离子交换法脱除盐酸中汞离子技术的研究

毛晓军，孟宪勇

（河南能源豫北化工计量中心，河南 安阳 458000）

离子交换法脱除盐酸中汞离子技术的研究

毛晓军，孟宪勇

（河南能源豫北化工计量中心，河南 安阳 458000）

探讨了含汞盐酸中汞离子的脱除技术，该技术可显著降低含汞盐酸中的含汞量，具有较好的环保效益。

含汞盐酸；脱汞；离子交换

1　盐酸中脱除汞的意义

电石法聚氯乙烯生产过程的汞去向主要是废汞触媒、含汞废活性炭、含汞废盐酸、废碱液等，分别占氯化汞使用总量的36%、8%、51%和5%。目前，废汞触媒和废汞活性炭由有资质的危险废物处理厂家回收处理，氯化汞回收率约75%；而含汞废盐酸、废碱液等仅有20%进行了盐酸深度脱吸和汞的无害化处理，大部分还未得到妥善处置。

目前，国内虽然对汞污染防治非常重视，但现有办法普遍存在处理效果差或处理成本高等问题。随着国家环保管理力度的加大，氯碱企业如果不能处理好副产盐酸和酸性水中的汞，势必会影响企业的生存和发展。因此，研究开发含汞废酸的汞回收技术，对降低汞污染，建立企业汞平衡体系，促进PVC行业可持续健康发展具有重要意义。

2　研究方案及内容

2.1原理

盐酸中汞的存在形态是和氯离子形成稳定的汞配合物［HgCl4］2-，利用离子交换法，选用强碱性阴离子树脂来吸附，［HgCl4］2-树脂的再生选用亚硫酸钠溶液，因为，亚硫酸钠可将［HgCl4］2-破坏，形成HgSO3，将HgSO3氧化为HgSO4，即可用硫化物和HgSO4反应，生产HgS沉淀，过滤后可实现分离。

2.2技术方案

采用装填A600MB强碱性阴离子交换树脂对含汞盐酸进行处理。考察离子交换树脂脱汞再生效果，找出最佳再生剂和控制条件。对富集汞的再生液中汞的多种回收方法进行考察，选择最优路线，将汞转化成易于利用的固态汞化合物，同时将脱汞后的再生液回收或进行无害化处置。

2.2.1实验室小试方案及效果

（1）树脂的选择

实验小试采用直径1 cm，长80 cm的玻璃离子交换柱，分别装填A600MB强碱性阴离子交换树脂、D301弱碱性阴离子交换树脂、D001强酸性阳离子交换树脂、D001弱酸性阳离子交换树脂，考察了不同树脂对盐酸中汞的去除效果，汞含量分析采用原子荧光分光光度法见表1。

表1　不同离子交换树脂效果对比　mg/L

从表1可知，强碱性阴离子交换树脂处理效果最好，阳离子交换树脂基本无效果，表明盐酸中汞以阴离子形态存在。

树脂的再生采用10%的亚硫酸钠溶液对树脂进行反洗，得到的含汞溶液用双氧水氧化后加入5%的硫化钠溶液，得到了硫化汞沉淀。

（2）再生周期的考察

采用A600MB强碱性阴离子交换树脂装填直径1 cm，长80 cm的玻璃离子交换柱，在实验室进行了5个月的试验，共处理盐酸100 L，考察了树脂的再生周期。连续处理盐酸，每处理1 L盐酸进行一次取样分析，分析结果见表2。

表2　处理效果和树脂再生周期考察一　mg/L

从上表看出，A600MB强碱性阴离子交换树脂对盐酸中的汞去除效果好，处理超过6 L以后效果开始变差，且速度较快，表明树脂需要再生，用1 L10%亚硫酸钠溶液反洗树脂30 min后，再用200 mL纯水正洗10 min。再生好后再对含汞废酸进行处理，结果见表3。

表3　处理效果和树脂再生周期考察二　mg/L

从表3看出，再生后处理效果较好，且周期和前一次相仿。

（3）废汞的无害化处理

将再生废液2 500 mL集中到5 000 mL烧杯中加入200 mL H2O2，搅拌反应10 min，加入适量10% Na2S溶液，以不再有沉淀生成为标准，将沉淀过滤、烘干后得到汞渣，测定汞含量为82.5%，测定方法用铜试剂标准溶液进行四氯化碳萃取层滴定法。

2.2.2实验室放大试验及效果

中试装置采用直径150 mm，长2 m的ABS柱，柱内填充A600MB强碱性阴离子交换树脂，容积放大500倍，盐酸流量为2 L/min。

采用以上中试装置、试验流程和方法进行中试，情况见表4。

表4　中试效果表　mg/L

再生周期比小试频繁，但效果好，当含汞量大于0.1 mg/L时进行再生，再生一次消耗亚硫酸钠溶液50 L。

含汞废盐酸经过处理能够满足国标 （GB320-2006工业用合成盐酸）要求，是合格的工业用成品盐酸。

表5　处理前后废盐酸的分析结果

处理后的盐酸达到正品盐酸标准，原来盐酸中含铁也超标，处理后铁含量明显降低，这是因为盐酸中的铁也可以和氯离子络和形成阴离子配合物，也被树脂吸附除去。

3　结论

该技术采用阴离子交换树脂吸附废盐酸中的汞，将目前废盐酸中汞含量由30 mg/L降至0.1 mg/L以下，得到合格成品盐酸；再利用亚硫酸钠作为树脂的再生剂，将汞转至再生废水溶液中，树脂实现循环利用；最后用硫化钠作为沉淀剂，加入再生废水溶液中与汞离子反应，经过沉淀、压滤、包装，作为产品出售给厂家，避免汞进入下游生产环节，减少了汞污染的可能性。

Removal of mercury ions in hydrochloric acid ion exchange method technology research

MAO Xiao-jun，MENG Xian-yong
（Energy Chemical Metrology Center of North Henan，Hebi 458000，China）

This paper discusses the mercury mercury ion in hydrochloric acid removal technology，the technology can significantly reduce the amount of mercury in the mercury hydrochloric acid，the recycling of mercury，has good environmental benefits.

mercury hydrochloric acid；mercury；ion exchange

TQ782.2

B

1009-1785（2016）07-0040-03

2016-03-29