一種回收利用廢汞觸媒的方法
【專(zhuān)利摘要】一種回收利用廢汞觸媒的方法，本發(fā)明將廢汞觸媒加入水中，控制溫度70℃～95℃，攪拌下熱溶預(yù)處理，調(diào)節(jié)pH值1～3，經(jīng)10min～60min超聲處理后趁勢(shì)過(guò)濾，或在超聲場(chǎng)中過(guò)濾，使從活性炭表面脫離的氯化汞和磷、硫雜質(zhì)與活性炭及時(shí)分離。過(guò)濾后，得到的活性炭經(jīng)洗滌、篩分，用于汞觸媒的制備；得到的含汞濾液，控制溫度50℃～90℃，加入中和劑調(diào)節(jié)pH值至6～8，反應(yīng)30min～90min，溶液中汞離子完全轉(zhuǎn)化成氧化汞沉淀，汞觸媒中毒物磷、硫仍保留于溶液中。經(jīng)過(guò)濾，得到氧化汞濾餅，用鹽酸溶解得到氯化汞溶液，用于汞觸媒的制備。本發(fā)明利用酸化－超聲協(xié)同脫附、耦合過(guò)濾回收利用廢汞觸媒，工藝簡(jiǎn)單、效率高、能耗低。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種回收利用廢汞觸媒的方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及電石法生產(chǎn)PVC中以活性炭為載體的廢汞觸媒回收利用技術(shù)，尤其是一種酸化-超聲協(xié)同脫附耦合過(guò)濾，以回收利用廢汞觸媒的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]聚氯乙烯(PVC)具有優(yōu)異的耐熱性、耐磨性、抗化學(xué)腐蝕性等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、建筑、農(nóng)業(yè)等行業(yè)中，是我國(guó)第一大通用型合成樹(shù)脂材料。制備方法一般分為兩種:電石法和乙烯法。由于我國(guó)石油資源短缺，煤炭資源豐富，電石法生產(chǎn)的PVC占主要分額，約占PVC總量的70%。氯化汞觸媒(俗稱(chēng)汞觸媒)作為電石法生產(chǎn)PVC中乙炔和氯化氫氣體合成氯乙烯(VCM)的催化劑，是以活性炭作載體、氯化汞為活性物質(zhì)，將氯化汞負(fù)載于活性炭表面。汞觸媒在使用一定時(shí)間后，其活性下降需進(jìn)行更換，更換下來(lái)的廢汞觸媒，一般含氯化汞2%~5%左右。汞觸媒失效的主要原因有(I)高溫時(shí)HgCl2升華，使氯化汞含量大大降低。(2)原料氣中的磷、硫使汞觸媒中毒。(3)生產(chǎn)原料中雜質(zhì)覆蓋于觸媒表面或堵塞觸媒孔道。由于HgCl2有劇毒，具有揮發(fā)性、又溶于水，因此更換下來(lái)的汞觸媒若長(zhǎng)期堆放或儲(chǔ)存，易造成環(huán)境污染和安全隱患。并且，我國(guó)汞資源日益枯竭，每年需大量進(jìn)口。因此，高效回收利用廢汞觸媒，既可防止汞進(jìn)入環(huán)境從而對(duì)人體健康造成危害，又可獲得具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
[0004]廢汞觸媒的回收利用主要有以下幾種方法:“復(fù)鹽法”，用NaCl在鹽酸存在下處理廢汞觸媒，使HgCl2形成Na2HgCl4復(fù)鹽而被洗脫，再用甲醛將此復(fù)鹽還原成金屬汞，進(jìn)行回收。該工藝雖然易于操作、設(shè)備要求不高，但只能回收60%的HgCl2，存在HgCl2回收率低的缺點(diǎn)?！案邷胤ā?，先將廢汞觸媒進(jìn)行化學(xué)預(yù)處理，將HgCl2轉(zhuǎn)化為氧化汞，然后再將其置于金屬罐內(nèi)，加熱至700°C~800°C，使之分解為汞蒸氣，再經(jīng)冷凝以回收得到金屬汞。該方法存在設(shè)備要求高、能耗高等缺點(diǎn)。