一種微波加熱處理廢氯化汞觸媒的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微波加熱處理廢氯化汞觸媒的方法，屬于廢氯化汞觸媒的回收再利用技術(shù)。首先將廢氯化汞觸媒依次進(jìn)行微波低溫干燥、微波中溫加熱得到脫汞廢觸媒和HgCl2蒸汽；脫汞廢觸媒進(jìn)行微波高溫活化得到再生的汞廢觸媒用活性炭，HgCl2蒸汽經(jīng)冷凝、加水溶解后得到汞廢媒用氯化汞溶液；汞廢觸媒用活性炭在汞廢媒用氯化汞溶液中浸漬制備得到新的氯化汞觸媒。本發(fā)明通過采用通過低溫干燥、中溫蒸餾氯化汞和高溫活化再生活性炭的三段式微波加熱的處理方式，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)氯化汞的高效回收和活性炭的再生。
【專利說明】
一種微波加熱處理廢氯化汞觸媒的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種微波加熱處理廢氯化汞觸媒的方法，屬于廢氯化汞觸媒的回收再利用技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]聚氯乙烯(PVC)是世界上第二大被使用的塑料，工業(yè)上一般采用氯乙烯(VCM)來合成PVC，而合成VCM有兩種方法，一種是以煤炭為原料的乙炔氫氯化法，另一種是以石油為原料的乙烯氧氯化法，由于我國(guó)是個(gè)缺油多煤的國(guó)家，所以乙炔氫氯化法一直是主要的生產(chǎn)VCM的方法，所占比例已超過70%。乙炔氫氯化法是采用乙炔和氯化氫反應(yīng)而生成VCM，該反應(yīng)需要使用負(fù)載于活性炭上的氯化汞(氯化汞觸媒)作為催化劑，氯化汞觸媒在使用一段時(shí)間后，由于HgCl2含量的下降、催化劑中毒以及碳沉積等原因會(huì)導(dǎo)致其催化活性下降而不得不被更換下來，因此也就形成大量廢氯化汞觸媒，一般廢氯化汞觸媒中HgCl2的含量為2%?4%。由于HgCl2屬于劇毒性危險(xiǎn)化學(xué)物品，可以溶于水，又具有揮發(fā)性，大量的廢氯化汞觸媒如果處置不當(dāng)，將會(huì)對(duì)環(huán)境構(gòu)成極大的危害。再加之目前國(guó)內(nèi)汞資源的匿乏，因此，將廢氯化汞觸媒進(jìn)行回收再利用將具有巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
[0003]早期，對(duì)廢氯化汞觸媒的處置主要采用堆存和固化的方法，甚至還有些工廠采取天鍋地灶的方法回收汞，這很容易對(duì)環(huán)境構(gòu)成二次污染。目前，工業(yè)上應(yīng)用得比較多的處理廢氯化汞觸媒的方法主要包括有兩種，一種是針對(duì)回收汞的化學(xué)預(yù)處理-焙燒法，另一種是針對(duì)回收氯化汞的高溫升華法?；瘜W(xué)預(yù)處理-焙燒法可以高效回收廢氯化汞觸媒中的汞，但是該方法具有工藝流程復(fù)雜和能耗高等缺點(diǎn)。高溫升華法對(duì)汞的回收率比較高，但是由于濕的氯化汞蒸汽和汞蒸汽具有強(qiáng)烈的腐蝕性，又加之高溫條件，使得幾乎沒有任何金屬材料能抵抗如此強(qiáng)烈的腐蝕，所以對(duì)處理設(shè)備的要求相當(dāng)苛刻。專利CN102962033A公開了一種同步回收廢汞觸媒中氯化汞、金屬鹽和活性炭的方法，即先將廢汞觸媒在80°C下進(jìn)行干燥，再將干燥后的廢觸媒置于外壁用油浴或電加熱至溫度達(dá)350?700°C的干餾爐內(nèi)，在負(fù)壓情況下，利用N2帶出蒸餾出的HgCl2,經(jīng)冷凝后回收HgCl2,再對(duì)活性炭采用熱水浸泡結(jié)合鼓入空氣的方法對(duì)活性炭進(jìn)行活化再生，最后經(jīng)過濾后回收金屬鹽，經(jīng)干燥后回收活性炭。但是由于氯化汞蒸汽對(duì)設(shè)備的腐蝕性大，需采用特殊防腐材料，因此存在運(yùn)行成本高和設(shè)備要求高的缺點(diǎn)。專利CN104138767A公開了一種三級(jí)活化后再生廢氯化汞觸媒的新方法，SP先將廢氯化汞觸媒投入到再生活化爐中在100?200°C下進(jìn)行低溫碳化;然后向活化再生爐中加入二氧化碳和水蒸氣進(jìn)行蒸汽活化;最后使用稀鹽酸對(duì)廢氯化汞觸媒進(jìn)行溶劑活化以除去微量雜質(zhì)；該技術(shù)可以使廢氯化汞觸媒得到有效的回收再利用，但是為了保證廢氯化汞觸媒的再生效率，仍需在活化之前對(duì)廢氯化汞觸媒進(jìn)行篩分以清除細(xì)碎不完整的廢觸媒并進(jìn)行相應(yīng)處理，此外在活化過程中也存在氯化汞受熱揮發(fā)的問題。