[发明专利]一种用于去除和回收液相汞的吸附剂及其制备方法和使用方法

说明书

技术领域

本发明属环境保护领域的一种废水除汞技术，主要通过吸附剂上的金属离子与汞离子的交换，将液相中的汞离子吸附到吸附剂上，达到液相除汞的目的。

背景技术

由于具有持久性、易迁移性、生物累积性及高毒性等特点，汞污染已经引起国际社会的广泛关注。2013年1月联合国政府间谈判委员会通过了一项具有法律约束力的《国际防治汞污染公约》，将在全球范围内控制和减少汞排放。我国由于汞排放量较大，必将面临着严峻的履约压力。燃煤烟气和有色金属冶炼烟气被认为是最主要的两个汞的人为排放源。因此，这两个行业的汞排放控制技术备受关注。在燃煤烟气汞排放控制过程中，利用氧化手段将烟气中的零价汞转化为二价汞，然后再通过湿法脱硫工艺将二价汞吸收的技术是当前研究最热门的技术。虽然，该技术可以有效减少排放到大气的燃煤烟气中汞浓度，但势必会增加脱硫液中的汞浓度，将汞污染从大气转移至水体中。而在有色金属冶炼烟气净化工艺中，一般都会有湿法喷淋的工艺降低烟气温度。在湿法喷淋过程中不可避免地会将烟气中的二价汞转移到洗涤液中，造成洗涤废液中的汞浓度增高。还有其他涉汞行业，或多或少都会产生一些含汞的废液。这些含汞废液在排放之前一般都会经过一些必要的处理工序，以去除其中的重金属汞，为此也有许多相关的研究。如专利CN201110042926.3公开了一种投加硫化剂以及复合助剂使废水中Hg²⁺转变为HgS颗粒物沉淀的方法；专利CN96108886.9公开了一种负载碱金属或碱土金属硫化物的活性炭去除液态烃中的汞及其化合物的方法。但是当前废液中汞去除的方法大部分是利用活性炭将汞吸附去除，或是利用硫化物与汞的反应生成HgS沉淀以去除液相中的汞。但是吸附剂的吸附容量一般比较小，如果大量使用会造成运行费用高；而利用硫化物生成HgS的方法很难使汞和硫循环利用；而且如果处置不当，这些方法可能造成二次污染。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于去除和回收液相汞的吸附剂及其制备方法和使用方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于去除和回收液相汞的吸附剂，其特征在于，该吸附剂为负载在吸附剂载体上的纳米吸附剂，所述的纳米吸附剂在吸附剂载体上的负载量1～50wt％。

所述的纳米吸附剂为金属硫化物或金属硒化物纳米吸附剂。

所述的吸附剂载体为具有大的比表面积和孔容的材料，包括氧化铝、硅藻土、分子筛、凹凸棒土、沸石或活性炭。

一种用于去除和回收液相汞的吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、选取吸附剂载体；

第二步、配置高浓度的纳米吸附剂溶液；

第三步、将吸附剂载体浸渍于高浓度的纳米吸附剂溶液中，并通过搅拌纳米吸附剂溶液使其与吸附剂载体充分接触，利用静电引力或化学附着吸引大量纳米吸附剂进入吸附剂载体的孔道内并负载于其表面；

第四步、待到吸附剂载体与纳米吸附剂溶液混合1-3h后，通过过滤将吸附剂载体从纳米吸附剂溶液中分离出来，并于室温下干燥，得到吸附剂。

所述的高浓度的纳米吸附剂溶液是指由锌、铁、铝、钛、锰、钙中的一种或几种金属硫化物或硒化物所配置成的纳米吸附剂溶液，其浓度范围是0.1-10.0mol／L。

第三步所述的搅拌的速度为60转／分-300转／分。

步骤(4)所述的干燥的温度为15～30℃，将干燥后的吸附剂载体100-250℃下煅烧0.1-2.0h，形成稳定的纳米除汞吸附剂。

一种用于去除和回收液相汞的吸附剂的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：a.将制备好的纳米除汞吸附剂制作成过滤层对含汞离子的废液进行过滤处理，利用材料上的金属离子与汞离子的交换，将液相中的汞离子吸附到吸附剂上，达到液相除汞的目的；b.当过滤后的废液中汞含量达到一定值，即对纳米除汞吸附剂过滤层进行更换，并通过特殊的处理手段将吸附在吸附剂上的汞进行解吸和回收。

所述的含汞离子的废液以0.05-0.5m／s的流速通过由纳米除汞吸附剂制成的过滤层，废液在过滤层中的停留时间为10-120s；当过滤后的废液中汞含量达到相关排放标准限值的80-95％，即需要对纳米除汞吸附剂过滤层进行更换，更换下来富集大量汞的纳米除汞吸附剂在500-800℃温度下煅烧，将生成的硫化汞解吸出来，并将解吸出来的汞蒸汽在零下20-50℃温度下冷凝回收。