另外，專(zhuān)利CN102962033A公開(kāi)了一種同步回收廢汞觸媒中的氯化汞、金屬鹽和活性炭的方法，將廢汞觸媒干燥后，加熱至350°C~800°C，進(jìn)行干餾得到氯化汞蒸氣，再結(jié)合冷凝和水溶液吸收回收廢汞觸媒中的氯化汞，然后用熱水浸泡結(jié)合通入空氣鼓泡驅(qū)出活性炭微孔中的沉積物，恢復(fù)活性炭空隙，再經(jīng)干燥回收活性炭、過(guò)濾回收金屬鹽。由于氯化汞蒸氣對(duì)設(shè)備的腐蝕性大，必須采用特殊防腐材料，存在能耗高、設(shè)備要求高、運(yùn)行成本高等缺點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明提供一種采用酸化-超聲協(xié)同脫附、耦合過(guò)濾以回收利用廢汞觸媒的方法:通過(guò)控制一定的酸性條件，實(shí)現(xiàn)活性炭上附著物的酸化脫附，結(jié)合超聲產(chǎn)生的空化作用、強(qiáng)烈沖擊和高速射流促使負(fù)載于活性炭表面的氯化汞以及中毒物磷、硫脫離活性炭表面，同時(shí)使堵塞于活性炭孔道的污染物得以脫離，然后趁勢(shì)過(guò)濾，或在超聲場(chǎng)中過(guò)濾，使從活性炭表面脫離的氯化汞和磷、硫雜質(zhì)與活性炭得以及時(shí)分離。過(guò)濾得到的含汞濾液，加入中和劑，使溶液中汞離子完全轉(zhuǎn)化成氧化 汞沉淀，過(guò)濾得到氧化汞濾餅，用鹽酸溶解即得到氯化汞溶液，從而有效去除了磷、硫雜質(zhì)。
[0006]本發(fā)明克服了高溫回收汞工藝中存在的能耗高、產(chǎn)生的汞蒸氣或氯化汞蒸氣對(duì)設(shè)備的腐蝕性大以及“復(fù)鹽法”汞回收率低等缺點(diǎn)，具有工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低、汞回收率高等優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種回收利用廢汞觸媒的方法，其特征包括以下步驟:
(I)將廢汞觸媒加入水中，控制溫度為70°C~95°C，攪拌下進(jìn)行熱溶預(yù)處理。預(yù)處理后，調(diào)節(jié)pH值為I~3，在70°C~95°C溫度下，經(jīng)IOmin~60min超聲處理后趁勢(shì)過(guò)濾，或在超聲場(chǎng)中過(guò)濾，使從活性炭表面脫離的氯化汞和磷、硫雜質(zhì)與活性炭得以及時(shí)分離。
[0008](2)過(guò)濾后，得到的活性炭經(jīng)洗滌、篩分后，用于氯化汞觸媒的制備；得到的含汞濾液，控制溫度為50°C~90°C，加入中和劑調(diào)節(jié)pH值至6~8，反應(yīng)30min~90min，使溶液中汞離子完全轉(zhuǎn)化成氧化汞沉淀，而汞觸媒中毒物磷、硫仍保留于溶液中。經(jīng)過(guò)濾，得到氧化汞濾餅，用鹽酸溶解即得到氯化汞溶液，可用于氯化汞觸媒的制備。
[0009]本發(fā)明的突出特點(diǎn)如下:
I)采用酸化-超聲協(xié)同脫附、耦合過(guò)濾以回收利用廢汞觸媒的方法。通過(guò)酸化-超聲處理，能使氯化汞和中毒物磷、硫較徹底地脫離活性炭表面，同時(shí)可清除活性炭孔道的積碳，有利于活性炭載體的再利用；同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了氯化汞與磷、硫雜質(zhì)的分離，得到了觸媒用氯化汞溶液，確保了廢汞觸媒的高效利用。
[0010]2)本發(fā)明克服了高溫回收汞工藝中存在的能耗高、產(chǎn)生的汞蒸氣或氯化汞蒸氣對(duì)設(shè)備的腐蝕性大以及“復(fù)鹽法`”汞回收率低等缺點(diǎn)；同時(shí)超聲過(guò)程中產(chǎn)生的空化作用在局部產(chǎn)生高溫、高壓，促使液體微粒之間發(fā)生猛烈撞擊，加速氯化汞向液相的傳質(zhì)速率，大大提高了脫附效率。
