锌冶炼中汞的回收利用

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1、.锌冶炼中汞的控制王辉肖康（株洲冶炼集团股份有限公司）汞是一种毒性极强的环境污染物，能在大气中存在并能长距离迁移，已经被定义为全球性污染物。因此，如何预防、控制和解决汞污染问题，是一项具有全球意义的重要任务。工业实践表明：有色金属冶炼工业，特别是锌冶炼业，是一个重要的大气汞污染源。西方发达国家在炼锌过程中有严格的污染物控制措施，大气汞污染得到了有效的遏制。但在我国，大多数锌冶炼企业没有进行烟气汞的回收。据国际铅锌研究小组(ILZSG)统计：2010年全球精炼锌产量达1276.4万吨，而我国2010年精锌总产量占到了三分之一以上。虽然我国的锌

2、产量连续19年位居世界第一，但相关的汞污染防治研究却相对滞后。近年来我国锌冶炼向大气排汞的问题已经引起了国际争议，而且冶炼过程中排放的汞对局部生态系统会产生重要影响，因此锌冶炼过程中释放汞所造成的环境问题已经越来越受到人们的关注和重视。1汞的来源及其走向现在世界上的锌冶炼厂所处理的矿物原料，90％以上是硫化锌精矿，其次是氧化锌矿以及其他二次含锌物料。硫化锌精矿通常含有微量的汞，主要以辰砂的形态存在。株冶曾经对进厂硫化锌精矿进行过普查，各矿山产锌精矿含汞波动范围在＜0.0001～0.0345%，平均含汞0.0044%。我国广东省和西北地区产锌

3、精矿含汞尤高，如广东凡口铅锌矿产锌精矿含汞0.022%、广东乐昌矿产锌精矿含汞0.0345%，陕西凤县产锌精矿含汞0.012%。进口锌精矿平均含汞0.0031%。从硫化锌精矿中提取金属锌的冶炼方法分火法和湿法两种，湿法也叫电解法。两种方法的共同之处在于，他们都需要氧化步骤（焙烧或烧结），以便除去硫化锌原料中的硫；他们都需要还原步骤（电解、鼓风炉熔炼、电热熔炼或竖罐处理），以便把氧化锌还原为金属形态；他们都需要精炼步骤，以便将杂质除去，得到高纯锌锭。世界上大多数锌冶炼厂首先采用流态化焙烧炉对微细的硫化锌精矿进行流态化焙烧，将精矿中硫化锌氧化为

4、氧化锌以便下一步处理，同时产出高浓度的二氧化硫烟气送硫酸工序制取硫酸。其反应为ZnS+1.5O2==ZnO+SO2………………………………⑴锌精矿流态化焙烧就是在高温下（800～1150℃）利用具有一定气流速度的空气自下而上通过炉内矿层，使固体颗粒被吹动，相互分离而呈悬浮状态，达到固体颗粒（锌精矿）与气体氧化剂（空气）的充分接触，以利化学反应的进行。在电锌厂，焙砂产物经浸出、净化、电解、铸型等工序制成锌锭。在焙烧条件下，硫化锌精矿中的辰砂（HgS）与其他硫化物不同，辰砂直接生成金属汞，而不是氧化物和硫酸盐。其反应为HgS+O2==Hg+SO

5、2…………………………………⑵工业实践表明：进入焙烧炉的混合硫化锌精矿通常含有0.001～0.02%的汞。在高温冶炼过程中，炉料中的汞几乎全部会转变成金属汞蒸汽进入烟气中。30～40%来自焙烧过程的汞会冷凝，或与烟气中的其他成分重新化合，形成不溶于水的化合物。在烟气进入硫酸车间之前，这种汞粒子或汞化合物会在常规气体净化和冷却装置中分离出来，进入污酸渣。60～70%的汞蒸汽会以金属蒸汽形态通过常规气体冷却和净化系统。如果不采取进一步措施，这部分汞蒸汽将被硫酸捕集或进入大气中。这种...硫酸不能用于其主要的应用领域，即生产化肥。近年来，有关标准

6、变得越来越严格。硫酸中汞含量可接受的上限是1克/吨，而现在许多用户要求的上限是0.5克/吨。2锌冶炼烟气除汞方法为了保护环境和获得高品质硫酸，必须对焙烧烟气中的汞进行控制和回收。汞的回收有许多方法，采用得最多的是波利顿—挪威锌法。它将汞捕集到甘汞溶液（氯化汞）中，然后再将气体转化成三氧化硫送去制硫酸。奥托昆普脱汞法是用热硫酸分三段洗涤炉气，此工艺的腐蚀极为严重，维修费用十分昂贵。另外一些脱汞法允许汞先留在硫酸中，然后再加以去除。波利顿法对于低浓度汞十分有效：酸被稀释到75％后，加入硫代硫酸钠，使汞以硫化汞的形式沉淀下来。安中冶炼厂和韶冶用碘

7、化钾沉汞（由于日本的法规严格，此工艺分成两段），三井的彦岛冶炼厂则用铝沉淀汞。实施任何脱汞的工艺都将增加生产成本，但一般说来不是特别高，大约1～5美元/吨锌。挪威锌的方法是增幅最小的。⑴直接冷凝法。它适合含汞特别高的锌精矿，如我国葫芦岛锌厂曾采用这种方法处理含汞0.1%的锌精矿。冶炼烟气经电除尘器后，温度降到50～300℃，烟气汞浓度为300-500毫克/立方米。先进入第一洗涤塔，吸取大部分尘埃并把温度降到58～60℃，再送入石墨气液间冷器，80%的汞蒸气在此冷凝成液汞和汞炱，烟气温度降到30℃以下，然后进入洗涤塔，进一步脱去金属汞和汞炱后

8、，送入制酸烟气系统，处理后烟气含汞量为50毫克/立方米，净化率为80～90%。⑵碘络合－电解法。韶关冶炼厂曾采用碘络合－电解法回收汞，其工艺分为吸收和电解两部分。吸收工艺是将净化