NO129988B - - Google Patents

Description

via disse produkter og avfall havner ute i naturen, og derved kommer kvikksolvet til å inngå i næringsstoff-syklusen. Da kvikksolvmengdene overstiger visse antatt ufarlige normer,

så har dette helse-fårlige konsekvenser. En vandring av kvikk-

solvet i sådanne produkter og avfall ut i naturen og inn i næringsstoff-syklusen bor derfor kunne forhindres i tilstrekkelig grad. For dette formål burde man etterstrebe å regulere hånd-

teringen av bl.a. kvikksølvholdig råmateriale på en slik måte at kvikksolvet så fullstendig som mulig og i konsentrert form kunne inngå i noen av prosessens mellomprodukter, fra hvilke siden utvinningen av kvikksolvet eller en forbindelse derav i tilstrekkelig ren form lett kunne realiseres.

Ved den i det følgende beskrevne fremgangsmåten ifolge nær-

værende oppfinnelse, så viser en del av utforelseseksemplene fremgangsmåten anvendt på de ved oksyderende rosting av sulfidhol-

dige malmer dannede gassene. Fremgangsmåten kan imidlertid like godt anvendes også ved behandling av kvikksølvholdige gasser av andre slag. Normalt varierer kvikksolvinnholdet hos de fleste sulfidmalmene fra noen ppm til noen titall ppm,

og spesielt hos sink- og blysulfidmalmer varierer kvikksolv-

innholdet fra et titall ppm til noen hundretall ppm. Det forekommer også råmaterialer hvor kvikksolvinnholdet er betydelig hoyere enn det nevnte, og hvorved likeledes den her beskrevne fremgangsmåten er anvendbar.

Ved termisk behandling av kvikksølvholdig råmateriale nedbrytes kvikksølvforbindelsene, og kvikksolvet overgår i gassfase.

F.eks. ved rosting eller smelting av sulfidslagg, hvorved

temperaturen ligger mellom 600 og 1500°c, nedbrytes i slaggen forekommende HgS som folger:

I slagg med et kvikksolvinnhold på 10 - 1000 ppm er kvikksolvinn-

holdet i tilsvarende gassfase i størrelsesorden 5 - 500 mg/Nm"*.

I torrbehandlingsdeler efter den egentlige rostingsreaktoren

eller lignende er temperaturen ofte ennå så hoy at kvikksolvet fremdeles foreligger i form av damp i gassen. F.eks. ved oksyderende rosting av visse sulfidslagg er temperaturen ofte 300 - 350°C efter kjolings- og stovutskillings-enhetene, hvorved i slaggen inngående kvikksolv i det nærmeste helt foreligger i form av gassfase, og de i reaktor-, gasskjolings-og stovutskillings-enhetene separerte fasene kan i overens-stemmelse hermed være nærmest frie for kvikksolv.

Det er ganske vanlig å utnytte de ved rosting eller smelting av sulfidmalmer erholdte S02-"holdige gassene for fremstilling av svovelsyre, hvorved gassene efter stovutskiIling i torre elektriske filtere gjennomgår et vasketårn, ofte også en indirekte kjoleenhet og et våt-elektrisk filter, hvorefter gassene fores videre gjennom et torketårn, en varmeveksler,

en kontakt- og kjolingsenhet og et absorpsjonstårn. I vasketårnet vaskes de fremdeles delvis stovholdige gassene for det meste med en i tårnet sirkulerende 20 - 50%'ig losning av svovelsyrling. På dette trinn synker gassens temperatur til 60 - 90°C. Efter en,indirekte kjoling og det våte dlfilteret har gassen vanligvis en temperatur på 30 - 40°C. I dette trinn forblir den del av det i den innkommende gassen eventuelt inngående kvikksolvet i vaskeslammet, mens resten fortsetter i elementær form med gassfasen. I torke- og absorpsjons-tårnene, kommer gassen i kontakt med konsentrert svovelsyre, i det forste ca. 90%'ig og i det senere ca. 98%'ig svovelsyre. I disse trinnene loser det i gassen forekommende kvikksolvet seg i svovelsyren, og overfores på denne måte til produkter med svovelsyre som råmateriale.

