張文娟

（1.昆明冶金研究院，云南 昆明 650031；2.共伴生有色金屬資源加壓濕法冶金技術(shù)國家重點實驗室，云南 昆明 650031）

我國有色金屬礦石大多是硫化礦，含有大量的汞，汞是一種具有生物累積性的持久性有毒污染物，我國主要人為汞排放源有有色金屬冶煉煙氣和燃煤煙氣，其中有色金屬冶煉煙氣汞排放量達到84%，集中在鋅、鉛、銅的冶煉過程中。隨著經(jīng)濟建設(shè)的推進和對有色金屬產(chǎn)品需求的增加，汞污染問題日益嚴重。

1 冷凝法

冷凝法主要是通過特定冷凝器將煙氣中的貢集中冷卻，進行除貢操作，從而達到與煙氣分離的目的。用該方法不但可以實現(xiàn)煙氣貢的去除，也可以將貢進行回收。溫度是汞的蒸汽壓的主要影響因素，比如，汞在100℃時的飽和蒸汽壓是20℃時的200多倍。有色金屬在冶煉時氣溫較高，貢一般會以零價的形態(tài)存在，在煙氣進入除塵裝置時，通常要先進行降溫，達到設(shè)備要求水平，可以利用貢的蒸汽壓下降對煙氣進行冷凝去除。

2 吸附法

有色金屬冶煉煙氣經(jīng)過除塵、洗滌和冷卻后，貢濃度大約在1mg/m3～30mg/m3，其溫度降低到30℃～40℃，要利用大吸附劑對其進行回收，主要的吸附劑有活性炭、改性飛灰、鈣基吸附劑、硫改性礦物類吸附劑、金屬氧化物吸附劑等。有色金屬冶煉煙氣吸附法除汞技術(shù)有以下幾種。

2.1 硒過濾器法

硒過濾器法是利用硒對汞的親和性，將經(jīng)過硒浸泡過的多孔載體作為過濾元件，在煙氣進入吸附塔后通過硒過濾器，吸附飽和后再將過濾器中的汞回收為原料。硒過濾器法的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，除汞效率高，汞吸附量可以達到過濾器的10%～15%，缺點是容易受水汽影響，水汽在過濾器中凝結(jié)后，會降低吸附效率，并且HgSe的平衡蒸汽壓會限制出口煙氣汞濃度的理論值。

2.2 碳過濾器法

碳過濾器法的原理與硒過濾器法相似，不同點是將活性炭作為過濾元件。過濾器在使用前，必須先對碳進行活化處理，再讓有色金屬冶煉煙氣通過過濾器。由于汞吸附過程中會釋放大量熱量，因此在采用碳過濾器法時，要嚴格控制煙氣中的SO2濃度，防止碳過濾器的溫度過高，帶來安全隱患，碳過濾器在使用過程中，可以比進氣溫度高10℃～50℃。

2.3 多硫化鈉(Na2Sx)法

多硫化鈉法是將被多硫化鈉溶液浸泡過的焦炭作為吸附劑，有色金屬冶煉煙氣經(jīng)過吸附器時，煙氣中的CO2和SO2等酸性氣體與多硫化鈉反應(yīng)，生成硫化氫和活性硫，再繼續(xù)與汞反應(yīng)生成硫化汞。多硫化鈉法去除有色金屬冶煉煙氣中汞的效率較高，但煙氣中濃度過高，反應(yīng)生成的大量單質(zhì)硫會堵塞吸附器。

吸附法除汞效率較高，但是吸附劑的吸附容量一般較低，且吸附劑易中毒，一般僅適合處理含汞量低、相對濕度低的煙氣，當(dāng)含汞濃度較高時，處理后的煙氣含汞量難以達到排放標(biāo)準。

3 吸收法

吸收法是目前有色金屬冶煉煙氣治理的常用方法。

3.1 氯化汞吸收法（波立登-諾辛克除汞法）

氯化汞吸收法在吸收法中最具代表性。有色金屬冶煉煙氣經(jīng)過降溫、除塵、除霧等工序后再進入洗滌塔，將酸性氯化汞作為吸收液吸收煙氣中的零價汞(Hg0)，生成不溶于水的氯化亞汞沉淀，氯化亞汞可以直接作為產(chǎn)品銷售，也可以用氯氣氧化后生成氯化汞絡(luò)合物，實現(xiàn)吸收液循環(huán)利用。氯化汞吸收法的除汞效率可達到99%，排放氣體中汞濃度可控制在0.15mg/m3～0.2mg/m3，應(yīng)用較廣，但存在以下問題：吸收液中所用氯化汞同樣是劇毒品，使用量較大，存在較大的環(huán)境風(fēng)險。

3.2 碘絡(luò)合吸收法

碘絡(luò)合吸收法的原理是利用碘化鉀溶液與煙氣中汞蒸氣發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)吸收去除單質(zhì)汞，脫除吸收液中的SO2后再進行電解。這種方法的流程簡單，生成的單質(zhì)汞能夠回收，碘可以再生和循環(huán)利用，但存在除汞效率不穩(wěn)定、容易受SO2影響和能耗高等缺點。

3.3 高錳酸鉀吸收法

高錳酸鉀吸收法的原理是利用高錳酸鉀的強氧化還原電位，與將煙氣中的汞反應(yīng)生成氧化汞，同時生成二氧化錳，二氧化錳與汞發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，生成不溶于水的汞錳絡(luò)合物，氧化汞和汞錳絡(luò)合物采用絮凝沉淀方式進行沉降分離，含汞廢渣可燃燒處理。

3.4 硫酸軟錳礦吸收法

采用該方法時，有色金屬冶煉煙氣先與硫酸軟錳礦溶液接觸，煙氣中的Hg0被溶液中的二氧化錳吸附，然后與溶液中的硫酸反應(yīng)生成硫酸汞，再生成硫酸亞汞，最后，二氧化錳與硫酸亞汞反應(yīng)生成硫酸汞。硫酸汞不僅是能夠除去煙氣中汞的反應(yīng)物，也是反應(yīng)的最終產(chǎn)物，隨著反應(yīng)進行，硫酸汞的濃度不斷上升，除汞效果也不斷加強，除汞效率可達到96%左右。

3.5 漂白粉吸收法

漂白粉中的主要成分次氯酸鈣是一種強氧化劑，能夠氧化和吸收Hg0，其除汞工藝與硫酸軟錳礦吸收法相同，溶液中的次氯酸鈣先與Hg0反應(yīng)生成Hg2+或HgCl2，Hg2+或HgCl2再與Hg0反應(yīng)生成不溶于水的Hg2Cl2。這種方法的成本較低，設(shè)備簡單，但也容易受影響，一般在無硫含汞廢氣和實驗室中使用。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著環(huán)保工作的進行，有色金屬冶煉煙氣汞排放標(biāo)準更加嚴格。煙氣中的汞既是污染物，也是一種稀有資源，回收后可實現(xiàn)循環(huán)利用。

現(xiàn)有的汞排放控制技術(shù)大多是20世紀開發(fā)，各有利弊，急需改進和開發(fā)新技術(shù)，優(yōu)化整體工藝，開發(fā)更高效的吸收劑，實現(xiàn)汞的資源化利用。

[1]馬永鵬，杜京京，張新明，李亞松.有色金屬冶煉煙氣汞排放控制技術(shù)研究進展[J].廣州化工,2016(16):9-12.

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