[发明专利]一种气态汞吸附剂的制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种气态汞吸附剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将活性炭与浓硫酸混合，熟化，过滤，洗涤，得到改性活性炭；(2)将硫脲和金属盐混合成金属硫脲混合溶液；其中，金属硫脲混合溶液中的金属离子为铜离子和/或铁离子；(3)将所述改性活性炭和所述金属硫脲混合溶液进行混合浸渍，浸渍完成后对所得物料进行真空干燥，即获得所述气态汞吸附剂。并公开了该气态汞吸附剂在高硫冶炼烟气中对气态汞吸附。本发明制备的气态汞吸附剂可以同时吸附烟气中气态单质汞和二价汞，且具有优异的抗硫性，在二氧化硫浓度较高时仍具有较高的汞脱除效率。

技术领域

本发明属于吸附剂领域，尤其涉及一种适合于有色冶炼高硫烟气中气态汞的吸附剂。

背景技术

汞是一种对人类健康和生态环境危害巨大的重金属，如何控制大气汞的排放已经成为全球关注的热点之一。我国是大气汞排放大国，其中有色冶炼行业是我国主要的大气汞污染排放源之一，因此降低有色金属冶炼行业大气汞排放已经成为我国汞污染控制的重点。

在高温燃烧过程中，燃料或矿石中大部分汞与硫等元素挥发进入烟气中，形成高硫含汞冶炼烟气。目前针对冶炼烟气中汞的脱除主要采用协同脱除工艺，即在烟气余热回收、除尘、湿法净化、烟气制酸、烟气脱硫等处理工艺中协同脱除，但在协同脱汞过程中，汞会分散在烟气、烟尘、污酸等介质中，增加了汞排放节点和后续控制难度，因此，高效集中捕获气态汞成为控制汞污染的主要研究方向。

中国专利ZL201510811049.X公开了一种脱汞复合催化剂的制备方法及其应用，其使用三氧化二铝作为载体，钯和氯化铜作为催化活性成分，烟气中单质汞的高效氧化，但该方法使用贵金属作为活性成分，材料成本高，且催化后的氧化态汞仍需要处理。中国专利ZL201610944690.5中公布了一种复合高活性脱汞吸附剂的制备方法，其应用氯化铜改性飞灰并在凹凸棒土上负载氧化铜，从而实现单质态汞的高效吸附，但是其易受高浓度二氧化硫的影响。针对有色冶炼行业，亟需开发新型的抗硫、高效、廉价的吸附材料实现高硫气氛下汞的高效吸附脱除。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种从高硫冶炼烟气中高效捕获气态汞吸附剂的制备方法，该方法可实现高硫冶炼烟气中气态汞的直接选择性吸附。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种气态汞吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将活性炭与浓硫酸混合，熟化，过滤，洗涤，得到改性活性炭；

(2)将硫脲和金属盐混合成金属硫脲混合溶液；其中，金属硫脲混合溶液中的金属离子为铜离子或铁离子；

(3)将所述改性活性炭和所述金属硫脲混合溶液进行混合浸渍，浸渍完成后对所得物料进行真空干燥，即获得所述气态汞吸附剂。

上述的制备方法，优选的，所述步骤(1)中，浓硫酸与活性炭的体积比为2：1，熟化温度为75～85℃，熟化时间为10～15min。

上述的制备方法，优选的，所述步骤(2)中，金属硫脲混合溶液中金属离子和硫脲的摩尔比为1:(2～4)。

上述的制备方法，优选的，所述步骤(3)中，金属硫脲混合溶液和改性活性炭的体积比为(1～3):1，浸渍时间为10～30min。

本发明还提供一种由上述制备方法制备得到的气态汞吸附剂在高硫冶炼烟气中对气态汞吸附的应用，将高硫冶炼烟气通入填充有金属硫脲配合物改性活性炭吸附剂的固定床反应器中进行汞的吸附；或者在烟气湿法洗涤收尘工艺前端将气态汞吸附剂喷入烟气中进行汞的吸附。

上述的应用，优选的，所述气态汞吸附剂捕获气态汞过程中温度为40～120℃。

上述的应用，优选的，所述气态汞包括气态单质汞和气态二价汞。