含汞废气处理

含汞废气大都来自含汞金属矿物的冶炼以及以汞为原料的某些生产过程，为保护人体健康，对含汞废气必须加以处理。我国《工业企业设计卫生标准》(TJ36-79)中规定，工作地点空气中汞的最高容许浓度为0.01mg/m3，居住区大气中汞的最高容许浓度为0.0003mg/m³。
含汞废气的处理方法，按生产工艺过程的不同可分为两类。一类是汞冶炼过程中排出含汞废气的处理，其特点是废气中汞的浓度很高，常达每立方米几十到百余毫克，并同时含有大量粉尘和其他有害气体。另一类是使用汞的工业生产（如水银温度计和仪表生产）中所排出的含汞废气的处理，其特点是废气中汞的浓度较低，仅每立方米几毫克。
汞冶炼的含汞废气处理方法 (1) 多硫化钠溶液吸收法： 炼汞高炉和沸腾炉排出的含汞废气用此法处理，净化效率可达80%。将含汞废气通入一水平式焦炭填料塔(图1)，在焦炭的上方用喷雾器间歇喷洒20%多硫化钠溶液(每隔2～3天喷洒一次)，由塔底水封式排焦槽排出的多硫化钠溶液送到储液桶，循环使用。其作用原理为：多硫化钠溶液喷洒于焦炭填料层后，由于焦炭的多孔性及吸附作用，增大了气液的接触，产生了下列化学反应：
SC₂+H2O→H₂SO₃

图1 水平式焦炭填料塔
1. 焦炭 2.喷雾器 3. Na₂Sx溶液 4.水封式排焦槽5.溢流管 6.排污管

在焦炭表面生成的新生硫，活性很强，与汞蒸气反应生成HgS (1)。它又进一步起催化作用，使反应加快：

此法的优点是：
❶方法简单，用过的焦炭填料可送回汞冶炼炉作燃料，同时回收了汞；
❷喷洒药液是间歇的，供液泵无需连续开动，维护管理容易；
❸药液为碱性，对设备腐蚀性小；
❹所产生的废水量少，可与其他含汞废水一起用硫化钠沉淀法处理，毒害小；
❺费用少，回收汞所得可抵电费、药费、设备折旧以及人工开支。
(2) 碘化钾溶液吸收法： 炼锌烧结机排出的含汞废气用此法处理，净化效率可高达99%。将废气通入一瓷环填料塔，在瓷环上方喷洒5%碘化钾溶液，气液充分接触，在二氧化硫的参与下，汞与碘离子进行络合反应，生成汞碘络合物被收集于吸收液中。其反应式如下：

吸收液可循环使用，根据情况定量地从贮液槽中引出一部分送至电解槽脱汞，同时使电解液中的碘再生，产生离子碘，返回吸收系统。
(3) 热硫酸吸收法，炼锌排出的含汞废气用此法处理，净化效率可达99%。用热浓硫酸作吸收液，使含汞废气在瓷环填料塔或水浴冲击塔中与之充分接触，使汞硫酸化，从而达到捕集汞的目的，其化学反应如下：

由塔底排出的含汞酸先流到中间储槽，再通过一个热交换器加热后流回塔中。根据循环液中硫酸汞累积的速度，从中间槽引出一部分含汞酸到浓密槽，下部溶液送到脱汞系统，上清液返回中间槽。此法应用时必须控制硫酸的温度和浓度。
用汞工业的含汞废气处理方法 (1)活性炭吸附法：温度计和仪表等使用汞的工艺过程中所产生的含汞废气，一般浓度较低，其组成也较简单，可以采用活性炭吸附法净化。方法是将易与汞起反应的如卤族元素（氯或碘）先吸附在活性炭上（也可在活性炭表面上镀银或金），当汞蒸气通过时，氯或碘（或银或金）与汞起反应，生成氯化汞或碘化汞(或生成银汞齐，金汞齐)达到净化的目的。氯化活性炭层吸附汞蒸气的能力极强，一般在吸附罐排气口测不出或只测出痕迹的汞。每立方米氯化活性炭约可吸附十几公斤汞。当含汞浓度不高时，一罐活性炭每天运行八小时可使用两年多时间。氯化活性炭吸附汞后的再生方法是将它分批放入热水浴槽中煮半小时，更换一次水，再煮半小时，用清水洗净，烘干，即可。
(2) 高锰酸钾溶液吸收法：用高锰酸钾溶液作吸收液，在填料塔、斜孔板塔或喷雾塔中与含汞废气充分接触起反应，生成氧化汞和亚锰酸汞络合物，从而达到捕集汞的目的。此法净化效率可达97%左右。其反应式如下：

高锰酸钾溶液作为吸收液较碘或漂白粉等溶液具有反应时间短，净化效率高，有效时间长，溶液浓度低，不易挥发和沉淀少等优点，高锰酸钾溶液的浓度一般以0.5%为宜。