)，該技術(shù)正失去應(yīng)用優(yōu)勢。
專用汞吸附劑脫汞技術(shù)：該技術(shù)采用專用汞吸附劑，使溶液中的汞被親汞官能團(tuán)固定在專用吸汞材料內(nèi)，脫汞效果明顯，飽和量大，但該類專用汞吸附劑大多受溶液ph值的影響較大，一般適用范圍ph在5～13，超過該范圍使用效果極差。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種耐酸堿吸汞材料，大大提高了吸附效率。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種耐酸堿吸汞材料，其技術(shù)要點是，所述耐酸堿吸汞材料的原料成分按質(zhì)量百分比為改性土10～20％，改性生物質(zhì)15～20％，其余為硫鐵礦；另外再加入上述物料總重量5～8％的粘結(jié)劑，所述的改性土為改性土膨潤土或改性硅藻土。
上述技術(shù)方案中,所述的改性土按以下方法制備：
將質(zhì)量濃度10～15％的無機酸加入到膨潤土或硅藻土中，攪拌8～12小時，然后陳化12～18小時；所述的無機酸為硫酸和/或鹽酸；
將陳化后的物料進(jìn)行干燥，至水分重量百分比不高于3％，獲得改性土,所述的改性土為改性膨潤土或改性硅藻土。
上述技術(shù)方案中,改性生物質(zhì)按以下方法制備：
將質(zhì)量濃度為10～30％的無機酸加入到生物質(zhì)中；攪拌6～12小時，然后陳化12～18小時，獲得改性生物質(zhì)，所述的無機酸為硫酸和/或鹽酸。
上述技術(shù)方案中,所述的粘結(jié)劑為聚乙烯醇,所述的聚乙烯醇的聚合度為75％，醇解度為99％。
上述技術(shù)方案中,所述的生物質(zhì)為鋸末、稻殼或秸稈。
本發(fā)明的有益效果是：該耐酸堿吸汞材料主要是利用膨潤土或硅藻土、生物質(zhì)材料和硫鐵礦作為原料經(jīng)酸改、干混、濕混、成型和篩分等過程配制成，該耐酸堿吸汞材料的原料易獲取，制備過程安全可靠。耐酸堿吸汞材料適用于酸度范圍為40％以下含汞硫酸或35％以下含汞鹽酸或38％以下硫酸與鹽酸的含汞混合酸以及堿度不大于20％含汞廢堿溶液，其適用范圍大，吸附效率高。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實施例中制備耐酸堿吸汞材料的方法及應(yīng)用的工藝流程圖。
具體實施方式
本實施例中采用的生物質(zhì)材料包括玉米秸稈，小麥秸稈，鋸末和稻殼。
本實施例中采用含鐵60～65％的硫鐵礦。
本實施例中采用熱脫附方法對耐酸堿吸汞材料進(jìn)行再生，再生溫度為500～550℃，再生時間為45～60min，再生次數(shù)不小于5次。
本實施例中的膨潤土或硅藻土為市購，篩出粒度大于100目以上的部分去除。
實施例1：
本實施例中的耐酸堿吸汞材料的原料成分按質(zhì)量百分比為改性膨潤土或硅藻土10％，改性生物質(zhì)20％，硫鐵礦70％，另外加入上述物料總重量5％的粘結(jié)劑。
本實施例采用的制備耐酸堿吸汞材料的方法，其流程如圖1所示，包括以下步驟：
1)制備改性玉米秸稈：首先將玉米秸稈粉碎并過100目篩，稱取一定量的篩下玉米秸稈粉末浸沒在10％鹽酸溶液的酸浸槽內(nèi),邊加入邊攪拌，攪拌6h時間后，進(jìn)行陳化，陳化12小時后，進(jìn)行過濾；獲得經(jīng)過酸改性的生物質(zhì)材料待用。
2)制備改性膨潤土：將膨潤土浸沒在10％硫酸的酸浸槽內(nèi)，攪拌8h時間后，進(jìn)行陳化，陳化12小時后，進(jìn)行過濾；獲得改性膨潤土，干燥后待用。
3)制備聚乙烯醇溶液：將聚合度為75％，醇解度為99％的聚乙烯醇1kg分4次加入，每次250g,初始溫度45℃，其加入方式為邊攪拌邊加入,最后加熱溫度不高于95℃，配制聚乙烯醇溶液濃度為10％。
