一種從汞炱或汞鹽中環(huán)?；厥展姆椒?br> 【專利摘要】本發(fā)明提供一種從汞炱或汞鹽中環(huán)?；厥展姆椒?，所要解決的問題是：蒸餾法處理含汞廢渣存在二次污染。本發(fā)明的要點是：應(yīng)用陰極固相電還原法從汞炱或汞鹽中環(huán)保回收汞的方法。具體是制作汞炱或汞鹽陰極；將陰極、陽極分別吊入電解槽內(nèi)，并進(jìn)行排距；以氫氧化鈉、硫酸鈉、硫化鈉復(fù)合溶液為電解液，在電解溶液中通以直流電進(jìn)行電解，將汞化合物還原為金屬汞，利用汞不溶于水的特性及密度差異將汞從電解槽底部分離出來。本本發(fā)明的積極效果是：工藝過程清潔，不產(chǎn)生汞蒸氣；處理成本低廉；經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益顯著。
【專利說明】—種從汞炱或汞鹽中環(huán)?；厥展姆椒?br> 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及從含汞廢物中回收汞的方法，具體說是應(yīng)用電解陰極固相電還原方法從化工含汞廢渣、含汞土壤熱脫附產(chǎn)生的汞炱、有色冶金過程產(chǎn)生的汞炱或含汞煙塵中回收汞。
【背景技術(shù)】
[0002]汞及其化合物因具有生物毒性、生物累積性、持久性、長距離傳輸性等特征，已成為中國乃至全球的優(yōu)先控制污染物。我國是汞的生產(chǎn)、使用和排放大國，汞生產(chǎn)量和使用量分別占全球生產(chǎn)量和使用量的60%左右，汞的生產(chǎn)和使用造成含汞廢物的排放。我國《國家危險廢物名錄》將含汞廢物列為HW29類危險廢物，涉及天然原油和天然氣開采、貴金屬礦采選、印刷、基礎(chǔ)化學(xué)原料制造、合成材料制造、電池制造、照明器具制造、通用儀器儀表制造和多種來源共9個行業(yè)16類含汞廢物，包括工藝過程廢氣、廢水處理產(chǎn)生的粉塵、殘渣、廢液和污泥等，以及部分使用后的廢棄產(chǎn)品。
[0003]目前我國處理含汞廢渣主要采用蒸餾法，它包括先將含汞廢渣進(jìn)行化學(xué)預(yù)處理， 再將其置于蒸餾爐內(nèi)，加熱使汞揮發(fā)，經(jīng)冷凝回收金屬汞。該技術(shù)成熟度高，針對廢渣中汞的形態(tài)可采取不同的預(yù)處理方法，可高效回收廢渣中金屬汞。但蒸餾法存在二次污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)用電解陰極固相電還原法從汞炱或汞鹽中環(huán)?；厥展姆椒?。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
(I)制作電解陰極，具體是，導(dǎo)電棍的下部焊接陰極板模具，陰極板模具為鑄鋼熔液直接澆鑄成立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如鋼網(wǎng)圍成扁盒形；將主料和輔料混合，其中主料占不少于96% (重量百分比)，余下的為輔料，主料是汞炱或汞鹽，輔料為粉煤灰和石墨中的任一個或全部；將混合后的主、輔料加水調(diào)成膏狀，填充到陰極板模具內(nèi)并壓實，制成陰極板。輔料的作用在于提高汞漿的粘性及導(dǎo)電性；
(2 )將陰極、陽極分別吊入電解槽內(nèi)，并進(jìn)行排距；
(3 )以氫氧化鈉、硫酸鈉、硫化鈉復(fù)合溶液為電解液，在電解溶液中通直流電進(jìn)行電解， 往電解液內(nèi)加入添加劑如磷酸鈉、木質(zhì)磺酸鈉或木質(zhì)磺酸鈣；將汞化合物還原為金屬汞，利用汞不溶于水的特性及密度差異將汞從電解槽底部分離出來。
[0006]本發(fā)明采用的固相電還原原理是:利用了汞和汞的化合物在電池充電和放電過程中被還原和氧化。電解還原過程中，
在陰極發(fā)生如下反應(yīng):
HgS04+2e=Hg 丨 + SO(I)
HgS+2e= Hg I + S2(2)Hg0+H20+2e= Hg 丨 +20IT(3)HgCl2+2e= Hg 丨 +2C1-(4)