Ved den egentlige fremstillingen av kvikksolv består det vanligste råmaterialet av en kvikksolv-sulfidholdig slagg. Denne slagg underkastes en termisk behandling, ofte under oksyderende betingelser, hvorved sulfidens nedbrytning skjer ifolge reaksjonen (1). Temperaturen i sjiktet av fast materiale stiger ved denne behandling vanligvis til 600 - 700°C, og kvikksolvet avgår med gassene. I ett andre behandlingstrinn ved fremstillingen kjoles gassene som inneholder kvikksolvdamp

° o

til en temperatur under 100 c (10 - 30 C), hvorved kvikksolvet kondenserer. Avgassene efter kondenseringen, som fremdeles inneholder flere milligram kvikksolv pr. kubikkmeter, f.eks. ved 10 og 20°C er Hg-innholdet hos gasser som er mettet med kvikksolvdamp hhv. ca. 6 og 15 mg/Nm 2, og avgassene avkjoles i visse tilfelle ennå sterkere innen de ledes til skorstenen.

Den vanligvis anvendte kjolingen av gassene, og som foretas ifolge ovenstående beskrevne fremgangsmåte for fremstilling av kvikksolv, kan også tenkes å bli anvendt for å befri andre kvikksølvholdige gasser for kvikksolv. Dette skulle imidlertid lede til et uproporsjonalt stort kjolesystem, da det er sporsmål om store gassmengder og lave temperaturer. Kjolingen kan herved finne sted ved fremstilling av svovelsyre efter vasketårnet, og hvorved gassens kvikksolvinnhold reguleres av reaksjonen,

For at gassens Hg-innhold skal kunne nedbringes til en stil-strekkelig lav verdi, så vil dette forutsette en meget langt-gående kjoling, f.eks. ved -10°C ville Hg-innholdet fremdeles være ca. 1 mg/Nm .

De oven-nevnte ulempene kan elimineres ved å utfore behandlingen av kvikksølvholdige gasser efter nærværende oppfinnelse, hvorved kvikksolvet kan avskilles fra gassen i ett trinn. Man får herved en meget god skarphet med hensyn til avskillingen, og kvikksolvinnholdet i det avskilte produkt er hoy. Hvis gassene inneholder selen kan også denne avskilles fra gassene. De hovedsakelige karakteristika ved oppfinnelsen er angitt i patent-krav 1.

De kvikksølvholdige gassene, hvilke normalt har gjennomgått en torr stovutskiIling, innfores til et spesielt vasketårn for gassene, i .hvilket gassene vaskes med minst ca. 80 vekts-% sirkulerende svovelsyrelosning. Den sirkulerende, med metall-sulfater eller andre metallsalter mettede vaskelosningens temperatur reguleres under vasketrinnet ved hjelp av sirkulasjons-hastigheten til losningen og ytre varmeveksling til en temperatur slik at kvikksolvet, som forekommer i den innkommende gass, så fullstendig som mulig blir sulfatert og overfort til kvikksolv-forbindelse under vasketrinnet. Det er herved viktig at vaskelosningen ikke tillates å bli utspedd som folge

av i gassene inngående fuktighet, men at vaskelosningens konsentrasjon holdes konstant og at den og vasketemperaturen reguleres på en slik måte at sulfateringen av kvikksolvet eller overforingen av dette til kvikksolv-forbindelse skjer så fullstendig som mulig. Dette kan avstedkommes ved å sorge for at vaskelosningens temperatur ved hjelp av de nevnte for-anstaltninger reguleres på en slik måte at vaskelosningens vanndamp-trykk under vaskingen er det samme som vanndampens partialtrykk i den gass som skal vaskes, hvorved temperaturen vanligvis er 70 - 250°C.

Da den sirkulerende vaskelosningen er mettet på kvikksolvsalt og andre for det aktuelle system typiske metallsalter (i stovet inngående metaller), så utskilles kontinuerlig disse salter i den sirkulerende vaskelosningen. Det faste materialet som inngår i disse sater separeres derefter fra den sirkulerende vaskelosningen på hensiktsmessig måte. Det separerte bunnfall vaskes hvorved svovelsyren eller annen sirkulasjonsvæske i bunnfallet samt hoveddelen av de ovrige metallsaltene loser seg i vaskevæsken, og kvikksolvet forblir i det endelige bunnfallet. Bunnfallet kan også inneholde andre verdifulle grunn-stoffer, f.eks. selen. Hvis gassene som skal vaskes inneholder selen, kan også selenet bringes til å binde seg ved det av den sirkulerende vaskelosningen utskilte faste materialet, og efter vaskingen av dette materialet forbli i det endelige bunnfallet.

Kvikksolv og selen kan derved separere i ren form fra de ovrige grunnstoffene, som til slutt forekommer i bunnfallet, ved hjelp av en i og for seg kjent metode for fremstilling av kvikksolv og selen.

EKSEMPEL 1

Ved et laboratorieforsøk ble Hg-holdig gass med luft som bæregass ledet gjennom et normalt system av vaskeflasker. Vaskesystemet var nedsenket i en oljetermostat, med hvis hjelp temperaturen til en svovelsyrelosning, som ble anvendt som vaskelosning, ble holdt på en onsket verdi. Mengden av svovelsyrelosning i vaskesystemet var 200 ml. Gassen ble innledet i vaskesystemet gjennom et glassinter.

