本發(fā)明涉及一種冶煉煙氣中鉈的凈化及回收方法及裝置，屬于大氣污染技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鉈是典型的劇毒重金屬元素，對(duì)生物體的毒性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了汞、鉛、鎘，成人致死劑量為12mg/kg，作為典型的分散型元素，鉈不單獨(dú)成礦，主要在鉛、鋅、砷、銅、銻、汞等多種金屬、煤等礦床內(nèi)富集，形成伴生礦物，并在高溫焙燒過程中以tl（i）的形式被釋放出來，所以，鉛鋅冶煉，銅冶煉等行業(yè)是鉈污染治理的重點(diǎn)。

在含鉈煤炭和含鉈礦石燃燒過程中：絕大多數(shù)鉈以tl（i）鹵素化合物的形式進(jìn)入氣象，少部分以tl（iii）和鉈元素形式分散在尾氣和渣中。tl（iii）和顆粒態(tài)的鉈可以通過除塵、濕法洗滌或者干吸附劑注射的方法去除，而tl（i）由于其低熔點(diǎn)、高平衡蒸汽壓以及可溶于水且在大氣中平均停留時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)年，極易在大氣中通過長(zhǎng)距離大氣輸送形成廣泛的鉈污染，并隨著降雨降塵進(jìn)入水體，伴隨食物鏈進(jìn)一步富集在生物體內(nèi)。各國家和地區(qū)為了防治鉈污染出臺(tái)并執(zhí)行了及其嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)：如上海市出臺(tái)大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)要求煙氣鉈含量低于0.2mg/m3。

煙氣中的鉈具有含量極少而毒性極大的特點(diǎn)，傳統(tǒng)工業(yè)過程中靜電除塵器（esp）可以有效的捕集煙氣中的顆粒物，但由于僅有約8%的鉈附著在煙塵中，且tl（i）粒徑極小易，所以esp對(duì)其的脫除效率很低（低于7%）；布袋除塵器ff）對(duì)其他重金屬脫除能力有獨(dú)特的效果，但鉈脫除率也極低。而濕法脫硫系統(tǒng)（wfgd）對(duì)不溶于水的tl（i）捕獲效果不明顯，對(duì)tl（iii）可脫除效率低（低于30%）。根據(jù)國際能源署的數(shù)據(jù)，中國平均每噸燃煤含鉈約100g,一個(gè)年產(chǎn)10萬噸級(jí)別的鋅冶煉廠，每年排放超過40噸鉈進(jìn)入大氣。選擇性催化氧化法可利用鉈的揮發(fā)特性及tl（i）中等還原性有選擇性地和高效地將其氧化轉(zhuǎn)化為較穩(wěn)定的tl（iii）催化氧化效率達(dá)90%以上（本工藝），降低鉈的活性，進(jìn)而有效脫除，達(dá)到深度凈化并將廢氣中的鉈資源化利用的目的。

目前，在煙氣中氣態(tài)鉈的治理研究中，尚無可以經(jīng)濟(jì)高效，環(huán)保再生的含鉈冶煉煙氣處理方法。專利cn101255502公開了一種氣象鉈的綜合回收工藝與裝置，利用硫酸浸出、萃取、反萃、置換等單元操作，將鉈置換出來。但是該工藝過程復(fù)雜，多次引入溶液吸附，置換，萃取等方法，成本高昂，且僅適用于鉛冶煉行業(yè)，推廣困難。專利申請(qǐng)cn106929683a公開了用于煙氣脫鉈的裝置，主要包括煙氣洗滌塔、多級(jí)循環(huán)清洗設(shè)備、堿液調(diào)節(jié)池、壓濾機(jī)、保安過濾器、反滲透膜裝置、離子交換柱、光電催化裝置、清水收集箱，采用壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，最后依次經(jīng)過保安過濾器、反滲透膜裝置、離子交換柱和光電催化裝置多重凈化，凈化效率高，其中，凈化水通過清水收集箱在回流至堿液調(diào)節(jié)池中充當(dāng)清洗液，實(shí)現(xiàn)在線資源化利用。但是該方法未能將tl（i）轉(zhuǎn)化為tl（iii），并將鉈引入到液相，容易造成二次污染，不能回收鉈，造成了資源的浪費(fèi)。