Hg2Cl2+2e= 2Hg 丨 +2CF(5)
PbS04+2e=Pb I + SO廣(6)
Sb3++3e=Sb 丨(7)
As3++3e= As I(8)
2H1++2e=H2(9)
在陽極發(fā)生如下反應(yīng):
20r-2e=H20+0.502 丨(10)
2Cr-2e=Cl2 丨(11)
上述反應(yīng)中雖然(9)的標(biāo)準(zhǔn)還原電位較反應(yīng)(I)- (8)為正，但因氫在金屬汞上析出的過電位為1.24伏(25°C，1000A/m2)，汞的化合物的還原反應(yīng)仍可優(yōu)先進(jìn)行。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是:工藝過程清潔，電解溫度是在較低溫度下進(jìn)行，并且汞的表面被水溶液覆蓋，整個生產(chǎn)過程幾乎不產(chǎn)生汞蒸氣，不產(chǎn)生二次污染，勞動衛(wèi)生條件好；工藝流程較短，投資少；經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益顯著。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]下面結(jié)合附圖進(jìn) 一步說明本發(fā)明。
[0009]圖1是本發(fā)明的示意圖。
[0010]圖2是電解陰極示意圖。
[0011]圖3是圖2的左視圖。
【具體實施方式】
[0012]實施例一:
萊食的化學(xué)成分為:
成分含量(％)Hg23.13HgS3.89HgSO40.007Sb總0.31Sb2O30.07As2O30.45SiO25.3Al2O34.15CaO1.55
(I)在電解之前制作電解陰極，具體為(參見圖2-3)導(dǎo)電棍I的下部焊接陰極板模具 2，導(dǎo)電棍內(nèi)芯為銅芯，外部被鉛銻合金澆鑄而成，陰極板模具為鋼網(wǎng)圍成扁盒形，網(wǎng)孔是正方形、矩形或菱形等幾何圖形，網(wǎng)孔面積為250-10000毫米2 ;將98%的汞炱或汞鹽，和2%的石墨粉混合，加水調(diào)成膏狀，填充到陰極板模具內(nèi)并壓實，填充方式以人工方式或使用陰極板自動成型機(jī)，制成陰極板的厚度為30-40毫米，將陰極板裝入耐堿布袋如氯綸布袋，利用布袋的隔離性，可有效避免含汞膏泥的從陰極脫落，降低工人勞動強(qiáng)度，提高電還原工作效率；
(2 )將陰極、陽極分別吊入電解槽內(nèi)，并進(jìn)行排距；(3 )以氫氧化鈉、硫酸鈉、硫化鈉和可溶性甘油復(fù)合溶液為電解液，在電解溶液中通以直流電進(jìn)行電解，往電解液內(nèi)加入添加劑如磷酸鈉、木質(zhì)磺酸鈉或木質(zhì)磺酸鈣；將汞化合物還原為金屬汞，利用汞不溶于水的特性及密度差異將汞從電解槽底部分離出來。
[0013]固相電解技術(shù)條件為:電解槽內(nèi)部有效尺寸為:560mmX300mmX180mm，陰極極板有效面積為:90mmX70mm，電解液成分為氫氧化鈉80_120g/L、碳酸鈉20-24 g/L，硫化鈉riO g/L，其磷酸或磷酸鈉添入量為l~3g/L電解液，木質(zhì)磺酸鈉或木質(zhì)磺酸鈣添加量為I~5mg/L，其可溶性甘油添加量為10~15 g/L電解液。電流密度為800A/nTl000 A/m2,流量為15~20升/槽?分，陰極厚度為40mm，電解液溫度為25°C~30°C，同級距為95mm，電解周期為42小時~54小時。金屬汞直流電單耗為723kwh/t，堿耗400千克/噸，汞電流效率為 97.1%。
[0014]實施例二:
與實施例一相比，不同點為:
主料占97.5%，粉煤灰占2%，石墨粉占0.5% ；
在步驟(3)之后還有
(4)泥漿分離，電解一個周期后陰極板從電解槽吊出，陰極泥從陰極脫出系統(tǒng)脫出；脫出后的陰極泥進(jìn)入螺旋分離器，進(jìn)一步分離金屬汞；所說的一個周期為36小時~42小時；
