[发明专利]一种硫化铜脱汞剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及脱汞剂技术领域，具体涉及一种硫化铜脱汞剂的制备方法。

背景技术

众所周知，汞是一种有毒物质，因其在生物体内具有累积效应和难以降解的特性，使得汞污染问题受到越来越多的重视。目前，大气中的汞主要来自于燃煤和垃圾焚烧过程中的排放，同时汞在工业上的应用也十分广泛，如在冶金、电子、化工等生产过程中也会有汞蒸气的释放，而汞的存在形态主要有三种，分别为气态单质汞(Hg⁰)、氧化态汞(Hg²⁺)以及颗粒态汞(Hg^P)，其中颗粒态汞(Hg^p)可通过微粒控制设备脱除，氧化态汞(Hg²⁺)可以通过湿式洗涤或SO₂控制设备脱除，而气态单质汞(Hg⁰)因其熔点低、挥发性高且难溶于水，很难被捕获，直接排放则会对环境造成极大危害。因此，如何有效治理Hg⁰污染已成为当前亟需解决的问题之一。

现有技术已有使用硫化铜作为脱汞剂的相关报道，例如中国专利文献CN101500690A公开了一种脱汞剂，包含金属硫化物、载体材料、第一粘结剂和第二粘结剂，其中金属硫化物优选为硫化铜，载体可以是Y-氧化铝，第一粘结剂为水泥粘结剂，第二粘结剂是长径比＞2的高长径比粘结剂。该脱汞剂的制备方法包括：(1)在水的存在下将能形成金属硫化物的金属化合物与载体材料、第一粘结剂和第二粘结剂混捏以形成微粒状的吸收剂前体材料，(2)干燥吸收剂前体材料，(3)硫化前体材料以使金属化合物形成金属硫化物。上述技术在固固混捏过程中加入了带有孔隙结构的载体，在一定程度上可以增加吸收剂前体的孔容和比表面积，但由于固固混捏是在一定压力下进行的，会造成载体的孔道堵塞和结构破坏，导致脱汞剂的汞容和脱汞精度均较低；并且混捏过程还使得脱汞剂的堆密度较大，在运输和装填过程中易于造成脱汞剂的破裂，导致脱汞成本较高。

另外，由于硫化铜难以购置，加之市售的硫化铜的脱汞性能不甚理想，因此上述技术通过采用能形成硫化铜的碱式碳酸铜为原料，与载体、粘结剂成型后再经硫化处理制得硫化铜，而硫化过程所使用的硫化剂若处理不当则极易残留在脱汞剂前体内堵塞孔道，并且残留的硫化剂还会在脱汞剂使用时溶解在物料中，从而对物料及后续工艺造成污染；即便使用那些不会发生残留的硫化剂如硫化氢、硫化铵等，但又存在着硫化成本高、毒性大、味道难以忍受、影响正常生产的缺陷。综上所述，如何改进硫化铜脱汞剂的制备工艺以克服现有技术存在的上述不足，是本领域尚未解决的一个技术难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术在制备硫化铜脱汞剂时所存在的有毒有味、硫化剂残留的问题及现有工艺制得的硫化铜脱汞剂所存在的脱汞精度差、汞容小、堆密度大的问题，进而提供一种脱汞精度高、汞容大、堆密度小的硫化铜脱汞剂的绿色环保的制备方法。

为此，本发明实现上述目的的技术方案为：

一种硫化铜脱汞剂的制备方法，包括如下步骤：

将硫化铜粉体、粉状载体及无机粘结剂混合形成混合物；以所述混合物的总质量计，所述硫化铜粉体的含量为5-20％，所述粉状载体的含量为50-90％，所述无机粘结剂的含量为5-30％；其中所述硫化铜粉体的晶粒度小于100nm、且粒度大于100目；

向所述混合物中喷洒有机粘结剂水溶液，并滚球成型，得球形物；所述有机粘结剂水溶液的用量为所述混合物质量的20％-40％；

对所述球形物进行干燥处理，即得所述硫化铜脱汞剂。

所述粉状载体的粒度大于200目、比表面积大于150m²/g、孔容大于0.3ml/g。

所述粉状载体为Y-Al₂O₃、活性炭或分子筛中的一种或多种。

所述无机粘结剂为粒度大于100目的水泥。

所述水泥为粒度大于200目的硅酸盐水泥。

所述硫化铜粉体、粉状载体及无机粘结剂的质量比为1∶8∶1。

所述有机粘结剂水溶液为质量浓度为1-5％的CMC或田箐胶的水溶液。

在110-120℃下对所述球形物进行干燥处理直至所述球形物的含水率降低至3％以下，得到所述硫化铜脱汞剂。

所述硫化铜脱汞剂的粒径为1-6mm。

所述硫化铜脱汞剂的粒径为1.5-2.5mm。

本发明的上述技术方案具有如下优点：