【摘要】：旨在控制全球汞污染的《關(guān)于汞的水俁公約》已于2017年8月正式生效。作為全球最大的汞排放國(guó),我國(guó)面臨著嚴(yán)峻的履約壓力。在我國(guó)主要的人為汞排放源中,有色金屬冶煉煙氣的汞排放比重大,且具有汞濃度高、SO_2濃度高等特點(diǎn),現(xiàn)有的煙氣汞控制技術(shù)工藝無(wú)法滿足日趨嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。因此,亟待針對(duì)有色金屬冶煉行業(yè)的煙氣汞展開去除與回收技術(shù)的研究。本研究針對(duì)煙氣中高濃度零價(jià)汞和洗滌到廢水中二價(jià)汞的減排與回收技術(shù)需求,分別研究了以硫酸汞體系和碘體系的零價(jià)汞吸收技術(shù)及廢水中高選擇性的汞吸附回收技術(shù)。本文取得主要研究結(jié)果如下:1.針對(duì)當(dāng)前Boliden-Norzink體系(氯化汞體系)對(duì)煙氣零價(jià)汞去除效率不足的問題,本文研發(fā)了以硫酸汞為活性吸收組分的新吸收體系。結(jié)果表明,硫酸汞吸收體系對(duì)零價(jià)汞的吸收效率可達(dá)96.3%,明顯高于氯化汞體系,其零價(jià)汞的吸收容量及利用效率均高于氯化汞體系。研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)煙氣中的SO_2會(huì)明顯抑制硫酸汞體系對(duì)零價(jià)汞的吸收效率,其對(duì)液相汞離子的還原作用大大地降低了煙氣總汞的回收率。2.針對(duì)有色煙氣高濃度SO_2對(duì)吸收液中二價(jià)汞的還原問題,本文提出了基于硫碘循環(huán)的硫/汞同步吸收新工藝。I_2是碘體系吸收零價(jià)汞有效成分,添加KI和HI能促進(jìn)I_2溶解從而提高I_2脫汞性能,其中I_2+HI體系和I_2+KI體系初始去除效率分別為96.2%和93.7%。提高I_2濃度能提高去除效率;提高KI濃度能提高吸收容量;高溫系統(tǒng)、SO_3~(2-)、H~+和SO_2存在都會(huì)降低零價(jià)汞吸收,SO_4~(2-)和NO_3~-影響不大。碘體系同樣對(duì)煙氣中的SO_2具有很好的吸收氧化效果,可將吸收液中的SO_3~(2-)和HSO_3~-迅速轉(zhuǎn)化為SO_4~(2-),從而明顯減緩了由于體系吸收SO_2從而導(dǎo)致的汞離子還原再釋放現(xiàn)象,并實(shí)現(xiàn)了煙氣中硫/汞的同步吸收。3.針對(duì)洗滌降溫過(guò)程中從煙氣轉(zhuǎn)移到污酸廢水中的二價(jià)汞,本文研制了基于離子交換的ZnS納米吸附劑,探究了其對(duì)汞的吸附特性及在多種重金屬并存時(shí)的吸附選擇性。結(jié)果顯示,ZnS納米吸附劑對(duì)汞離子的吸附符合Langmuir吸附模型和準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。在含有多種重金屬離子如Hg~(2+)、Cu~(2+)、Pb~(2+)和Cd~(2+)的廢水處理中,ZnS納米吸附劑也優(yōu)先選擇吸附Hg~(2+)。Hg~(2+)相對(duì)于Cu~(2+)、Pb~(2+)和Cd~(2+)的分離系數(shù)分別為1329.2、45464.0和210910.9。因此,利用ZnS納米吸附劑可以有效地去除和回收洗滌廢水中的汞離子。
【圖文】：

表 1-1 鋅、鉛和銅冶煉廠汞排放形態(tài)分布[28]Table 1-1 The Hg distribution of zinc, lead and copper smeltersHg0Hg2+Hg2.95 t 4.71 t 0.402.82 t 2.76 t 0.290.39 t 0.63 t 0.05我國(guó)有色金屬冶煉的汞排放現(xiàn)狀，選擇以某典型鋅有色金屬冶在冶煉工藝流程分析基礎(chǔ)上，分析冶煉工藝和大氣污染控制措，進(jìn)而總結(jié)有色金屬冶煉汞排放特征和有色金屬冶煉煙氣的特-9 顯示的火法鋅冶煉工藝流程圖，冶煉原料多為硫化礦物，伴煉階段，系統(tǒng)溫度能達(dá)到 850℃[33]，，Hg-O 和 Hg-S 被破壞[34]，在這個(gè)階段進(jìn)入冶煉煙氣中；然后冶煉煙氣進(jìn)入余熱鍋爐，通如靜電除塵 ESP）。在此之后，含有高濃度 SO2的煙氣[33]進(jìn)入制如果 SO2濃度過(guò)高時(shí)，會(huì)另安裝脫硫系統(tǒng)（FGD）進(jìn)行脫硫處

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文（2） 碘吸收體系脫汞性能研究通過(guò)吸收零價(jià)汞有效成分篩選和吸收液、環(huán)境和煙氣等三方面影響因素研究，完善碘吸收體系對(duì)有色金屬冶煉煙氣中零價(jià)汞的去除性能評(píng)價(jià)，為進(jìn)行硫酸汞-碘混合體系吸收硫汞混合煙氣性能研究提供基礎(chǔ)。（3） ZnS 納米材料選擇性吸附回收汞離子研究通過(guò) XRD、TEM 和 BET 等方法對(duì) ZnS 納米材料進(jìn)行表征，分析 ZnS 納米材料的吸附潛力，深入考察 ZnS 納米材料對(duì)有色金屬冶煉污酸中重金屬（單一組分）的去除效果和吸附機(jī)理。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)富集到含有多種重金屬有色金屬冶煉污酸中的汞離子，利用累積吸附實(shí)驗(yàn)和離子交換實(shí)驗(yàn)進(jìn)行 ZnS 納米材料在多種重金屬溶液中選擇性吸附回收汞離子研究。1.4.3 技術(shù)路線本課題的研究技術(shù)路線如圖 1-11 所示：
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X758

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2589106