4)干混過程為:把干燥后的改性膨潤土、干燥后的改性玉米秸稈粉末、含鐵質(zhì)量百分比60～65％硫鐵礦按一定比例干混，其干混質(zhì)量比為：改性膨潤土10％，改性的玉米秸稈粉20％、含鐵60％的硫鐵礦70％。
5)濕混過程為；干混均勻后加入一定比例聚乙烯醇溶液進(jìn)行濕混，聚乙烯醇占干混料質(zhì)量比為5％。
6)成型干燥；通過擠壓機進(jìn)行成型，在成型過程中均勻變成一定長度的條狀材料或球形,把成型材料放入烘箱干燥,干燥水分0.6％,經(jīng)干燥的耐酸堿吸汞材料通過篩分，篩上物為成品，篩下物返回干混工序。
含汞廢酸液取自某化工企業(yè)，含汞酸液為硫酸與鹽酸的混合酸，其酸濃度為34％，該含汞廢酸液經(jīng)梯級硫化脫汞后含汞1～1.5mg/l,經(jīng)所制作耐酸堿吸汞材料處理結(jié)果如表1所示。
表1為實施例1中采用吸附材料進(jìn)行處理的結(jié)果一覽表
耐酸堿吸汞材料經(jīng)吸附飽和后，用熱脫附方法再生，其再生溫度為500℃，再生時間為45min,其再生效率不低于99％。再生次數(shù)6次。
實施例2：
本實施例中的耐酸堿吸汞材料的原料成分按質(zhì)量百分比為改性膨潤土或硅藻土15％，改性生物質(zhì)18％，硫鐵礦為67％，另外加入上述物料總重量6％的粘結(jié)劑。
本實施例采用的制備耐酸堿吸汞材料的方法，步驟如下：
1)制備改性小麥秸稈：首先將小麥秸稈粉碎過120目篩，稱取一定量的篩下小麥秸稈粉末放入20％鹽酸溶液酸浸槽內(nèi),邊加入邊攪拌，攪拌8h時間后，進(jìn)行陳化，陳化14小時后，進(jìn)行過濾；獲得經(jīng)過酸改的改性生物質(zhì)材料待用。
2)制備改性硅藻土：將硅藻土加入到12％硫酸酸浸槽內(nèi)，攪拌10h時間后，進(jìn)行陳化，陳化16小時后，進(jìn)行過濾；獲得經(jīng)過酸改性的改性硅藻土，干燥后待用。
3)制備聚乙烯醇溶液：將聚合度為75％，醇解度為99％的聚乙烯醇2kg分4次加入，每次500g,初始溫度48℃，其加入方式為邊攪拌邊加入，最后加熱溫度不高于95℃，配制聚乙烯醇溶液濃度為12％。
4)干混過程：把改性干燥后的硅藻土、改性的小麥秸稈粉末、含鐵62％硫鐵礦按一定比例干混，其干混質(zhì)量比為：改性硅藻土15％，改性的小麥秸稈粉18％、含鐵62％的硫鐵礦67％。
5)濕混：干混均勻后加入一定比例聚乙烯醇溶液進(jìn)行濕混，聚乙烯醇占干混料質(zhì)量比為6％。
6)成型干燥；通過擠壓機進(jìn)行成型，在成型過程中均勻變成一定長度的條狀材料或球形,把成型材料放入烘箱干燥，干燥水分低于0.8％，經(jīng)干燥的耐酸堿吸汞材料通過篩分，篩上物為成品，篩下物返回干混工序。
含汞廢酸液取自某pvc生產(chǎn)企業(yè)，含汞酸液為鹽酸，其酸濃度為5％，該含汞廢酸含汞2～6.5mg/l,經(jīng)所制作耐酸堿吸汞材料處理結(jié)果如表2所示。
表2為實施例2采用吸附材料處理結(jié)果一覽表
本實施例中的耐酸堿吸汞材料經(jīng)吸附飽和后，用熱脫附方法再生，其再生溫度為520℃，再生時間為50min,其再生效率不低于99％。再生次數(shù)8次。
實施例3：
本實施例中的耐酸堿吸汞材料的原料成分按質(zhì)量百分比為改性膨潤土或硅藻土18％，改性生物質(zhì)16％，硫鐵礦為66％，另外加入上述物料總重量7％的粘結(jié)劑。
本實施例采用的制備耐酸堿吸汞材料的方法，步驟如下：
1)制備改性鋸末：首先將鋸末粉碎過160目篩，稱取一定量的篩下鋸末放入25％鹽酸溶液酸浸槽內(nèi),邊加入邊攪拌，攪拌10h時間后，進(jìn)行陳化，陳化17小時后，進(jìn)行過濾；獲得經(jīng)過酸改性的生物質(zhì)材料待用。
