阅读说明：本技术 一种无害化处理后的废汞触媒活性炭的再生方法 (Regeneration method of waste mercury catalyst activated carbon after harmless treatment ) 是由 李海龙 杨琴 张明光 杨建平 屈文麒 于 2019-09-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种无害化处理后的废汞触媒活性炭的再生方法,属于废汞触媒的回收再利用技术领域。本发明将无害化处理后的废汞触媒中的活性炭先置于盐酸溶液中振荡,盐酸溶液浓度为0.2~0.8 mol/L,振荡时间为0.5~4 h；过滤后置于隔氧环境中升温至650~850℃,维持0.5~4 h,冷却得到再生活性炭。本发明提供的化学再生与热再生相结合的处理工艺所需设备简单,再生时间短,再生效果好,采用较低成本即可实现废汞触媒中活性炭的再生利用,具有明显的经济效益与环保意义。(The invention discloses a method for regenerating activated carbon of a waste mercury catalyst after innocent treatment, which belongs to the technical field of recycling of the waste mercury catalyst.A hydrochloric acid solution is put into the activated carbon in the waste mercury catalyst after innocent treatment for oscillation, the concentration of the hydrochloric acid solution is 0.2 ~.8 mol/L, the oscillation time is 0.5 ~ h, the activated carbon is put into an oxygen-isolated environment after being filtered and heated to 650 ~ ℃ for 0.5 ~ h, and the regenerated activated carbon is obtained after cooling.)

一种无害化处理后的废汞触媒活性炭的再生方法

技术领域

本发明属于废汞触媒的回收再利用技术领域，具体涉及一种无害化处理后的废汞触媒活性炭的再生方法。

背景技术

汞触媒是电石法生产聚氯乙烯（PVC）不可或缺的部分，其用作PVC生产中乙炔和氯化氢气体合成氯乙烯（VCM）的催化剂。汞触媒的生产是以活性炭作载体、氯化汞为活性物质，将氯化汞负载于活性炭表面。汞触媒在使用一定时间后，其活性下降需进行更换，更换下来的废汞触媒，一般依然含有2％～5％左右的氯化汞。而氯化汞剧毒，极易挥发，且易溶于水，若将更换下来的汞触媒直接进行丢弃或堆放，势必将造成严重的汞污染，产生重大安全隐患。根据《废汞触媒处理处置方法（GB/T 36382-2008）》，目前针对废汞触媒的无害化处理主要采用蒸馏法与控氧干馏法。其中蒸馏法的原理为加入生石灰、氢氧化钠等将废汞触媒中各价态的汞转化为极易分解、挥发、收集的物理化学性质相近的同类物质（绝大部分为***），***受热分解为单质汞与氧气，并对单质汞蒸气进行淬冷，实现废汞触媒中汞的回收。

虽然通过该方法实现了废汞触媒的无害化处理与汞的回收，但没有实现活性炭的活化再生，且由于在预处理工序中引入了生石灰、氢氧化钠等物质，使得废汞触媒在经过之后的蒸馏工序后表面附着了大量碳酸钙、氧化钙、碳酸钠等粉末，这使得活性炭严重失活，进而造成活性炭难以被再度利用。虽然废汞触媒经过回收汞的无害化处理后，原则上可以作为一般废物进行处理，但人们总是会担心某一批次活性炭的汞含量是否会超过危险废物的鉴别标准。不仅如此，活性炭无法回收利用造成了严重的资源浪费，提高了企业生产成本。

发明内容

为了实现废汞触媒无害化处理后废活性炭的高值利用，本发明的目的是提供一种低成本、流程简单、效果好的废汞触媒活性炭再生方法。本发明利用盐酸化学再生与热再生相结合的方法，使其表面和内部存在的碳酸钙、碳酸钠、氧化钙、残留PVC等物质脱除，恢复活性炭吸附能力，从而实现再生的目的。

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种无害化处理后的废汞触媒活性炭的再生方法，包括如下步骤：

(1) 将无害化处理后的废汞触媒活性炭置于浓度为0.2~0.8 mol/L的盐酸溶液中，采用振荡器振荡，振荡时间为0.5~4 h；

(2) 将步骤(1)得到的混合溶液进行过滤分离得到滤液和活性炭，滤液返回步骤(1)中重复利用；

(3) 将过滤后的活性炭产物置入程序升温加热炉中，在隔氧条件下升温至650~850℃，保持温度活化再生0.5~4 h；

(4) 关闭加热炉冷却，得到再生活性炭。

本发明中，步骤(1)中，活性炭与盐酸投放质量比为1:5~1:10。

本发明中，步骤(1)中，盐酸浓度为0.4~0.8 mol/L，振荡时间为0.5 h。

本发明中，步骤(1)中，振荡器采用翻转式振荡器，频率为20~50 rpm。

本发明中，步骤(2)中，首先采用聚丙烯或聚四氟乙烯耐腐材质滤板进行活性炭与盐酸溶液分离，然后向废盐酸溶液中加入稀硫酸去除反应产生的氯化钙，再次分离，最后将滤出的盐酸溶液返回步骤(1)实现重复使用。

