汞及其化合物具有剧毒,炼汞过程中产生的尾气若未经妥善处理直接排放,会对生态环境及周边居民健康导致非常严重威胁。为有效控制汞污染,实现绿色生产,采用硫酸 - 软锰矿吸收法结合废气吸收塔对炼汞尾气做处理是一种高效可行的方案。
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炼汞尾气成分复杂,除含有大量汞蒸气外,还夹杂着二氧化硫、粉尘等杂质。汞蒸气因其高挥发性与毒性,极低浓度下即能长期累积危害;二氧化硫会引发酸雨等环境问题;粉尘则影响空气质量及后续处理设备正常运行,故尾气处理需综合考量多成分协同净化。
硫酸 - 软锰矿吸收法基于氧化还原反应。软锰矿(主要成分二氧化锰)在酸性环境下具有强氧化性,与尾气中汞蒸气接触时,发生如下反应:
通过该反应,汞由零价被氧化为二价汞离子,进而生成硫酸汞沉淀,被捕集于吸收液中,实现汞从气相到液相的高效转移,同时二氧化硫也会与吸收液反应被部分脱除,降低尾气酸性。
:宜选用填料塔作为废气吸收塔主体。填料塔气液接触充分,传质效率高,能确保尾气与硫酸 - 软锰矿悬浊液良好交互。填料可选陶瓷规整填料,耐高温、耐酸碱腐蚀,比表面积大,利于气液分散附着,强化反应过程。
:塔体采用碳钢内衬聚四氟乙烯材质,抗汞腐蚀且机械强度满足工业运行要求。塔高依据气相传质单元数及实际工况确定,一般在 5 - 10 米间,保证尾气有足够停滞时间,通常停留时间设计为 2 - 5 秒,使反应尽量趋衡转化率;塔径依处理气量而定,按空塔气速 0.5 - 1.5 米 / 秒核算,防止气速过高造成液泛或过低影响处理效率。
:塔顶设除雾器,多采用丝网除雾或折板除雾,降低尾气夹带液滴量,减少吸收液损失与后续设备堵塞风险;塔底设锥形封头,便于沉淀废渣排出,定期清理以防堵塞布液管,布液系统采用莲蓬头式或多孔管式,确保吸收液均匀喷洒于填料层。
:炼汞尾气先经旋风除尘器,利用离心力去除大部分粉尘颗粒,粉尘收集后可返回汞矿冶炼流程回收有价金属;接着进入喷淋洗涤塔,用水喷淋初步降温、洗脱部分易溶性杂质及少量汞,洗涤后尾气湿度增加但温度降至 40 - 60℃,利于后续硫酸 - 软锰矿吸收稳定进行。
:预处理尾气从废气吸收塔底部进入,由下向上穿过填料层;硫酸 - 软锰矿悬浊液经泵从塔顶打入,沿填料表面下流,气液逆流接触。在此过程中,汞蒸气及剩余二氧化硫与吸收液持续反应,生成产物混入吸收液,吸收液定期部分外排至沉淀槽处理,补充新配悬浊液维持吸收活性。
:吸收后尾气再经二级活性炭吸附装置,深度吸附残余微量汞,确保尾气汞排放达国家环保标准(汞排放浓度低于 0.01mg/m³);净化尾气最终经引风机排入大气,引风机选型依据系统阻力与风量适配,保障尾气稳定输送排放。
:定期监测吸收液硫酸浓度、锰离子含量及汞含量,硫酸浓度维持在 10% - 20%,依消耗适时补加浓硫酸;锰离子依反应消耗适量补充软锰矿粉,确保氧化活性;当吸收液汞含量接近饱和(约 5 - 10g/L),及时外排至沉淀槽,投加絮凝剂沉淀汞渣,清液回用配液。
:每月停塔检查清理填料,清除积垢杂物,防止堵塞影响气液分布;检查塔内构件腐蚀状况,尤其布液管、除雾器,及时修复更换受损部件;风机定期换油、检查叶轮动平衡,保障稳定运行,降低故障停机风险。
硫酸-软锰矿吸收法结合废气吸收塔是一种有效的炼汞尾气处理方案,能够明显降低尾气中的汞含量,保护自然环境和人类健康。然而,该方法的成功实施需要精确的操作控制和后续的汞化合物处理。通过一直在优化工艺参数和处理流程,硫酸-软锰矿吸收法将在汞污染控制中发挥更大的作用。
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