近年來，隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，鉈在半導(dǎo)體行業(yè)，制藥，航天，軍事等方面需求越來越大，研發(fā)一種凈化含鉈尾氣，并回收鉈的工藝則顯得越來越重要。在廢氣鉈脫除難度大，需求緊迫而相關(guān)研究缺一片空白的形勢(shì)下，本發(fā)明能高效，安全且經(jīng)濟(jì)地脫除廢氣中鉈，并完成了鉈的回收利用能給企業(yè)和社會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)利益，具有重大的推廣價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于一種冶煉煙氣中鉈的凈化及回收方法，本發(fā)明所述方法在達(dá)到環(huán)保要求，減少能源材料損耗的同時(shí)，又節(jié)約了經(jīng)濟(jì)成本，具體包括以下步驟：

（1）含鉈煙氣經(jīng)過換熱器降溫，經(jīng)旋風(fēng)除塵器、電除塵器除塵，然后進(jìn)入含有稀酸溶液的循環(huán)吸收池進(jìn)一步去除雜質(zhì)氣體和可溶性化合物，通過除霧器和除濕器去除氣體中所含的水汽得到預(yù)處理含鉈煙氣；

（2）將用mclx改性的活性炭作為催化劑放入填料塔中，在常溫常壓下，通入預(yù)處理含鉈煙氣，使含鉈煙氣中tl（i）向tl（iii）的轉(zhuǎn)變，煙氣經(jīng)后續(xù)處理排放，從而達(dá)到煙氣除鉈的目的；

所述mclx為fecl3、cucl2、zncl2、cocl2、mncl2、mgcl2、cacl2中一種或任意比的幾種；

（3）吸附反應(yīng)后的催化劑表面生成了tl2o3，將吸附后的催化劑浸泡在脫附液中，脫附液為質(zhì)量百分比濃度為1-5%的hno3和質(zhì)量百分比濃度為1-5%的hcl的混合溶液，脫附完成后在頻率為10-25khz，超聲聲強(qiáng)為100-250w/m-2的條件下超聲處理0.5-2小時(shí)；

（4）步驟（3）所得溶液放置于電解槽循環(huán)室中，循環(huán)室與陰極室用陽離子交換膜隔開，循環(huán)室與陽極室用陰離子交換膜分隔，陽極室裝入1-5%naoh溶液，陰極采用不銹鋼板，陽極采用不溶性電極；后控制電壓為1-5v進(jìn)行電解；鉈在陰極慢慢析出，收集后置于烘箱40-80℃干燥并稱重，避光封存。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述mclx改性的活性炭制備方法如下：

（1）稱取市售的粒徑為20~120目的活性炭，洗滌、干燥，然后在流量為100ml/min~300ml/min的惰性氣體保護(hù)下，微波改性3min~15min，得到預(yù)處理后的活性炭；

