[发明专利]一种废液除汞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，主要在高比表面积和孔容的材料上直接合成负载金属硫化物或金属硒化物纳米吸附剂，制备高吸附容量的除汞吸附剂。使用过程中利用吸附剂上的金属离子与废液汞离子的交换，将其吸附到吸附剂上，达到液相除汞的目的。

背景技术

研究表明，汞已经成为了全球性的污染物，对人类健康和环境造成了明显的危害。为此，2013年在联合国140多个国家经过多年谈判，终于通过了一项具有法律约束力的《国际防治汞污染公约》，将在全球范围内监控和限制含汞产品的生产和贸易，同时控制和减少汞的排放。随着工业发展，汞在许多行业都得到了广泛的应用，如医疗器械制造业、电器设备制造业、化学品制造业、印刷业等行业都在使用汞或含汞产品，由此也产生了大量的汞污染物。在使用和生产过程中产生的含汞污染物大都以烟气、废水或固废等形式排放。其中，针对烟气脱汞的主流方法是采用烟气汞形态调控，将烟气中的零价汞转化为二价汞，然后通过湿法洗涤系统将二价汞吸收去除。这样虽然可以有效去除烟气中的汞，但同样会产生大量含汞废水。而固废处理过程中同样会产生许多含汞废水。这些含汞废水如果不加处理就直接排放，必然对环境造成严重污染。

当前针对含汞废水的处理一般依靠添加活性炭将其吸附，或添加化学试剂与汞反应生成毒性更低的硫化汞，或使用螯合剂将废水中的汞固化等。如专利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；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。但这些吸附剂、化学试剂反应速度较慢，也成本较高。同时废水中的汞最终以固废的形式抛弃，无法做到回收利用。这既可能由于固废中汞的释放造成二次污染，又会造成汞资源的浪费。因此，针对含汞废水的处理，应该既考虑高效去除废水中的汞或汞化合物，又能考虑对废水中汞的回收资源化利用。

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废液除汞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：一种废液除汞吸附剂，其特征在于，该吸附剂为吸附剂载体浸渍于金属硫化物或金属硒化物纳米吸附剂反应前驱体溶液中反应进行反应制得，其中纳米吸附剂在吸附剂载体上的负载量为1～50wt％。

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、沸石或活性炭等。

一种废液除汞吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、选取吸附剂载体；

第二步、配置金属硫化物或硒化物纳米吸附剂的反应前驱体溶液；

第三步、将吸附剂载体浸渍于金属硫化物或金属硒化物纳米吸附剂的反应前驱体溶液中，调节反应温度为30～100℃，使吸附剂载体与反应前驱体液混合1-3小时，利用反应前驱体的反应生成金属硫化物或金属硒化物纳米吸附剂并沉积在吸附剂载体的表面；

第四步、通过过滤将吸附剂载体从反应前驱体溶液中分离出来，并放置于室温下干燥，得到除汞吸附剂。

所述的金属硫化物或硒化物纳米吸附剂的反应前驱体溶液为金属反应前体、硫或硒反应前体和有机配体配制而成的混合液，该混合液中金属反应前体的浓度为0.1-10.0mol/L，硫或硒反应前体的浓度为0.1-10.0mol/L，有机配体的浓度为0.1-10.0mol/L。

所述的金属反应前体包括锌、铁、铝、钛、锰、钙的金属盐或金属氧化物；所述的硫或硒反应前体包括硫、硒单质或化合物；所述的有机配体包括有机胺、巯基化合物或有机酸。

所述的反应前驱体溶液为有机溶液体系或pH值范围是2-14的水溶液体系。

步骤(4)所述的干燥的温度为15～30℃，将干燥后的吸附剂载体在100-250℃进行煅烧，形成稳定的除汞吸附剂。

一种废液除汞吸附剂去除及回收废液中汞的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：a.将制备好的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.当除汞吸附剂上的汞含量达到一定值，即对除汞吸附剂过滤层进行更换，并将吸附剂上的汞进行解吸和回收。