含汞廢棄物的處理及回收利用
摘 要:汞具有一些特殊的物理、化學(xué)性能,被廣泛的應(yīng)用,由此也造成大量的汞以廢棄物的形式進(jìn)入環(huán)境中造成污染。本文綜述了常見的含汞廢棄物中汞的回收途徑,對(duì)國內(nèi)外較先進(jìn)的含汞廢棄物的處理方法進(jìn)行了分析,并提出了汞污染防治的研究方向。
關(guān)鍵詞:汞;廢棄物;回收利用
1 引言
汞是一種銀白色的液體金屬,常溫下?lián)]發(fā)性很大,在空氣中的飽和濃度可達(dá)3.52~29.5mg/m3。由于汞具有一些特殊的物理、化學(xué)性能,所以廣泛的應(yīng)用在化工和石油化學(xué)工業(yè)、制藥、紙漿造紙、電器電子儀表等工業(yè)部門。我國每年實(shí)際產(chǎn)汞量約1100t,用汞總量為1100~1500t。如此廣泛的使用,每年全球散失于環(huán)境中的汞約為1.5×104~3.0×104t,以“廢氣、廢渣、廢水”三種途徑污染環(huán)境。
汞及其化合物都是有毒物質(zhì),可以通過各種途徑侵入人體,主要影響人的中樞神經(jīng),在一般情況下多為慢性中毒。它的毒性是累積的,其中無機(jī)汞主要積聚于內(nèi)臟,少量積聚于腦髓、皮膚和人體的其他部分。
2 含汞廢棄物的處理及回收利用
汞的危害問題早已被人們所認(rèn)識(shí),并已開發(fā)出多種物理、化學(xué)及微生物的處理方法。下面就幾種主要的含汞污染物的回收處理進(jìn)行討論。
2.1電池工業(yè)中汞的回收處理
根據(jù)汞、汞化合物以及銨化合物具有遇熱易分解且分解后物易于回收的特點(diǎn),有研究提出對(duì)廢舊鋅錳電池中汞、汞化合物和銨化合物作一次性集中回收處理工藝。這樣既可回收得到汞及銨化合物,同時(shí)又可以避免廢電池回收處理中汞的散失,為回收處理廢舊鋅錳電池提供便利。
2.2廢棄日光燈管內(nèi)汞的回收處理
根據(jù)中國照明網(wǎng)的數(shù)據(jù)顯示,2008年1~8月全國照明行業(yè)熒光燈產(chǎn)量20787萬只,相應(yīng)的用汞量很大。隨著節(jié)能熒光燈的使用量逐年遞增,隨之帶來的廢棄熒光燈的處置已經(jīng)成為一個(gè)日益迫切需要解決的問題。若能有效處理,不僅能夠解決廢棄熒光燈帶來的一系列環(huán)境問題,而且能使得熒光燈中大部分材料進(jìn)行回收、再生利用,可有效緩解部分資源緊張的問題。
2.3含汞廢觸媒中汞的回收處理
氯化汞觸媒主要作為催化劑用于電石法生產(chǎn)氯乙烯當(dāng)中,是將氯化汞溶于酸性溶液中,用活性炭吸附后干燥而得。一般氯化汞的使用壽命為9~12個(gè)月,被更換下來的觸媒中氯化汞含量大約為5%~7%。氯化汞觸媒的消耗一般在1.5~3kg/t,以2003年我國聚氯乙烯產(chǎn)量611.8萬t,電石法占60%計(jì),每年將產(chǎn)生4500~9000t含汞廢觸媒。
生產(chǎn)后的廢含汞觸媒吸附有大量氯化氫氣體,水溶液呈強(qiáng)酸性,并有水溶性汞溶于溶液中,具有浸出毒性和腐蝕性。由于廢氯化汞觸媒難于處理,一些化工廠只能將其庫存起來,或送給農(nóng)民用于土法煉汞,偷偷進(jìn)行土地掩埋,少部分為國有企業(yè)處理回收汞。
目前國外較好的廢氯化汞觸媒汞回收方法是:氯化揮發(fā)焙燒法。從氣相中以HgCl2形式回收汞,汞回收率可達(dá)97%~98%,廢觸媒含氯化汞可從處理前的4%左右降到處理后的0.05%左右,缺點(diǎn)是設(shè)施必須采用特殊防腐材料,投資、運(yùn)行成本高。