本发明中，步骤(3)中，温度为700~750 ℃，再生时间为2~2.5 h；在密闭隔氧环境加热，以避免活性炭烧失。

和现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明采用化学再生与热再生相结合的方式实现了对无害化处理后废汞触媒活性炭的再生，相对于单一的活性炭再生方法，具有效果好，成本低，设备简单等特点；

2、本发明在化学再生过程中采用盐酸在振荡器振荡作用下，短时间内即可快速清除废汞触媒活性炭表面残留的碳酸钙、碳酸钠、氧化钙等物质，提高活性炭的吸附能力；

3、本发明采用热再生方式对无害化处理后废汞触媒活性炭进行再生，快速清除了活性炭内部残留的吸附物质，显著恢复了无害化处理后废汞触媒活性炭的吸附能力。

具体实施方式

以下将结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明并非对保护范围的限制。

工艺筛选试验：

1.盐酸浓度与振荡时间的筛选

(1)将无害化处理后的废汞触媒活性炭平均分为20份，置于不同浓度（0.2 mol/L，0.4mol/L，0.6 mol/L，0.8 mol/L）盐酸溶液中，振荡一定时间（0.5 h，1 h，1.5 h，2 h）后关闭设备，过滤干燥得到不同盐酸浓度与振荡时间条件处理后的再生活性炭。

(2)检测步骤(1)中不同处理条件得到的再生活性炭的碘吸附值与亚甲基蓝吸附值，结果表明，再生时间一定，当盐酸浓度值由0.2 mol/L升高至0.4 mol/L时，碘吸附值与亚甲基蓝吸附值均有较大上升，但超过0.6 mol/L后无明显增加；当盐酸浓度值在0.4~0.8mol/L范围内，振荡时间对再生活性炭吸附性能影响不大，0.5 h的振荡时间已经足够。因此本发明优选盐酸浓度为0.4~0.8 mol/L，振荡时间为0.5 h，最佳条件盐酸浓度值为0.6mol/L，振荡时间为0.5 h。

2.热再生温度与时间的筛选

(1)将盐酸浓度值为0.6 mol/L，振荡时间为0.5 h条件下处理后的活性炭平均分为12份，置入程序升温炉，设置温度分别为650 ℃，750 ℃，850 ℃，在隔绝氧气环境下进行处理，保持时间为0.5 h，1 h，1.5 h，2 h，处理结束后关闭设备，冷却，得到不同热再生温度与时间条件处理后的再生活性炭。

(2)检测步骤(1)中不同处理条件得到的再生活性炭的碘吸附值与亚甲基蓝吸附值，结果表明，热再生时间一定时，再生活性炭的吸附性能随着温度升高先增加后降低，温度为750 ℃时效果最佳；在热处理温度一定时，活性炭随着保持时间的增加而上升，但超过2 h后增加幅度较低，考虑到时间成本与能耗，选取保持时间为2 h时最佳。因此本发明选取热再生温度为650~850 ℃，再生时间为0.5~4 h；优选的，热再生温度为700~750 ℃，再生时间为2~2.5 h；最佳条件热再生温度为750 ℃，维持时间为2 h。

实施例1

一种涉及无害化处理后的废汞触媒活性炭的再生方法，具体步骤如下：

(1)将20 g无害化处理后的废汞触媒活性炭投入到0.7 mol/L的盐酸溶液中，活性炭与盐酸投放质量比为1:5，使用翻转式振荡器，振荡频率为30 rpm，振荡2 h取下；

(2)采用聚丙烯或聚四氟乙烯等耐腐材质滤板将步骤(1)的活性炭与盐酸溶液分离，向废盐酸溶液中加入适量稀硫酸去除反应产生的氯化钙，再次分离，并将滤出的盐酸溶液返回步骤(1)实现重复使用；

(3)将过滤后的活性炭产物置入程序升温加热炉中，在氮气气氛，气体流量为0.5 L/min，650 ℃条件下加热3 h，以保证密闭隔氧环境；

(4)关闭加热炉冷却，得到再生活性炭。

本实施例根据GB/T 7702.7-2008与GB/T 7702.6-2008测定碘吸附值与亚甲基蓝吸附值，活性炭再生前后的碘吸附值分别为10 mg/g和943 mg/g，亚甲基蓝吸附值分别为1.5 mg/g和152 mg/g，经再生的无害化处理后废汞触媒活性炭恢复了较高吸附能力。