[0011]3)本發(fā)明具有設(shè)備簡(jiǎn)單、回收效率高、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，具有巨大的的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明采用酸化-超聲協(xié)同脫附耦合過(guò)濾處理廢汞觸媒工藝流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0014]實(shí)施例1:
稱(chēng)取200g廢汞觸媒，其含氯化汞3.4%，加入到800ml的水中，加熱至70°C，攪拌下進(jìn)行熱溶預(yù)處理，調(diào)節(jié)pH值為1，在70°C下，經(jīng)60min超聲處理后趁勢(shì)過(guò)濾，使從活性炭表面脫離的氯化汞和磷、硫雜質(zhì)與活性炭得以及時(shí)分離。過(guò)濾后，得到的活性炭經(jīng)洗滌、篩分后，可用于氯化汞觸媒的制備。得到的含汞濾液，加熱至50°C，加入碳酸鈉溶液，調(diào)節(jié)pH為6，反應(yīng)30min，使溶液中汞離子完全轉(zhuǎn)化成氧化汞沉淀，而汞觸媒中毒物磷、硫仍保留于溶液中。經(jīng)過(guò)濾，得到氧化汞濾餅，用鹽酸溶解得到氯化汞溶液，可用于氯化汞觸媒的制備。
[0015]實(shí)施例2:稱(chēng)取200g廢汞觸媒，其含氯化汞3.4%，加入到900ml的水中，加熱至75°C，攪拌下進(jìn)行熱溶預(yù)處理，調(diào)節(jié)PH值為2，在75°C，經(jīng)50min超聲處理，在超聲場(chǎng)中過(guò)濾，使從活性炭表面脫離的氯化汞和磷、硫雜質(zhì)與活性炭得以及時(shí)分離。過(guò)濾后，得到的活性炭經(jīng)洗滌、篩分后，可回用于氯化汞觸媒的制備。得到的含汞濾液，加熱至60°C，加入碳酸鈉固體，調(diào)節(jié)pH為7，反應(yīng)40min，使溶液中汞離子完全轉(zhuǎn)化成氧化汞沉淀，而汞觸媒中毒物磷、硫仍保留于溶液中。經(jīng)過(guò)濾，得到氧化汞濾餅，用鹽酸溶解得到氯化汞溶液，可回用于氯化汞觸媒的制備。
[0016]實(shí)施例3:
稱(chēng)取200g廢汞觸媒，其含氯化汞3.9%，加入到1000ml的水中，加熱至80°C，攪拌下進(jìn)行熱溶預(yù)處理，調(diào)節(jié)PH值為3，在80°C下，經(jīng)40min超聲處理后趁勢(shì)過(guò)濾，使從活性炭表面脫離的氯化汞和磷、硫雜質(zhì)與活性炭得以及時(shí)分離。過(guò)濾后，得到的活性炭經(jīng)洗滌、篩分后，可回用于氯化汞觸媒的制備。得到的含汞濾液，加熱至70°C，加入碳酸氫鈉固體，調(diào)節(jié)pH為8，反應(yīng)50min，使溶液中汞離子完全轉(zhuǎn)化成氧化汞沉淀，而汞觸媒中毒物磷、硫仍保留于溶液中。經(jīng)過(guò)濾，得到氧化汞濾餅，用鹽酸溶解得到氯化汞溶液，可回用于氯化汞觸媒的制備。
[0017]實(shí)施例4:
稱(chēng)取200g廢汞觸媒，其含氯化汞3.9%，加入到IlOOml的水中，加熱至85°C，攪拌下進(jìn)行熱溶預(yù)處理，調(diào)節(jié)PH值為2，在85°C下，經(jīng)30min超聲處理，在超聲場(chǎng)中過(guò)濾，使從活性炭表面脫離的氯化汞和磷、硫雜質(zhì)與活性炭得以及時(shí)分離。過(guò)濾后，得到的活性炭經(jīng)洗滌、篩分后，可回用于氯化汞觸媒的制備。得到的含汞濾液，加熱至80°C，加入氫氧化鈉固體，調(diào)節(jié)pH為7，反應(yīng)60min，使溶液中汞離子完全轉(zhuǎn)化成氧化汞沉淀,而汞觸媒中毒物磷、硫仍保留于溶液中。經(jīng)過(guò)濾，得到氧化汞濾餅，用鹽酸溶解得到氯化汞溶液，可回用于氯化汞觸媒的制備。
