[发明专利]可再生硫化氢改性天然磁铁矿吸附剂、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种可再生硫化氢改性天然磁铁矿吸附剂、制备方法及其应用。所述的吸附剂是通过对主要成分为Fe₃O₄的天然磁铁矿进行硫化氢预处理改性，在其表面生成活性硫物质，提升其零价汞吸附能力。本发明采用来源广泛、绿色经济的原料，通过简单易行的方法制备出具有强磁性、优异零价汞吸附性能、可循环利用等特点的天然矿物吸附剂，并且在含有大量水和二氧化硫的环境中仍可以表现出优异的零价汞吸附性能，抗水抗硫性好，可以适用于以燃煤电厂烟气为代表的固定源零价汞净化领域。

技术领域

本发明属于吸附剂材料技术领域，涉及一种可再生硫化氢改性天然磁铁矿吸附剂，具体涉及一种用于吸附净化气体中零价汞的可再生H₂S改性天然磁铁矿吸附剂、制备方法及其应用。

背景技术

尽管煤中汞含量较低，但由于燃煤消费使用量巨大，燃煤汞排放对于生物环境和人类健康造成了极大影响，因此控制燃煤汞污染排放已经迫在眉睫，开展燃煤汞污染控制技术的相关研究显得十分必要。

汞在燃煤烟气中主要以单质汞(Hg⁰)、氧化态汞(Hg²⁺)以及颗粒态汞(Hg_p)三种形式存在，其中单质汞挥发性高、水溶性低，是最难控制的形态。目前国际上控制燃煤电厂零价汞排放的技术主要有SCR+FGD联用技术和活性炭吸附技术。由于我国燃煤普遍具有低氯高硫的特点，极大地降低上述两种控制技术的净化效率，同时容易造成严重的二次污染，因此上述两种控制技术在实际应用中受到很大限制。

为了提高脱汞效率、减少二次污染，研究人员致力于开发新型高效吸附剂。其中天然矿石类吸附剂因其储量丰富、低廉易得等特性被人们广泛关注([1]杨士建.磁性铁基尖晶石对气态零价汞的化学吸附研究[D].上海:上海交通大学,2012；[2]Liao Y,et al.Thecentralized control of elemental mercury emission from the flue gas by amagnetic rengenerable Fe–Ti–Mn spinel[J].Journal of hazardous materials,2015,299:740-746.)。磁铁矿是常见的天然矿石，其主要的成分为Fe₃O₄。天然磁铁矿具有一定的零价汞吸附能力，同时因具有磁性可以实现分离回收。但其吸附容量有限，而且抗水抗硫性较差，直接应用于燃煤烟气汞排放控制面临成本高昂等诸多问题(Liao Y,etal.Recyclable Naturally Derived Magnetic Pyrrhotite for Elemental MercuryRecovery from Flue Gas[J].Environmental ScienceTechnology,2016,50(19):10562-10569.)。

发明内容

为了提升天然磁铁矿低温吸附零价汞的性能，本发明提供一种可再生硫化氢改性天然磁铁矿吸附剂、制备方法及其应用。本发明利用硫化氢预处理的方式对天然磁铁矿进行改性，在其表面生成活性硫，极大程度地提升了低温零价汞吸附性能，同时兼具磁性可以实现分离回收。

本发明的技术方案如下：

可再生硫化氢改性天然磁铁矿吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

将天然磁铁矿粉末压成薄片，研磨，过筛，得到40～60目的天然磁铁矿，置于300℃的H₂S气体中处理，自然冷却后得到H₂S改性天然磁铁矿吸附剂。

优选地，所述的天然磁铁矿选自主要成分为Fe₃O₄的矿石。

优选地，所述的压成薄片时的压力为10～20MPa。

优选地，所述的处理时间为1～2h。