（2）將mclx溶于去離子水中配置成mclx溶液，其中mclx溶液濃度為0.1mol/l~0.3mol/l；

（3）按固液體積比為1:1~1:5的比例將活性炭放入mclx溶液中，超聲處理時(shí)間為1-2小時(shí)，處理過程中不斷攪拌；

（4）將步驟（3）處理得到的浸漬活性炭烘干后在馬弗爐中于200~500℃條件下焙燒3~5h即得到mclx改性的活性炭。

優(yōu)選的，本發(fā)明步驟（2）中脫附過程的時(shí)間為8-20小時(shí)。

本發(fā)明所述活性炭可以選用煤質(zhì)、竹制或椰殼制活性炭中的任意一種或是幾種的混合。

本發(fā)明的另一目的在于提供所述冶煉煙氣中鉈的凈化及回收方法所用裝置，包括包括換熱器2、旋風(fēng)除塵器3、電除塵器4、循環(huán)吸收池ⅰ5、循環(huán)吸收池ⅱ6、除霧器7、除濕器8、填料塔ⅰ9、填料塔ⅱ10、循環(huán)解析池ⅰ11、循環(huán)解析池ⅱ12、電解池ⅰ13、電解池ⅱ14，冶金爐1、換熱器2、旋風(fēng)除塵器3、電除塵器4依次連通，電除塵器4分別與循環(huán)吸收池ⅰ5、循環(huán)吸收池ⅱ6連通，循環(huán)吸收池ⅰ5、循環(huán)吸收池ⅱ6匯合后與除霧器7連通，除霧器7與除濕器8連通，除濕器8分別與填料塔ⅰ9、填料塔ⅱ10連通，填料塔ⅰ9、填料塔ⅱ10的排料口匯合后分別和循環(huán)解析池ⅰ11、循環(huán)解析池ⅱ12連通，循環(huán)解析池ⅰ11、循環(huán)解析池ⅱ12匯合后分別與電解池ⅰ13、電解池ⅱ14連通，兩個(gè)容器之間設(shè)有閥門。

本發(fā)明的原理

上述過程中，所涉及的主要化學(xué)反應(yīng)如下：

4tlcl+2mno2+o2=2mncl2+2tl2o3(1)

4tlcl+2cuo+2o2=2cucl2+2tl2o3(2)

4tlcl+2zno+2o2=2zncl2+2tl2o3(3)

4tlcl+2coo+2o2=2cocl2+2tl2o3(4)

4tlcl+2mgo+2o2=2mgcl2+2tl2o3(5)

4tlcl+2cao+2o2=2cacl2+2tl2o3(6)

本發(fā)明正是基于上述原理提出利用金屬氯化物改性活性炭，通過微波，浸漬改性處理，改善活性炭的表觀結(jié)構(gòu)和空隙結(jié)構(gòu)，增加活性炭表面上有利于鉈吸附的化學(xué)官能團(tuán)的種類和數(shù)量，顯著增強(qiáng)活性炭對(duì)鉈的吸附能力，達(dá)到高效，安全，經(jīng)濟(jì)地脫除煙氣中的鉈。然后在超聲條件下，酸性脫附液中將吸附飽和的改性活性炭脫附，將鉈以離子的形式轉(zhuǎn)移到脫附液中；最后通過電解的方法，獲得單質(zhì)鉈。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明可以高效快速地脫除工業(yè)冶煉尾氣中的鉈（脫除后的尾氣中含鉈量＜0.05μg/m3）；并且能回收被吸附的鉈，最終獲得高純度的單質(zhì)鉈（純度≥99.99%），可以直接出售或使用；在脫除鉈的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了過程中固體和液體的循環(huán)利用，防止產(chǎn)生二次污染。

附圖說明

圖1是含鉈煙氣凈化工藝流程圖。

圖中：1-冶金爐；2-換熱器；3-旋風(fēng)除塵器；4-電除塵器；5-循環(huán)吸收池?。?-循環(huán)吸收池ⅱ；7-除霧器；8-除濕器；9-填料塔ⅰ；10-填料塔ⅱ；11-循環(huán)解析池??；12-循環(huán)解析池ⅱ；13-電解池?。?4-電解池ⅱ。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述，在以發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

本發(fā)明實(shí)施例所用裝置包括冶金爐1、換熱器2、旋風(fēng)除塵器3、電除塵器4、循環(huán)吸收池ⅰ5、循環(huán)吸收池ⅱ6、除霧器7、除濕器8、填料塔ⅰ9、填料塔ⅱ10、循環(huán)解析池ⅰ11、循環(huán)解析池ⅱ12、電解池ⅰ13、電解池ⅱ14，冶金爐1、換熱器2、旋風(fēng)除塵器3、電除塵器4依次連通，電除塵器4分別與循環(huán)吸收池ⅰ5、循環(huán)吸收池ⅱ6連通，循環(huán)吸收池ⅰ5、循環(huán)吸收池ⅱ6匯合后與除霧器7連通，除霧器7與除濕器8連通，除濕器8分別與填料塔ⅰ9、填料塔ⅱ10連通，填料塔ⅰ9、填料塔ⅱ10的排料口匯合后分別和循環(huán)解析池ⅰ11、循環(huán)解析池ⅱ12連通，循環(huán)解析池ⅰ11、循環(huán)解析池ⅱ12匯合后分別與電解池ⅰ13、電解池ⅱ14連通。