專利CN103803638A提出了一種“酸化-超聲波協(xié)同脫附”的新方法來再生廢氯化汞觸媒，即先將廢氯化汞觸媒進(jìn)行攪拌熱溶預(yù)處理;再調(diào)節(jié)PH至I?3，在70?95°C下，經(jīng)超聲波處理后過濾，使廢氯化汞觸媒中的氯化汞和硫、磷等雜質(zhì)與活性炭得以分離;過濾后得到的活性炭在洗滌和篩分后可重新用于制備新觸媒;得到的濾液經(jīng)中和后可使汞離子轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸恋?，?jīng)過濾后可得到氧化汞濾餅;再用鹽酸溶解氧化汞濾餅便可得到氯化汞溶液，可用于制備新氯化汞觸媒。該方法存在處理過程復(fù)雜、試劑消耗量較大等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及不足，本發(fā)明提供一種微波加熱處理廢氯化汞觸媒的方法。本發(fā)明通過采用通過低溫干燥、中溫蒸餾氯化汞和高溫活化再生活性炭的三段式微波加熱的處理方式，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)氯化汞的高效回收和活性炭的再生。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0005]—種微波加熱處理廢氯化汞觸媒的方法，其具體步驟如下:
(1)微波低溫干燥:首先將廢氯化汞觸媒在溫度為50?20(TC條件下微波低溫干燥5?20min；
(2)微波中溫加熱:經(jīng)步驟(I)微波低溫干燥后，在惰性氣體保護(hù)下，控制系統(tǒng)真空度為
0.001?0.0910^，在溫度為200?400°(:條件下微波中溫加熱5?1201^11得到脫汞廢觸媒和HgCl2蒸汽;
(3)將步驟(2)得到的HgCl2蒸汽經(jīng)冷凝、加水溶解后得到汞廢媒用氯化汞溶液；
(4)微波高溫活化:將步驟(2)得到的脫汞廢觸媒在通入活化氣體、溫度為500?800°C微波高溫活化10?10min得到再生的汞廢觸媒用活性炭；
(5)將步驟(4)得到的汞廢觸媒用活性炭在步驟(3)得到的汞廢媒用氯化汞溶液中浸漬制備得到新的氯化汞觸媒。
[000?] 所述步驟(I)中廢氯化萊觸媒中HgCh的含量為2wt%?5wt%。
[0007]所述步驟(4)中活化氣體為水蒸氣或二氧化碳，通入量為0.01?100L/h。
[0008]上述微波加熱過程中控制微波加熱功率為50?3000W，上述廢氯化汞觸媒加熱時(shí)被放置于內(nèi)膽為石英密閉裝置的微波爐腔體內(nèi)。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
(I)本發(fā)明通過采用通過低溫干燥、中溫蒸餾氯化汞和高溫活化再生活性炭的三段式微波加熱的處理方式，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)氯化汞的高效回收和活性炭的再生。整個(gè)工藝流程采用微波加熱的方式，處理過程清潔環(huán)保，由于微波選擇性和快速加熱的特點(diǎn)，可以克服傳統(tǒng)加熱方式中傳熱效率慢和過程能耗高的問題。
[0010](2)通過在微波腔體內(nèi)采用密閉石英材質(zhì)內(nèi)膽作為容器，可有效避免常規(guī)工藝中汞和氯化汞蒸汽對(duì)設(shè)備的腐蝕問題。
[0011](3)本工藝具有流程簡(jiǎn)單、處理時(shí)間短、過程清潔環(huán)保、能耗低和HgCl2回收再利用率高等優(yōu)點(diǎn)，具有極大的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0014]實(shí)施例1
如圖1所示，該微波加熱處理廢氯化汞觸媒的方法，其具體步驟如下:
(1)微波低溫干燥:首先將10g廢氯化汞觸媒(廢氯化汞觸媒中HgCl2的含量為4wt%)在溫度為50°C條件下微波低溫干燥20min;
(2)微波中溫加熱:經(jīng)步驟(I)微波低溫干燥后，在惰性氣體保護(hù)下，控制系統(tǒng)真空度為