实施例2

(1)将20 g无害化处理后的废汞触媒活性炭投入到0.6 mol/L的盐酸溶液中，活性炭与盐酸投放质量比为1:6，使用翻转式振荡器，振荡频率为30 rpm，振荡0.5 h取下；

(2)采用聚丙烯或聚四氟乙烯等耐腐材质滤板将步骤(1)的活性炭与盐酸溶液分离，向废盐酸溶液中加入适量稀硫酸去除反应产生的氯化钙，再次分离，并将滤出的盐酸溶液返回步骤(1)实现重复使用；

(3)将过滤后的活性炭产物置入程序升温加热炉中，在氮气气氛，气体流量为0.5 L/min，750 ℃条件下加热2 h，以保证密闭隔氧环境；

(4)关闭加热炉冷却，得到再生活性炭。

本实施例根据GB/T 7702.7-2008与GB/T 7702.6-2008测定碘吸附值与亚甲基蓝吸附值，活性炭再生前后的碘吸附值分别为10 mg/g和1005 mg/g，亚甲基蓝吸附值分别为1.5 mg/g和159 mg/g，经再生的无害化处理后废汞触媒活性炭恢复了较高吸附能力。

实施例3

(1) 将20 g无害化处理后的废汞触媒活性炭投入到0.5 mol/L的盐酸溶液中，活性炭与盐酸投放质量比为1:7，使用翻转式振荡器，振荡频率为30 rpm，振荡0.5 h取下；

(2)用聚丙烯或聚四氟乙烯等耐腐材质滤板将步骤(1)的活性炭与盐酸溶液分离，向废盐酸溶液中加入适量稀硫酸去除反应产生的氯化钙，再次分离，并将滤出的盐酸溶液返回步骤(1)实现重复使用；

(3) 将过滤后的活性炭产物置入程序升温加热炉中，在氮气气氛，气体流量为0.5 L/min，850 ℃条件下加热2 h，以保证密闭隔氧环境；

(4)关闭加热炉冷却，得到再生活性炭。

本实施例根据GB/T 7702.7-2008与GB/T 7702.6-2008测定碘吸附值与亚甲基蓝吸附值，活性炭再生前后的碘吸附值分别为10 mg/g和965 mg/g，亚甲基蓝吸附值分别为1.5 mg/g和149 mg/g，经再生的无害化处理后废汞触媒活性炭恢复了较高吸附能力。

实施例4

(1) 将50 g无害化处理后的废汞触媒活性炭投入到0.8 mol/L的盐酸溶液中，活性炭与盐酸投放质量比为1:10，使用翻转式振荡器，振荡频率为30 rpm，振荡4 h取下；

(2) 采用聚丙烯或聚四氟乙烯等耐腐材质滤板将步骤(1)的活性炭与盐酸溶液分离，向废盐酸溶液中加入适量稀硫酸去除反应产生的氯化钙，再次分离，并将滤出的盐酸溶液返回步骤(1)实现重复使用；

(3) 将过滤后的活性炭产物置入程序升温加热炉中，在氮气气氛，气体流量为0.5 L/min，850 ℃条件下加热0.5 h，以保证密闭隔氧环境；

(4) 关闭加热炉冷却，得到再生活性炭。

本实施例根据GB/T 7702.7-2008与GB/T 7702.6-2008测定碘吸附值与亚甲基蓝吸附值，活性炭再生前后的碘吸附值分别为10 mg/g和987 mg/g，亚甲基蓝吸附值分别为1.5 mg/g和151 mg/g，经再生的无害化处理后废汞触媒活性炭恢复了较高吸附能力。

实施例5

(1)将1 kg无害化处理后的废汞触媒活性炭投入到0.4 mol/L的盐酸溶液中，活性炭与盐酸投放质量比为1:9，使用翻转式振荡器，振荡频率为30 rpm，振荡3 h取下；

(2)采用聚丙烯或聚四氟乙烯等耐腐材质滤板将步骤(1)的活性炭与盐酸溶液分离，向废盐酸溶液中加入适量稀硫酸去除反应产生的氯化钙，再次分离，并将滤出的盐酸溶液返回步骤(1)实现重复使用；

(3)将过滤后的活性炭产物置入程序升温加热炉中，在氮气气氛，气体流量为5 L/min，750 ℃条件下加热4 h，以保证密闭隔氧环境；

(4) 关闭加热炉冷却，得到再生活性炭。

本实施例根据GB/T 7702.7-2008与GB/T 7702.6-2008测定碘吸附值与亚甲基蓝吸附值，活性炭再生前后的碘吸附值分别为10 mg/g和998 mg/g，亚甲基蓝吸附值分别为1.5 mg/g和153 mg/g，经再生的无害化处理后废汞触媒活性炭恢复了较高吸附能力。