废汞触媒中汞的湿法解吸与紫外光分解研究

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废汞触媒由生产聚氯乙烯过程产生的,是一种有毒的固体废弃物。汞及汞的化合物对人体和环境都有着极大的伤害。随着汞污染问题得到越来越多的关注,如何处理废汞触媒已成为重要的环保课题。在传统工业上,通常使用火法冶炼来除去汞,但工艺成本成本高且污染环境。本课题采用湿法解吸体系进行汞的解吸,并利用紫外光分解解吸液回收汞。湿法解吸工艺成本低且可以大规模工业应用。为了有效的解吸废汞触媒中的汞,首先需准确地测量出废汞触媒中的总汞。通过本论文分析比较使用微波消解法前处理样品后的溶液,然后使用原子吸收分光光度计(AAS)进行精确测量。论文研究结果如下:废汞触媒中汞的定量分析研究结果表明:使用微波消解法可将废汞触媒中的汞消解化后使用AAS进行测量分析。当取样量为0.4 g,消解时间为0.5 h,最高消解温度为180℃时测得废汞触媒中的汞含量为4.04%。湿法解吸体系下对废汞触媒汞解吸的研究结果表明:硫代硫酸钠与亚硫酸钠混合体系下的汞解吸率明显高于其他钠盐体系下的汞解吸率,当解吸条件为:解吸时间为6 h,解吸温度为55℃,搅拌强度为200r/min,液固比为100:1,硫代硫酸钠浓度为1 mol/L,亚硫酸钠浓度为1 mol/L时,废汞触媒中汞的解吸率最高,达到91.00%。在硫代硫酸钠和亚硫酸钠混合体系对废汞触媒汞多次解吸的实验结果表明:(1)第一次解吸反应在前10 min速率较快,此后随着时间的延长汞的解吸率缓慢增加达到最高点后保持不变,最终解吸率为91.10%;(2)第二次解吸6h之后解吸率为8.40%,表明大部分的汞在第一次解吸后基本被解吸;(3)第三次解吸率只有0.20%,表明经两次解吸已经将汞解吸完全。当解吸液循环利用解吸时:(1)第一次解吸反应在前10 min速率较快,此后随着时间的延长汞的解吸率缓慢增加达到最高点后保持不变,最终解吸率为89.40%;(2)第二次解吸时反应也是在前10 min速率较快,此后随着时间的延长汞的解吸率缓慢增加达到最高点后保持不变,最终解吸率为93.60%;(3)第三次解吸反应同前两次解吸相同,最终解吸率为91.50%。说明在当解吸液循环利用时,可以有效解吸新的废汞触媒,且废汞触媒解吸率不会下降。紫外光分解解吸液的实验结果表明:在探究解吸液的电子光谱中发现,当解吸液浓度不变时,光谱的波形图中长波的波宽会随着汞离子的增加而增加,故可用此方法来判断紫外光实验中解吸液中的汞随光照时间的变化程度,并利用紫外光照射解吸液从而引发歧化反应将汞回收,汞的回收利用率达到82.70%。
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