2)制備改性膨潤土：對膨潤土進(jìn)行酸改性，將膨潤土加入到13％硫酸酸浸槽內(nèi)，攪拌3h時間后，進(jìn)行陳化，陳化12小時后，進(jìn)行過濾；經(jīng)過酸改性膨潤土干燥后待用；
3)制備聚乙烯醇溶液：將聚合度為75％，醇解度為99％的聚乙烯醇2kg分4次加入，每次500g,初始溫度不高于50℃，其加入方式為邊攪拌邊加入,最后加熱溫度90℃，配制聚乙烯醇溶液濃度為13％。
4)干混過程：把改性干燥后的膨潤土、改性鋸末、含鐵64％硫鐵礦按一定比例干混，其干混質(zhì)量比為：改性膨潤土18％，改性的鋸末16％、含鐵64％的硫鐵礦66％。
5)濕混過程：干混均勻后加入一定比例聚乙烯醇溶液進(jìn)行濕混，聚乙烯醇占干混料質(zhì)量比為7％。
6)成型干燥：通過擠壓機進(jìn)行成型，在成型過程中均勻變成一定長度的條狀材料或球形,把成型材料放入烘箱干燥,干燥水分0.7％,經(jīng)干燥的耐酸堿吸汞材料通過篩分，篩上物為成品，篩下物破碎后返回干混工序。
含汞廢酸液取自某冶金企業(yè)，含汞酸液為含汞廢硫酸，其酸濃度為1.2％，該含汞廢酸液含汞10～40mg/l,經(jīng)所制作耐酸堿吸汞材料處理結(jié)果如表3所示。
表3為實施例3中采用的吸附材料處理結(jié)果一覽表
本實施例中的耐酸堿吸汞材料經(jīng)吸附飽和后，用熱脫附方法再生，其再生溫度為540℃，再生時間為55min,其再生效率不低于99％。再生次數(shù)9次。
實施例4：
本實施例中的耐酸堿吸汞材料的原料成分按質(zhì)量百分比為改性膨潤土或硅藻土20％，改性生物質(zhì)15％，硫鐵礦為65％；另外加入上述物料總重量8％的粘結(jié)劑。
本實施例采用的制備耐酸堿吸汞材料的方法，步驟如下：
1)制備改性稻殼：首先將稻殼粉碎過200目篩，稱取一定量的篩下稻殼粉放入30％鹽酸溶液酸浸槽內(nèi),邊加入邊攪拌，攪拌12h時間后，進(jìn)行陳化，陳化18小時后，進(jìn)行過濾；獲得經(jīng)過酸改性的生物質(zhì)材料待用。
2)制備改性膨潤土：將膨潤土加入到15％硫酸酸浸槽內(nèi)，攪拌12h時間后，進(jìn)行陳化，陳化18小時后，進(jìn)行過濾；獲得經(jīng)過酸改性膨潤土干燥后待用。
3)制備聚乙烯醇溶液；將聚合度為75％，醇解度為99％的聚乙烯醇4kg分4次加入，每次1000g,初始溫度45℃，其加入方式為邊攪拌邊加入,最后加熱溫度不高于95℃，配制聚丙烯醇溶液濃度為15％。
4)干混過程：把改性干燥后的膨潤土、改性的稻殼、含鐵65％硫鐵礦按一定比例干混，其干混質(zhì)量比為：改性膨潤土20％，改性的稻殼15％、含鐵65％的硫鐵礦65％。
5)濕混過程：干混均勻后加入一定比例聚乙烯醇溶液進(jìn)行濕混，聚乙烯醇占干混料質(zhì)量比為8％。
6)成型干燥：通過擠壓機進(jìn)行成型，在成型過程中均勻變成一定長度的條狀材料或球形,把成型材料放入烘箱干燥,干燥水分0.55％,經(jīng)干燥的耐酸堿吸汞材料通過篩分，篩上物為成品，篩下物破碎后返回干混工序。
含汞廢酸液取自某化工企業(yè)，含汞廢堿液為含汞氫氧化鈉溶液，其濃度為15～17％，該含汞廢酸液含汞30～35mg/l,經(jīng)所制作耐酸堿吸汞材料處理結(jié)果如表4所示。
表4為實施例4中采用的吸附材料處理結(jié)果一覽表
本實施例中的耐酸堿吸汞材料經(jīng)吸附飽和后，用熱脫附方法再生，其再生溫度為550℃，再生時間為60min,其再生效率不低于99％。再生次數(shù)11次。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。