焙燒回收法處理含汞固廢危廢的試驗研究

1固廢危廢的固廢處理固廢（危險）中的汞對人類健康、生態(tài)平衡和環(huán)境有嚴重危害。防止污染和環(huán)境保護已引起人們的廣泛關(guān)注。因此，世界上所有國家都制定了含鉛“三廢”的排放標準。因此,多數(shù)與汞接觸的行業(yè)都正在向無汞作業(yè)轉(zhuǎn)化,如:采用隔膜和離子膜電解生產(chǎn)燒堿;美國、法國等其它國家也都對接觸汞的工業(yè)和生產(chǎn)工藝技術(shù)進行了限制;我國的燒堿、制藥行業(yè),也都紛紛進行了調(diào)整。但對于暫時無法調(diào)整為無汞作業(yè)的行業(yè),研究固廢(危廢)的處理,是防治汞污染的重要內(nèi)容。目前,我國含汞危險廢棄物有嚴格的標準和處理措施。對汞含量高的廢棄物,可由汞生產(chǎn)行業(yè)或危廢處理單位集中收集,回收處理,焙燒回收法是可采用的方法之一。本文通過試驗,將固廢(危廢)進行焙燒,并冷凝回收汞,在試驗的基礎(chǔ)上,得到了汞的遷移情況和處理固廢(危廢)的關(guān)鍵工藝技術(shù)參數(shù)。經(jīng)過處理后的含汞固廢(危廢),再進行硫化處理、穩(wěn)定化處理,可大大減少了汞浸出對環(huán)境的污染。該方法煙氣處理設(shè)施也適用于其它綜合廢棄物焚燒處理過程煙氣中汞的去除,如:實驗室可燒廢棄物處理通常焚燒爐配套除汞設(shè)施。2后整理后的汞蒸汽蒸發(fā)汞在常溫下熔點為-38.87℃,沸點為356.73℃,汽化熱為13.905kcal/mol,其揮發(fā)性較大,而且揮發(fā)速度隨溫度升高而急劇增加。因此,可將固體廢物中的汞通過焙燒升溫使汞蒸發(fā)出來。汞蒸汽比空氣重約6倍,20℃時密度為13.546g/cm3,易凝結(jié),易與水分離。因此可用冷凝方法將汞蒸汽進行冷凝回收。利用活性炭的活性吸附低濃度含汞廢氣,通?？苫厥占s3%的汞,飽和濃度為3.4mg/m3。3測試3.1主要試驗裝置RX3-30-9箱式電阻爐(焙燒爐);SPB-300水噴射真空冷凝泵;多級夾套冷凝裝置;水噴淋裝置;汽液分離器;活性炭吸附裝置。3.2試驗對象汞含量為2%,5%,10%的含汞固廢。3.3試驗工藝試驗工藝流程框圖如下圖所示。3.4提高汞回收率3.4.1汞蒸氣與水蒸汽、空氣等的混合氣體經(jīng)過多級冷凝和分離,有利于提高汞回收率。3.4.2夾套冷凝管內(nèi)的冷卻水流向與含汞混合氣體流向呈逆向流動,冷凝效果好。3.4.3采用水噴射真空冷凝器,含汞混合氣體可與水進一步直接接觸,減少尾氣中汞的濃度。3.5控制參數(shù)電阻爐內(nèi)壓力:-50～-100Pa電阻爐功率:30kw冷凝管出口氣體溫度:15℃～25℃4試驗結(jié)果與討論4.1焙燒過程參數(shù)本文采用正交試驗確定處理含汞固廢的最佳工藝技術(shù)參數(shù),其影響試驗結(jié)果的因素確定為焙燒溫度、焙燒時間和廢渣中汞含量。正交試驗安排表如表1所示。表中:A1=2%A2=5%A3=10%B1=500℃B2=600℃B3=700℃C1=4hC2=5hC3=6h(A:廢物中汞含量;B:焙燒溫度;C:焙燒時間。)按以上正交表進行試驗,其試驗結(jié)果及極差分析如表2所示。