Da innholdet av syren i svovelsyrevaskesystemet var 93 vekts-% og temperaturen 150°C, så erholdt man folgende måleverdier.:

EKSEMPEL 2

Ved anvendelse av fremgangsmåten ifolge eksempel 1, og regulering av syreinnholdet til 93 vekts-% og temperaturen til 70°C, så erholdt man folgende måle-verdier:

EKSEMPEL 3

Ved anvendelse av fremgangsmåten ifolge eksempel 1, og regulering av syreinnholdet til 85 vekts-% og temperaturen til 150°C, så erholdt man folgender måle-verdier:

EKSEMPEL 4

Ved anvendelse av fremgangsmåten ifolge eksempel 1, og regulering av syreinnholdet til 80 vekts-% og temperaturen til 150°c,

så erholdt man folgende måle-verdier:

EKSEMPEL 5

Den dannede gass ved rosting av kvikksolvholdig sinkslagg gjennomgikk et normalt tort gassbehandlingssystem med stov-utskilling i et tort el-filter som siste trinn. Herefter ble gassen underkastet en behandling ifolge nærværende oppfinnelse. Behandlingen ble utfort ifolge den i diagrammet på vedlagte tegning illustrerte måte. Efter dette . behandlingstrinn gjennomgikk gassen en konvensjonell enhet for fremstilling av svovelsyre.

Den i vasketårnet sirkulerende svovelsyrelosningen hadde en konsentrasjon på 89 vekts-%, inngangstemperaturen var 40°C og vaske- og utgangstemperaturen var 170°C.

Den i vaskeanlegget separerte svovelsyreholdige fellingen

hadde folgende sammensetning: Hg 8%, Se 1,3%, Zn 5%, Fe 1%, S0„ ca. 80%.

4

Den med vann vaskede sulfatholdige fellingen hadde folgende sammensetning: Hg 55%, Se 9%, Zn ^0,05%, Fe <0,5%, S04 16%.

Den produserte svovelsyren hadde et kvikksolvinnhold på 0,5 ppm.

EKSEMPEL 6

Ved en fremgangsmåte som beskrevet i eksempel 5 fikk man folgende resultater:

Til vasketårnet innkommende gass

Fra vasketårnet avgående gass

Den i vasketårnet sirkulerende svovelsyrelosningen hadde en konsentrasjon på 90 vekts-%, inngangstemperaturen var 40°C og vaske- og utgangstemperaturen var 150°C.

EKSEMPEL 7

Ved en fremgangsmåte som beskrevet i eksempel 5 fikk man folgende resultater:

Til vasketårnet innkommende gass

Fra vasketårnet avgående gass

Den i vasketårnet sirkulerende svovelsyrelosningen hadde en konsentrasjon på 85 vekts-%, inngangstemperaturen var 40°C og vaske- og utgangstemperaturen var 170°C.

EKSEMPEL 8

Ved å anvende samme fremgangsmåte som beskrevet i eksempel 5 fikk man folgende resultater.

Til vasketårnet innkommende gass

Fra vasketårnet avgående gass

Den i vasketårnet sirkulerende svovelsyrelosningen hadde en konsentrasjon på 96 vekts-%, inngangstemperaturen var 40°c og vaske- og utgangstemperaturen var 250°C.

Den i vaskeanlegget separerte svovelsyreholdige fellingen

hadde folgende sammensetning: Hg 8%, Se 1,3%, Zn 5%, Fe 1%, SO^ ca. 80%.

Den med vann vaskede sulfatholdige fellingen hadde folgende sammensetning: Hg 55%, Se 9%, Zn <0,05%, Fe <\0,5%, S04 16%. Den produserte svovelsyren hadde et kvikksblvinnhold på 0,2 ppm.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for avskilling og utvinning av kvikksolv og/eller selen av gasser, hvorved fra en prosess erholdte varme kvikksolv- og/eller selen-holdige gasser innledes i vaskeanordninger, hvori gassene vaskes med sirkulerende svovelsyre, karakterisert ved at gassene vaskes med 80 - 98 vekts-% svovelsyre, hvis temperatur reguleres innen området 70 - 250°c for å holde vaskelosningens konsentrasjon konstant, hvorved dennes vanndamptrykk i vaske-anordningen er det samme som vanndampens partialtrykk i gassen som vaskes, og at fast krystallisert materiale utvinnes av den sirkulerende vaskelosningen ved hjelp av en kjent fremgangsmåte.