具體過程為：尾氣從冶金爐1中產(chǎn)生，經(jīng)過換熱器2降溫，經(jīng)旋風(fēng)除塵器3、電除塵器4除塵，然后進(jìn)入循環(huán)吸收池ⅰ5、循環(huán)吸收池ⅱ6池中為5%左右的稀酸溶液，尾氣通過除霧器7與除濕器8干燥后進(jìn)入填料塔ⅰ9和填料塔ⅱ10，然后被排放；循環(huán)吸收池ⅰ5和循環(huán)吸收池ⅱ6中的溶液吸收飽和之后，轉(zhuǎn)移到循環(huán)解析池ⅰ11、循環(huán)解析池ⅱ12，脫附完成后，將含有鉈的溶液通入到電解池ⅰ13和中電解池ⅱ14，在陰極得到純的鉈單質(zhì)，脫附后的催化劑可以再次填充，重復(fù)利用。

實(shí)施例1

（1）改性活性炭催化劑的制備：破碎干燥的煤質(zhì)活性炭，過篩，選取粒徑約為30目的備用；用溫度為30℃去離子水洗滌5次去除灰塵，放入烘箱于80℃下烘干12小時(shí)，稱取20.00g活性炭放入500w的微波反應(yīng)器中，在流量為100ml/min的氮?dú)獗Ｗo(hù)下微波改性15min，活性炭預(yù)處理過程完成；

稱取2.102g的mncl2固體樣品，倒入燒杯中，加入適量的蒸餾水后，用玻璃棒攪拌至mncl3固體完全溶解后，將該溶液定容到100ml的容量瓶中制得0.1mol/l的mncl3備用；稱取10g，30目過篩微波改性活性炭，按1:1的固液體積比放入配制好的mncl3溶液中，并用磁力攪拌器攪拌26h，設(shè)置超聲頻率28kh，超聲聲強(qiáng)300w/m-2在超聲波條件下處理樣品1小時(shí)，真空濾去清液，將濾出的固體物質(zhì)放入100℃烘箱中烘干12h，然后在馬弗爐500℃下焙燒3h，冷卻至室溫后，即制得改性煤質(zhì)活性炭脫鉈吸附劑；

（2）冶煉煙氣處理過程：

尾氣從冶金爐1中產(chǎn)生，經(jīng)過換熱器2降溫至低于100攝氏度，經(jīng)旋風(fēng)除塵器3、電除塵器4除塵，去除掉99%煙氣中的灰塵和部分雜質(zhì)化合物，防止其進(jìn)入后續(xù)裝置，使催化劑中毒；然后進(jìn)入循環(huán)吸收池ⅰ5、循環(huán)吸收池ⅱ6（池中為4%得到硫酸溶液），進(jìn)一步去除雜質(zhì)氣體和可溶性化合物；尾氣通過除霧器7與除濕器8去除氣體中所含的水汽，防止水進(jìn)入填料塔；然后氣體通入填料塔ⅰ9和填料塔ⅱ10處理，氣態(tài)鉈被氧化或者吸附劑到吸附劑表面，凈化后的尾氣直接排放；將反應(yīng)后的催化劑通入到循環(huán)解析池ⅰ11、循環(huán)解析池ⅱ12中，循環(huán)解析池中的（脫附液為3%hno3和3%hcl混合），脫附過程9小時(shí)，隨后10khz，超聲聲強(qiáng)120w/m-2條件下超聲處理1.5小時(shí)；溶液吸收飽和之后轉(zhuǎn)移到電解池ⅰ13和中電解池ⅱ14，電解池的陽極室裝入2%naoh溶液，陰極采用不銹鋼板，陽極采用不溶性電極；后控制電壓為2v進(jìn)行電解；鉈在陰極慢慢析出，收集后置于烘箱40℃干燥并稱重，避光封存；脫附后的催化劑可以再次填充，重復(fù)利用。