由表2中極差R的計算結(jié)果可知,各影響因素的主次為B、A、C,即焙燒過程中,焙燒溫度的影響最大,固廢(危廢)中汞含量的影響次之,焙燒時間的影響最小。當焙燒溫度為500℃時,焙燒后固廢(危廢)中殘留汞含量大于0.005%;當焙燒溫度為600℃時,焙燒后殘留固廢(危廢)中汞含量小于0.0015%;當焙燒溫度為700℃時,焙燒后殘留固廢(危廢)中汞含量與600℃時相差不大。因此,從試驗可以得出:對于汞含量小于10%的固廢(危廢),最佳焙燒工藝參數(shù)為焙燒溫度600℃,焙燒時間5h。采用最佳焙燒工藝參數(shù)進行了重復(fù)性試驗,殘留固廢(危廢)中汞含量均小于0.0015%,固廢中汞的殘留量下降到很低水平,如果焙燒后段提高爐溫,廢渣呈玻璃體結(jié)構(gòu),將實現(xiàn)穩(wěn)定化處理。4.2工藝參數(shù)對回收率的影響試驗中,用水噴射真空冷凝系統(tǒng)將焙燒爐內(nèi)的汞蒸汽引進多級夾套冷凝管、水噴淋裝置和汽液分離器,并收集冷凝的汞,計算回收率,其結(jié)果如表3所示。從表中可知,經(jīng)多級夾套冷凝管逐級冷凝、水噴淋裝置水洗和汽液分離后,汞的回收率平均可達95%左右,如果工藝參數(shù)控制得當,回收率還可提高。這說明汞蒸汽易隨物料中的水蒸汽一起進行蒸發(fā),遇低溫也易冷凝,加之汞的密度大,故易于收集。4.3加入硫酸亞鐵用于水噴淋裝置的含汞循環(huán)廢水,試驗結(jié)束后用硫化鈉法進行處理合格后外排。加入硫化鈉的同時,也加入一些硫酸亞鐵,不僅去除了過剩的硫離子,而且生成的硫化亞鐵顆粒較大,它吸附極細的硫化汞粒子,起到共沉淀作用。取樣分析,當廢水中汞含量達到GB8978—1996《污水綜合排放標準》要求時,進行排放。4.4活性炭吸附裝置的吸附效率經(jīng)冷凝分離后的含汞尾氣用活性炭吸附進行凈化?；钚蕴吭谘b置中的堆放厚度為50mm左右,炭層截面風(fēng)速控制在1000m3/m2·h。試驗中連續(xù)取樣分析活性炭吸附前、后氣體中汞含量,其結(jié)果如表4所示。從表中可以看出,含汞混合氣體經(jīng)多級夾套、水噴淋、汽液分離等冷凝和分離后,進活性炭吸附裝置前汞含量為0.50mg/m3以下,經(jīng)活性炭吸附后,汞含量基本在0.015mg/m3以下,達到排放標準GB16297—1996的要求?；钚蕴康奈叫瘦^高,達到90%以上,這是由于活性炭粒度較小,含汞尾氣與活性炭接觸的表面積較大;另外,活性炭的堆放厚度較厚,使含汞尾氣與活性炭表面接觸的時間也較長。因此凈化效果比較理想。4.5汽液分離后得到的回收從表5中可以看出,廢物中的汞經(jīng)焙燒后有95%左右蒸發(fā)出來,該氣體經(jīng)多級夾套冷凝管冷凝、水噴淋裝置水洗和汽液分離后得到回收;有4%左右損失在系統(tǒng)中(包括活性炭中);尾氣排放的汞可忽略不計;焙燒后廢物中殘留的汞達到ppm級。這說明采用焙燒工藝將廢物中的汞蒸發(fā),再采用多級夾套冷凝管、水噴淋裝置和汽液分離器等對汞蒸汽進行冷凝、分離,效果是明顯的,同時,整個系統(tǒng)的汞的遷移去向是清楚的。5焙燒或燒蝕工藝5.1用焙燒工藝將固廢(危廢)中的汞變?yōu)楣羝?再用逐級冷凝方