貴州省某汞礦冶煉廠對(duì)原有土法煉汞進(jìn)行異地技改,利用廢汞觸媒和其他含汞廢料,采用電熱焙燒的方法回收汞。其工藝流程主要包括:化學(xué)處理、脫水干燥、電熱回收、冷凝回收、廢渣及廢氣處理。含汞廢料一般含汞3% ~5%,采用臥式電熱回轉(zhuǎn)蒸餾爐,處理能力為240~300t/年,回收金屬汞86~114t/年,汞金屬回收率95%以上,汞蒸汽排放濃度<1. 0mg/m3,處理后廢渣含汞<0.005%。處理后的廢渣前期運(yùn)渣庫暫時(shí)堆存,以后經(jīng)適當(dāng)處理后作為再生資源利用。
2.4含汞廢水的處理
含汞廢水的危害早已被人們所認(rèn)識(shí),排入水體中的汞及其化合物,經(jīng)物理、化學(xué)及生物作用形成各種形態(tài)的汞,含汞達(dá)0.01~0.02mg/L的水能使魚類中毒,達(dá)0.03mg/L能使水生蟲類中毒,而人飲用含汞50mg/L的水會(huì)中毒致死。含汞廢水被認(rèn)為是世界上危害最大的廢水之一。目前針對(duì)含汞廢水開發(fā)了很多方法進(jìn)行處理。
(1)物理和化學(xué)法處理含汞廢水
處理含汞廢水的方法很多,但主要針對(duì)無機(jī)汞,對(duì)有機(jī)汞的處理方法目前尚處于研究階段。含汞廢水的處理及回收汞通常是同時(shí)考慮的,其傳統(tǒng)的處理方法主要有化學(xué)沉淀法、金屬還原法、活性炭吸附法、離子交換法、電解法等。
物理化學(xué)法處理含汞廢水的一個(gè)共同缺點(diǎn)是用于處理汞質(zhì)量濃度為1~100mg/L的廢水時(shí)往往操作費(fèi)用和原材料成本相對(duì)過高,經(jīng)濟(jì)上不合算。
(2)微生物法處理含汞廢水
微生物法處理含汞廢水主要分兩類:生物吸附法和生物強(qiáng)化法。微生物法與傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法相比,它具有以下優(yōu)點(diǎn):運(yùn)行費(fèi)用低,需處理的化學(xué)或生物污泥量少,去除極低濃度重金屬離子的廢液效率高,操作pH值及溫度范圍寬,高吸附率,高選擇性。并且,微生物法處理汞質(zhì)量濃度為1~100mg/L的廢水時(shí)特別有效,微生物法彌補(bǔ)了現(xiàn)有工藝不能將污水中汞離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)降至10-9級(jí)的不足,它將以其新穎、獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)受到越來越多的重視。
3 結(jié)語
目前我國環(huán)境保護(hù)事業(yè)正在蓬勃發(fā)展。然而,汞污染環(huán)境保護(hù)這方面卻還相對(duì)欠缺,沒有一個(gè)健全的污染控制機(jī)制,長期以來從事汞污染環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究的往往是根據(jù)多年積累的經(jīng)驗(yàn)對(duì)汞污染進(jìn)行管理和控制,但是這些方法依然存在許多弊端,汞仍然是環(huán)境的重要污染因素之一。因此加強(qiáng)對(duì)汞污染控制的研究工作就顯得十分的迫切。
然而,無論采取何種技術(shù),無論效率高低,但都是在含汞廢棄物產(chǎn)生之后采取的應(yīng)對(duì)措施,最關(guān)鍵的應(yīng)是減少含汞廢棄物中汞的濃度。因此必須進(jìn)行生產(chǎn)工藝的改革,做到生產(chǎn)過程中不用汞或少用汞,降低汞的排放量。
參考文獻(xiàn):
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