測(cè)試結(jié)果如下：使用改性煤質(zhì)活性炭吸附煙氣鉈時(shí)，單位質(zhì)量的活性炭的累積鉈穿透吸附量為0.53g/kg；整個(gè)回收過程中，累積回收單質(zhì)鉈1.62kg，回收率91.70%；該催化劑在復(fù)雜氣體組分條件下表現(xiàn)良好；該催化劑的抗中毒性，抗還原性和抗流失性能很高，不僅催化性能穩(wěn)定，且使用時(shí)間長(zhǎng)。

實(shí)施例2

（1）改性活性炭催化劑的制備：破碎干燥的煤質(zhì)活性炭，過篩，選取粒徑約為20目的備用；用溫度為30℃去離子水洗滌3次去除灰塵，放入烘箱于80℃下烘干6小時(shí)，稱取20.00g活性炭放入700w的微波反應(yīng)器中，在流量為100ml/min的氮?dú)獗Ｗo(hù)下微波改性3min，活性炭預(yù)處理過程完成；

稱取2.0445g的氯化鋅固體樣品，倒入燒杯中，加入適量的蒸餾水后，用玻璃棒攪拌至氯化鋅固體完全溶解后，將該溶液定容到100ml的容量瓶中制得0.1mol/l氯化鋅溶液備用；稱取10g，60目過篩活性炭，按1:1的固液體積比放入配制好的氯化鋅溶液中，并用磁力攪拌器攪拌24h，設(shè)置超聲頻率28kh，超聲聲強(qiáng)300w/m-2在超聲波條件下處理樣品1小時(shí)，真空濾去清液，將濾出的固體物質(zhì)放入100℃烘箱中烘干5h，在馬弗爐200℃下焙燒3h，冷卻至室溫后，即制得改性煤質(zhì)活性炭脫鉈吸附劑。

（2）冶煉煙氣處理過程：尾氣從冶金爐1中產(chǎn)生，經(jīng)過換熱器2降溫至低于100攝氏度，經(jīng)旋風(fēng)除塵器3、電除塵器4除塵，去除掉99%煙氣中的灰塵和部分雜質(zhì)化合物，防止其進(jìn)入后續(xù)裝置，使催化劑中毒；然后進(jìn)入循環(huán)吸收池ⅰ5、循環(huán)吸收池ⅱ6（池中為4%得到硫酸溶液），進(jìn)一步去除雜質(zhì)氣體和可溶性化合物；尾氣通過除霧器7與除濕器8去除氣體中所含的水汽，防止水進(jìn)入填料塔；然后氣體通入填料塔ⅰ9和填料塔ⅱ10處理，氣態(tài)鉈被氧化或者吸附劑到吸附劑表面，凈化后的尾氣直接排放；將反應(yīng)后的催化劑通入到循環(huán)解析池ⅰ11、循環(huán)解析池ⅱ12中，循環(huán)解析池中的（脫附液為1%hno3和1%hcl混合），脫附過程8小時(shí)，隨后10khz，超聲聲強(qiáng)100w/m-2條件下超聲處理0.5小時(shí)；溶液吸收飽和之后轉(zhuǎn)移到電解池ⅰ13和中電解池ⅱ14，電解池的陽極室裝入1%naoh溶液，陰極采用不銹鋼板，陽極采用不溶性電極；后控制電壓為1v進(jìn)行電解；鉈在陰極慢慢析出，收集后置于烘箱40℃干燥并稱重，避光封存；脫附后的催化劑可以再次填充，重復(fù)利用。