(5)固液分離，分離后的陰極泥漿用泥漿泵進(jìn)入壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，濾液返回步驟
(I)漿化工序；分離出的濾渣經(jīng)過壓實，進(jìn)入熔爐將有價金屬熔出；` (6)凈化電解液，利用多硫化鈉對溫度的溶解度差異性，冷卻結(jié)晶多硫化鈉，多硫化鈉做含汞廢物熱解析的汞吸收劑使用。
[0015]實施方式三:
與實施例一相比，不同點為:
主料占97%，粉煤灰占2.4%，石墨粉占0.6%。
【權(quán)利要求】
1.一種從汞炱或汞鹽中環(huán)保回收汞的方法，其特征是:(I)制作電解陰極，具體是，導(dǎo)電棍的下部焊接陰極板模具，陰極板模具為鋼網(wǎng)圍成扁盒形；將主料和輔料混合，其中主料占不少于96%，余下的為輔料，主料是汞炱或汞鹽，輔料為粉煤灰和石墨中的任一個或全部；將混合后的主、輔料加水調(diào)成膏狀，填充到陰極板模具內(nèi)并壓實，制成陰極板；(2 )將陰極、陽極分別吊入電解槽內(nèi)，并進(jìn)行排距；(3 )以氫氧化鈉、硫酸鈉、硫化鈉復(fù)合溶液為電解液，在電解溶液中通以直流電進(jìn)行電解，往電解液內(nèi)加入磷酸鈉、木質(zhì)磺酸鈉或木質(zhì)磺酸鈣；將汞化合物還原為金屬汞，利用汞不溶于水的特性及密度差異將汞從電解槽底部分離出來。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種從汞炱或汞鹽中環(huán)?；厥展姆椒ǎ涮卣魇?步驟(1)中所說的導(dǎo)電棍內(nèi)芯為銅芯，外部被鉛銻合金澆鑄而成；陰極板模具為鋼網(wǎng)圍成扁盒形，網(wǎng)孔是正方形、矩形或菱形等幾何圖形，網(wǎng)孔面積為250-10`000毫米2 ;主料占 98%，石墨粉占2% ;制成陰極板的厚度為30-40毫米，每個陰極單面有效面積為90mmX 70mm， 將陰極板裝入耐堿布袋；步驟(2)所說的電解槽內(nèi)部尺寸為:560mmX300mmX 180mm ；步驟(3)所說的電解，電解液成分為氫氧化鈉80-120g/L、碳酸鈉20-24 g/L，硫化鈉 rio g/L，其可溶性甘油添加量為1(T15 g/L電解液，其磷酸或磷酸鈉添入量為l~3g/L電解液，木質(zhì)磺酸鈉或木質(zhì)磺酸鈣添加量為f 5mg/L ;電流密度為800A/nTl000 A/m2，流量為 15~20升/槽?分，電解液溫度為25°C~30°C，同極距為95mm。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種從汞炱或汞鹽中環(huán)?；厥展姆椒?，其特征是:在步驟(3)之后還有(4)泥漿分離，電解一個周期后陰極板從電解槽吊出，陰極泥從陰極脫出系統(tǒng)脫出；脫出后的陰極泥進(jìn)入螺旋分離器，進(jìn)一步分離金屬汞；所說的一個周期為36小時~42小時；(5)固液分離，分離后的陰極泥漿用泥漿泵進(jìn)入壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，濾液返回步驟(I)漿化工序；分離出的濾渣經(jīng)過壓實，進(jìn)入熔爐將有價金屬熔出；(6)凈化電解液，利用多硫化鈉對溫度的溶解度差異性，冷卻結(jié)晶多硫化鈉，多硫化鈉做含汞廢物熱解析的汞吸收劑使用。
4.按照權(quán)利要求1-3任一項所述的一種從汞炱或汞鹽中環(huán)保回收汞的方法，其特征是:步驟(1)中的主料占97.5%，粉煤灰占2%，石墨粉占0.5%。
【文檔編號】C25C1/16GK103498170SQ201310521388
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】張正潔, 陳揚(yáng), 陳剛, 馮欽忠, 祁國恕, 劉舒, 陳朝中, 劉俐媛, 邵春巖, 李寶磊 申請人:沈陽環(huán)境科學(xué)研究院