[0018]實(shí)施例5:
稱(chēng)取200g廢汞觸媒，其含 氯化汞4.2%，加入到1200ml的水中，加熱至90°C，攪拌下進(jìn)行熱溶預(yù)處理，調(diào)節(jié)PH值為1，在90°C下，經(jīng)20min超聲處理后趁勢(shì)過(guò)濾，使從活性炭表面脫離的氯化汞和磷、硫雜質(zhì)與活性炭得以及時(shí)分離。過(guò)濾后，得到的活性炭經(jīng)洗滌、篩分后，可回用于氯化汞觸媒的制備。得到的含汞濾液，加熱至90°C，加入氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH為6，反應(yīng)70min，使溶液中汞離子完全轉(zhuǎn)化成氧化汞沉淀，而汞觸媒中毒物磷、硫仍保留于溶液中。經(jīng)過(guò)濾，得到氧化汞濾餅，用鹽酸溶解得到氯化汞溶液，可回用于氯化汞觸媒的制備。
[0019]實(shí)施例6:
稱(chēng)取200g廢汞觸媒，其含氯化汞4.2%，加入到1300ml的水中，加熱至95°C，攪拌下進(jìn)行熱溶預(yù)處理，調(diào)節(jié)pH值為2，在95°C下，經(jīng)IOmin超聲處理，在超聲場(chǎng)中過(guò)濾，使從活性炭表面脫離的氯化汞和磷、硫雜質(zhì)與活性炭得以及時(shí)分離。過(guò)濾后，得到的活性炭經(jīng)洗滌、篩分后，可回用于氯化汞觸媒的制備。得到的含汞濾液，加熱至70°C，加入氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH為8，反應(yīng)80min，使溶液中汞離子完全轉(zhuǎn)化成氧化汞沉淀,而汞觸媒中毒物磷、硫仍保留于溶液中。經(jīng)過(guò)濾，得到氧化汞濾餅，用鹽酸溶解得到氯化汞溶液，可回用于氯化汞觸媒的制備。
【權(quán)利要求】
1.一種回收利用廢汞觸媒的方法，其特征包括以下步驟: (1)將廢汞觸媒加入水中，控制溫度為70°c~95°C，攪拌下進(jìn)行熱溶預(yù)處理；預(yù)處理后，調(diào)節(jié)PH值為I~3，在70°C~95°C溫度下，經(jīng)IOmin~60min超聲處理后趁勢(shì)過(guò)濾，或在超聲場(chǎng)中過(guò)濾，使從活性炭表面脫離的氯化汞和磷、硫雜質(zhì)與活性炭得以及時(shí)分離； (2)過(guò)濾后，得到的含汞濾液，控制其溫度為50°C~90°C，加入中和劑以調(diào)節(jié)pH值至6~8，反應(yīng)30min~90min，使溶液中汞離子完全轉(zhuǎn)化成氧化汞沉淀,而汞觸媒中毒物磷、硫仍保留于溶液中；再經(jīng)過(guò)濾，得到氧化汞濾餅，用鹽酸溶解即得到氯化汞溶液，用于氯化汞觸媒的制備。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種回收利用廢汞觸媒的方法，其特征在于:所述步驟(1)中，回收利用廢汞觸媒廢汞觸媒和水質(zhì)量比為1:2~1:6。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種回收利用廢汞觸媒的方法，其特征在于:所述步驟(2)中，中和劑為氫氧化 鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉固體或溶液。
【文檔編號(hào)】C01G13/04GK103803638SQ201410034603
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年1月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月25日
【發(fā)明者】邱運(yùn)仁, 閆升 申請(qǐng)人:中南大學(xué)