測(cè)試結(jié)果如下：使用改性煤質(zhì)活性炭吸附煙氣鉈時(shí)，單位質(zhì)量的活性炭的累積鉈穿透吸附量為0.23g/kg；整個(gè)回收過程中，累積回收單質(zhì)鉈0.72kg，回收率93.91%。該催化劑在復(fù)雜氣體組分條件下表現(xiàn)良好；該催化劑的抗中毒性，抗還原性和抗流失性能很高，不僅催化性能穩(wěn)定，且使用時(shí)間長(zhǎng)。

實(shí)施例3

（1）改性活性炭催化劑的制備：破碎干燥的煤質(zhì)活性炭，過篩，選取粒徑約為120目的粉末備用；用溫度為60℃去離子水洗滌4次去除灰塵，放入烘箱于100℃下烘干9小時(shí)，稱取20.00g活性炭放入900w的微波反應(yīng)器中，在流量為200ml/min的氮?dú)獗Ｗo(hù)下微波改性8min，活性炭預(yù)處理過程完成；

稱取3.4096g的氯化銅固體樣品，倒入燒杯中，加入適量的蒸餾水后，用玻璃棒攪拌至氯化銅固體完全溶解后，將該溶液定容到100ml的容量瓶中得0.2mol/l氯化銅溶液備用。稱取10g，120目過篩活性炭，按1:3的固液體積比放入配制好的氯化銅溶液中，并用磁力攪拌器攪拌27h，設(shè)置超聲頻率25kh，超聲聲強(qiáng)270w/m-2在超聲波條件下處理樣品40min，真空濾去清液，將濾出的固體物質(zhì)放入110℃烘箱中烘干，在馬弗爐300℃下焙燒4h，冷卻至室溫后，即制得改性煤質(zhì)活性炭脫鉈吸附劑。

（2）冶煉煙氣處理過程：尾氣從冶金爐1中產(chǎn)生，經(jīng)過換熱器2降溫至低于100攝氏度，經(jīng)旋風(fēng)除塵器3、電除塵器4除塵，去除掉99%煙氣中的灰塵和部分雜質(zhì)化合物，防止其進(jìn)入后續(xù)裝置，使催化劑中毒；然后進(jìn)入循環(huán)吸收池ⅰ5、循環(huán)吸收池ⅱ6（池中為4%得到硫酸溶液），進(jìn)一步去除雜質(zhì)氣體和可溶性化合物；尾氣通過除霧器7與除濕器8去除氣體中所含的水汽，防止水進(jìn)入填料塔；然后氣體通入填料塔ⅰ9和填料塔ⅱ10處理，氣態(tài)鉈被氧化或者吸附劑到吸附劑表面，凈化后的尾氣直接排放；將反應(yīng)后的催化劑通入到循環(huán)解析池ⅰ11、循環(huán)解析池ⅱ12中，循環(huán)解析池中的（脫附液為2%hno3和4%hcl混合），脫附過程11小時(shí)，隨后11khz，超聲聲強(qiáng)110w/m-2條件下超聲處理2.5小時(shí)；溶液吸收飽和之后轉(zhuǎn)移到電解池ⅰ13和中電解池ⅱ14，電解池的陽極室裝入1%naoh溶液，陰極采用不銹鋼板，陽極采用不溶性電極；后控制電壓為1v進(jìn)行電解；鉈在陰極慢慢析出，收集后置于烘箱60℃干燥并稱重，避光封存；脫附后的催化劑可以再次填充，重復(fù)利用。

測(cè)試結(jié)果如下：使用改性煤質(zhì)活性炭吸附煙氣鉈時(shí)，單位質(zhì)量的活性炭的累積鉈穿透吸附量為0.88g/kg；整個(gè)回收過程中，累積回收單質(zhì)鉈1.59kg，回收率90.34%。該催化劑在復(fù)雜氣體組分條件下表現(xiàn)良好；該催化劑的抗中毒性，抗還原性和抗流失性能很高，不僅催化性能穩(wěn)定，且使用時(shí)間長(zhǎng)。

