[发明专利]测定脱硫副产物中汞的赋存状态的方法

说明书

技术领域

本发明属于环保化工技术领域，具体涉及一种测定脱硫副产物中汞的赋存状态的方法。

背景技术

近年来，大气汞污染问题日益成为国际社会重点关注的全球性环境问题，关于控制汞污染的呼声日益高涨。在人类活动中，煤炭燃烧是造成汞排放的主要原因之一。据统计，从1995到2003年我国燃煤烟气排放的汞从202t增加到了257t，到2010年更是达到了580t。因此，燃煤所产生的汞排放量很高，导致国内的汞污染问题日益突出。

为降低除汞成本，充分利用现有烟气脱硫装置进行同步除汞的综合控制技术，已经成为我国的主要发展方向之一。该技术将排放进入大气中的汞转入脱硫渣中，使得进入脱硫副产物（如脱硫石膏）中的汞含量进一步增加。研究表明脱硫石膏中汞的含量要远高于天然石膏，脱硫石膏或制品中汞的含量为0.04-1.5mg/kg，而天然石膏中的汞含量仅有0.00095mg/kg左右，如果这部分Hg逸出，则势必会对环境造成二次污染。欧、美、日等工业发达国家对脱硫副产物的应用已达到规模化程度，例如用脱硫石膏生产建筑石膏、纸面石膏板、粉刷石膏、石膏砌块、石膏空心条板、石膏矿渣板以及作为生产水泥的缓凝剂使用等。在农业应用方面，脱硫副产物中含有的钙化合物有利于作物的生长和提高作物产量，并对土壤起中和或调节作用。中国对脱硫石膏的综合利用才刚刚起步，主要用于石膏板生产和水泥行业，另外在粉刷石膏、石膏粉、农业、矿山填埋及公路路基回填材料等领域也有所应用，利用率约为45%。这些副产物在堆放和后期资源化利用过程中，其中的汞在物理、化学和生物等作用下会释放进入大气、地下水和土壤中，造成二次污染。

汞的赋存状态是影响脱硫副产物中汞释放、迁移、转化的重要因素，国内外采用Tessier和BCR以及其改进方法提取土壤和沉积物中不同形态的重金属，但并不适应于脱硫副产物。燃煤过程中有机态汞会转化成气态零价汞或颗粒态汞，导致进入脱硫副产物中汞的形态必然异于土壤和沉积物，弄清楚这个问题不仅能有效评价脱硫副产物在堆放处置和综合利用过程中Hg的二次污染问题，而且有助于了解燃煤过程中Hg的形态转化，进一步改善燃煤烟气Hg的控制技术。因此，提供一种简单、有效提取脱硫副产物中汞赋存状态的方法，将帮助我们准确预测脱硫副产物综合利用过程中的潜在环境风险。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种测定脱硫副产物中汞赋存状态的方法，该方法简单易行，重现性强，操作简便。

测定脱硫副产物中汞的赋存状态的方法，包括如下步骤：

（1）取研磨过筛的待测样品，加入去离子水，搅拌后恒温振荡30min，静置8h，离心后取上清液过滤后测定液体中汞含量，该含量为水溶态汞含量，残渣干燥；

（2）取步骤(1）的残渣，加入0.1M的CH₃COOH和0.2M的HCl,搅拌后恒温振荡30min,静置8h，离心后取上清液过滤后测定液体中汞含量，该含量为弱酸可提取态汞含量，残渣干燥；

（3）将步骤(2）中剩余的残渣加入30%（w/v）的H₂O₂溶液，然后再加入1.5ml浓HCl，室温下浸泡8h，离心后取上清液过滤后测定液体中汞含量，该含量为可氧化态的汞含量，残渣干燥；

（4）将步骤（3）中的残渣加入王水溶液，100℃下消解2h，消解液过滤后测定液体中汞含量，该含量为残渣态的汞。

进一步的，

所述步骤（1）提取的水溶态汞，主要包括HgCl₂、HgNO₃、HgSO₄等，液固比1：5-10g/ml；

所述步骤（2）提取的弱酸可提取态汞，主要是HgCO₃和部分HgO等，液固比1：5-10g/ml；

所述步骤（3）提取的可氧化态的汞，主要是零价汞和难降解的有机汞，样品和H2O2质量体积比1：10-20g/ml；

所述步骤（4）提取的残渣态的汞，主要是HgS和晶格态汞，液固比1：5-10g/ml。

进一步的，所述脱硫副产物主要包括湿法脱硫石膏，干法脱硫灰和半干法脱硫灰。

进一步的，所述步骤（1）样品需过60-100目筛。

进一步的，所述步骤（1）-（3）中要求的离心条件为4000-5000rpm，离心时间10-20min。

进一步的，所述步骤（1）-（3）残渣冷冻干燥，以去除水分并降低固体损失。

进一步的，所述步骤（1）-（3）浸提温度为10-30℃。