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电石法聚氯乙烯含汞废物处理与回收方法

2017/10/18 11:09:15  来源:聚氯乙烯  作者:王小艳等  我要投稿

2012年1月,中国科学院地球化学研究所公布 了一项利用胶质芽孢杆菌处理含汞废水的方法,该方法将胶质芽孢杆菌接种于有氮培养基中,并加入含钾矿粉,具有吸附速率快、不受其他金属离子干扰等优点,但存在微生物品种少、缺少吸附特异性、不易固定、有生物毒性等缺点,且工业化难度较大。

2012年4月,新疆天业(集团)有限公司化工研 究院王小昌等报道了吸附除汞工艺。新疆天业(集团)有限公司与陶氏化学达成合作意向,采用了吸附除汞工艺,首先通过薄膜过滤装置除去悬浮物、胶体和大分子有机物等,再经过组合吸附柱除汞,该工业化装置除汞效果好,吸附剂饱和后可进行脱附再生,再生后不影响吸附效果,且不产生二次污染。

目前,大多数聚氯乙烯企业采用沉淀法,此方法特别适用于高浓度含汞废液的处理,但对于低浓度含汞废液处理不彻底,硫化物过多更会造成二次污染,硫化物过量会产生可溶性汞硫络合物,沉淀的固体物必须由有资质的厂家回收,因而含汞废液的回收处理是增加生产成本的环节。由于氯碱行业含汞废液的组成复杂,颗粒物、悬浮物、有机物含量也较多,这给部分除汞方法造成一定难度,因而如何经济有效地除去不同浓度含汞废液中的汞成了关键所在。近几年膜分离技术和特种树脂吸附分离技术等成为了关注热点,且已有部分运行效果较佳的数据。

3 固相含汞处理与回收

3.1 来源

电石法聚氯乙烯行业中含汞固体废物主要有:废旧触媒,除汞器中吸附汞的活性炭,反应器上部、下部铺垫的活性炭。有关数据表明,含汞废触媒和含汞废活性炭中的汞分别占氯化汞使用总量的36%和8%。

3.2 处理与回收方法

电石法聚氯乙烯行业的固体含汞废物主要基物是活性炭,附着的汞主要形式有氯化汞、单质汞、氯化亚汞、硫化汞等。目前,对此类含汞废物的回收利用主要有两种方法:火法冶炼回收再生汞和化学活化回收生产“再生汞触媒”。此类方法存在回收率低、产生“三废”等问题。

2008年6月,贵州万山特区红晶汞业有限公司的张亚雄、邓晓丹和吴斌公布一项氯氧化法再生氯化汞触媒专利 ,废旧触媒经低浓度氯化汞浸泡— 通入氯气—再浸泡的循环过程,得到氯化汞触媒。此方法具有工艺流程短、回收利用附加值和有效成分利用率高、环保等特点。但其使用效果并未提及。

2011年,新疆兵团现代绿色氯碱化工工程研究中心(有限公司)公开了枟一种电石法氯乙烯气体中氯化汞的脱除方法枠专利,专利中指出该脱汞器 的吸附剂吸附饱和后可回用于氯化汞触媒的制备。

2012年,长葛市九州化工有限公司盛清乾等公布了废活性炭汞触媒回收工艺 ,该方法是将废活性炭汞触媒过筛后进行固化,固化过程是将过筛后的废活性炭触媒加热到80~90℃,持续5~7h后直接进行常规触媒制备过程。该方法工艺简单,废物可再利用,但并未提及触媒使用效果。

氯乙烯行业含汞固体废物都是被回收至有资质厂家进行集中处理,而且绝大多数采用火法冶炼进行回收,不仅回收率低,而且又造成了一部分含汞“三废”。河北石家庄科创助剂有限公司提出了“控氧干馏回收废触媒氯化汞”“水溶液浸泡法回收金属盐”和“活性炭扩孔再生”的新工艺,再一次拓展了含汞固体废物的回收再利用方法。近几年,直接将含汞废活性炭再利用成为研究重点;但由于活性炭结构复杂、反应后有严重积碳、废旧触媒的活性炭孔结构发生变化、活性炭上汞形态较多等原因,使得此方面研究难度极大。

4结语

电石法聚氯乙烯行业是汞“三废”排放大户,如何通过应用先进环保减排技术和加强内部管理来实现清洁生产成为企业生存和发展的关键。笔者认为应从以下4方面做好汞污染防治工作。

(1)从汞的源头开始控制。随着国内外限汞制度条约的逼近,更应该加大无汞触媒的研发投入及工业化应用试验。但电石法聚氯乙烯的无汞化尚需时间,因而逐步缩减用汞量可为电石法聚氯乙烯无汞化争取更多的时间,随着低汞触媒成功的工业化应用以及超低汞触媒的研发等,从源头遏制汞,对降低整个生产系统中汞污染量具有立竿见影的效果。

(2)改进工艺,加强回收处理汞污染能力。优化现有各项工艺,开发新型反应器,改进除汞器填料,利用树脂、膜等分离技术除汞,进一步回收再利用,使“三废”不仅要达标排放,更要使系统中的汞尽可能地少流失。

(3)加强生产管理及操作。生产中各类操作细节也会造成不必要的汞流失(如触媒装填与倒换、转化器温度控制、各类进出水调节等),生产及管理应规范化、细致化,杜绝人为的汞流失汞污染。

(4)彻底转变增加回收汞污染的装置是增加生产成本的观念。触媒的单耗为1.0~1.2kg(以生产1tPVC计),目前国内每年消耗氯化汞触媒8000t,折合消耗汞资源达到500t,占国内汞消耗量的50% 。目前国内金属汞的价格是74万元/t,如 果能将系统中的汞尽可能捕集下来并循环利用,将大大降低聚氯乙烯行业所需的触媒生产成本。

延伸阅读:

含汞废物的危害及其资源化利用

文章关键词:含汞废物 汞污染 汞触媒 

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