0.09MPa，在溫度為400°C條件下微波中溫加熱5min得到脫汞廢觸媒和HgCl2蒸汽；
(3)將步驟(2)得到的HgCl2蒸汽經(jīng)冷凝、加水溶解后得到汞廢媒用氯化汞溶液；
(4)微波高溫活化:將步驟(2)得到的脫汞廢觸媒在通入活化氣體、溫度為800°C微波高溫活化1min得到再生的汞廢觸媒用活性炭;其中活化氣體為水蒸氣，通入量為100L/h;
(5)將步驟(4)得到的汞廢觸媒用活性炭在步驟(3)得到的汞廢媒用氯化汞溶液(濃度為15mg/L)中浸漬12h制備得到新的氯化汞觸媒。
[0015]實(shí)施例2
如圖1所示，該微波加熱處理廢氯化汞觸媒的方法，其具體步驟如下:
(1)微波低溫干燥:首先將10g廢氯化汞觸媒(廢氯化汞觸媒中HgCl2的含量為5wt%)在溫度為200°C條件下微波低溫干燥5min;
(2)微波中溫加熱:經(jīng)步驟(I)微波低溫干燥后，在惰性氣體保護(hù)下，控制系統(tǒng)真空度為
0.0OlMPa，在溫度為200°C條件下微波中溫加熱120min得到脫汞廢觸媒和HgCl2蒸汽；
(3)將步驟(2)得到的HgCl2蒸汽經(jīng)冷凝、加水溶解后得到汞廢媒用氯化汞溶液；
(4)微波高溫活化:將步驟(2)得到的脫汞廢觸媒，在通入活化氣體、溫度為500°C微波高溫活化10min得到再生的汞廢觸媒用活性炭；其中活化氣體為二氧化碳，通入量為
0.01L/h；
(5)將步驟(4)得到的汞廢觸媒用活性炭在步驟(3)得到的汞廢媒用氯化汞溶液(濃度為5mg/L)中浸漬20h制備得到新的氯化汞觸媒。
[0016]實(shí)施例3
如圖1所示，該微波加熱處理廢氯化汞觸媒的方法，其具體步驟如下:
(1)微波低溫干燥:首先將10g廢氯化汞觸媒(廢氯化汞觸媒中HgCl2的含量為2%)在溫度為150°C條件下微波低溫干燥15min;
(2)微波中溫加熱:經(jīng)步驟(I)微波低溫干燥后，在惰性氣體保護(hù)下，控制系統(tǒng)真空度為
0.0lMPa，在溫度為300°C條件下微波中溫加熱40min得到脫汞廢觸媒和HgCl2蒸汽；
(3)將步驟(2)得到的HgCl2蒸汽經(jīng)冷凝、加水溶解后得到汞廢媒用氯化汞溶液；
(4)微波高溫活化:將步驟(2)得到的脫汞廢觸媒，在通入活化氣體、溫度為700°C微波高溫活化50min得到再生的汞廢觸媒用活性炭;其中活化氣體為二氧化碳，通入量為lL/h;
(5)將步驟(4)得到的汞廢觸媒用活性炭在步驟(3)得到的汞廢媒用氯化汞溶液(濃度為50mg/L)中浸漬6h制備得到新的氯化汞觸媒。
[0017]以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種微波加熱處理廢氯化汞觸媒的方法，其特征在于具體步驟如下: (1)微波低溫干燥:首先將廢氯化汞觸媒在溫度為50?200°C條件下微波低溫干燥5?20min； (2)微波中溫加熱:經(jīng)步驟(I)微波低溫干燥后，在惰性氣體保護(hù)下，控制系統(tǒng)真空度為0.001?0.0910^，在溫度為200?400°(:條件下微波中溫加熱5?1201^11得到脫汞廢觸媒和HgCl2蒸汽; (3)將步驟(2)得到的HgCl2蒸汽經(jīng)冷凝、加水溶解后得到汞廢媒用氯化汞溶液； (4)微波高溫活化:將步驟(2)得到的脫汞廢觸媒在通入活化氣體、溫度為500?800°C微波高溫活化10?10min得到再生的汞廢觸媒用活性炭； (5)將步驟(4)得到的汞廢觸媒用活性炭在步驟(3)得到的汞廢媒用氯化汞溶液中浸漬制備得到新的氯化汞觸媒。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波加熱處理廢氯化汞觸媒的方法，其特征在于:所述步驟(I)中廢氯化汞觸媒中HgCl2的含量為2wt%?5wt%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波加熱處理廢氯化汞觸媒的方法，其特征在于:所述步驟(4)中活化氣體為水蒸氣或二氧化碳，通入量為0.0I?100L/h。
【文檔編號(hào)】B01J38/06GK105944769SQ201610332424
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月19日
【發(fā)明人】張利波, 劉超, 彭金輝, 葉乾旭, 馬愛元
【申請(qǐng)人】昆明理工大學(xué)