[发明专利]一种回收利用废汞触媒的方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及电石法生产PVC中以活性炭为载体的废汞触媒回收利用技术，尤其是一种酸化-超声协同脱附耦合过滤，以回收利用废汞触媒的方法。

背景技术

聚氯乙烯(PVC)具有优异的耐热性、耐磨性、抗化学腐蚀性等特点，被广泛应用于工业、建筑、农业等行业中，是我国第一大通用型合成树脂材料。制备方法一般分为两种：电石法和乙烯法。由于我国石油资源短缺，煤炭资源丰富，电石法生产的PVC占主要分额，约占PVC总量的70%。氯化汞触媒（俗称汞触媒）作为电石法生产PVC中乙炔和氯化氢气体合成氯乙烯(VCM)的催化剂，是以活性炭作载体、氯化汞为活性物质，将氯化汞负载于活性炭表面。汞触媒在使用一定时间后，其活性下降需进行更换，更换下来的废汞触媒，一般含氯化汞2%～5%左右。汞触媒失效的主要原因有（1）高温时HgCl₂升华，使氯化汞含量大大降低。（2）原料气中的磷、硫使汞触媒中毒。（3）生产原料中杂质覆盖于触媒表面或堵塞触媒孔道。由于HgCl₂有剧毒，具有挥发性、又溶于水，因此更换下来的汞触媒若长期堆放或储存，易造成环境污染和安全隐患。并且，我国汞资源日益枯竭，每年需大量进口。因此，高效回收利用废汞触媒，既可防止汞进入环境从而对人体健康造成危害，又可获得具有巨大的经济效益。

废汞触媒的回收利用主要有以下几种方法：“复盐法”，用NaCl在盐酸存在下处理废汞触媒，使HgCl₂形成Na₂HgCl₄复盐而被洗脱，再用甲醛将此复盐还原成金属汞，进行回收。该工艺虽然易于操作、设备要求不高，但只能回收60%的HgCl₂，存在HgCl₂回收率低的缺点。“高温法”，先将废汞触媒进行化学预处理，将HgCl₂转化为氧化汞，然后再将其置于金属罐内，加热至700℃～800℃，使之分解为汞蒸气，再经冷凝以回收得到金属汞。该方法存在设备要求高、能耗高等缺点。另外，专利CN102962033A公开了一种同步回收废汞触媒中的氯化汞、金属盐和活性炭的方法，将废汞触媒干燥后，加热至350℃～800℃，进行干馏得到氯化汞蒸气，再结合冷凝和水溶液吸收回收废汞触媒中的氯化汞，然后用热水浸泡结合通入空气鼓泡驱出活性炭微孔中的沉积物，恢复活性炭空隙，再经干燥回收活性炭、过滤回收金属盐。由于氯化汞蒸气对设备的腐蚀性大，必须采用特殊防腐材料，存在能耗高、设备要求高、运行成本高等缺点。

本发明提供一种采用酸化-超声协同脱附、耦合过滤以回收利用废汞触媒的方法：通过控制一定的酸性条件，实现活性炭上附着物的酸化脱附，结合超声产生的空化作用、强烈冲击和高速射流促使负载于活性炭表面的氯化汞以及中毒物磷、硫脱离活性炭表面，同时使堵塞于活性炭孔道的污染物得以脱离，然后趁势过滤，或在超声场中过滤，使从活性炭表面脱离的氯化汞和磷、硫杂质与活性炭得以及时分离。过滤得到的含汞滤液，加入中和剂，使溶液中汞离子完全转化成氧化汞沉淀，过滤得到氧化汞滤饼，用盐酸溶解即得到氯化汞溶液，从而有效去除了磷、硫杂质。

本发明克服了高温回收汞工艺中存在的能耗高、产生的汞蒸气或氯化汞蒸气对设备的腐蚀性大以及“复盐法”汞回收率低等缺点，具有工艺简单、运行成本低、汞回收率高等优点。

发明内容

本发明提供一种回收利用废汞触媒的方法，其特征包括以下步骤：

（1）将废汞触媒加入水中，控制温度为70℃～95℃，搅拌下进行热溶预处理。预处理后，调节pH值为1～3，在70℃～95℃温度下，经10min～60min超声处理后趁势过滤，或在超声场中过滤，使从活性炭表面脱离的氯化汞和磷、硫杂质与活性炭得以及时分离。

（2）过滤后，得到的活性炭经洗涤、筛分后，用于氯化汞触媒的制备；得到的含汞滤液，控制温度为50℃～90℃，加入中和剂调节pH值至6～8，反应30min～90min，使溶液中汞离子完全转化成氧化汞沉淀，而汞触媒中毒物磷、硫仍保留于溶液中。经过滤，得到氧化汞滤饼，用盐酸溶解即得到氯化汞溶液，可用于氯化汞触媒的制备。

本发明的突出特点如下：

1）采用酸化-超声协同脱附、耦合过滤以回收利用废汞触媒的方法。通过酸化-超声处理，能使氯化汞和中毒物磷、硫较彻底地脱离活性炭表面，同时可清除活性炭孔道的积碳，有利于活性炭载体的再利用；同时，实现了氯化汞与磷、硫杂质的分离，得到了触媒用氯化汞溶液，确保了废汞触媒的高效利用。