實(shí)施例4

（1）改性活性炭催化劑的制備：破碎干燥的椰殼質(zhì)活性炭，過篩，選取粒徑約為120目的備用；用溫度為80℃去離子水洗滌5次去除灰塵，放入烘箱于120℃下烘干12小時(shí)，稱取20.00g活性炭放入600w的微波反應(yīng)器中，在流量為300ml/min的氮?dú)獗Ｗo(hù)下微波改性15min，活性炭預(yù)處理過程完成；

稱取3.57g的氯化鈷和2.2096g的氯化錳樣品，倒入燒杯中，加入適量的蒸餾水后，用玻璃棒攪拌至氯化錳固體和氯化鈷固體完全溶解后，將該溶液定容到100ml的容量瓶中得0.3mol/l氯化物溶液備用。稱取10g，80目過篩活性炭，按1:5的固液體積比放入配制好的mclx溶液中，連續(xù)攪拌30h后,設(shè)置超聲頻率30kh，超聲聲強(qiáng)320w/m-2在超聲波條件下處理樣品3小時(shí)，濾去清液，將濾出的固體物質(zhì)放入120℃烘箱中烘干12h，在馬弗爐500℃下焙燒5h，冷卻至室溫后，即制得改性椰殼質(zhì)活性炭脫鉈吸附劑。

（2）冶煉煙氣處理過程：尾氣從冶金爐1中產(chǎn)生，經(jīng)過換熱器2降溫至低于100攝氏度，經(jīng)旋風(fēng)除塵器3、電除塵器4除塵，去除掉99%煙氣中的灰塵和部分雜質(zhì)化合物，防止其進(jìn)入后續(xù)裝置，使催化劑中毒；然后進(jìn)入循環(huán)吸收池ⅰ5、循環(huán)吸收池ⅱ6（池中為3%得到硫酸溶液），進(jìn)一步去除雜質(zhì)氣體和可溶性化合物；尾氣通過除霧器7與除濕器8去除氣體中所含的水汽，防止水進(jìn)入填料塔；然后氣體通入填料塔ⅰ9和填料塔ⅱ10處理，氣態(tài)鉈被氧化或者吸附劑到吸附劑表面，凈化后的尾氣直接排放；將反應(yīng)后的催化劑通入到循環(huán)解析池ⅰ11、循環(huán)解析池ⅱ12中，循環(huán)解析池中的（脫附液為5%hno3和5%hcl混合），脫附過程20小時(shí)，隨后25khz，超聲聲強(qiáng)120w/m-2條件下超聲處理2小時(shí)；溶液吸收飽和之后轉(zhuǎn)移到電解池ⅰ13和中電解池ⅱ14，電解池的陽極室裝入5%naoh溶液，陰極采用不銹鋼板，陽極采用不溶性電極；后控制電壓為5v進(jìn)行電解；鉈在陰極慢慢析出，收集后置于烘箱80℃干燥并稱重，避光封存；脫附后的催化劑可以再次填充，重復(fù)利用。

測(cè)試結(jié)果如下：使用改性煤質(zhì)活性炭吸附煙氣鉈時(shí)，單位質(zhì)量的活性炭的累積鉈穿透吸附量為1.65g/kg；整個(gè)回收過程中，累積回收單質(zhì)鉈31.9g，回收率96.67%。該催化劑在復(fù)雜氣體組分條件下表現(xiàn)良好；該催化劑的抗中毒性，抗還原性和抗流失性能很高，不僅催化性能穩(wěn)定，且使用時(shí)間長(zhǎng)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種冶煉煙氣中鉈的凈化及回收方法及裝置，屬于大氣污染技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明以活性炭負(fù)載金屬氯化物為催化劑，吸附并催化氧化冶煉煙氣中劇毒的一價(jià)鉈化合物；經(jīng)過除塵處理后的冶煉煙氣，通入裝有催化劑的固定床反應(yīng)器，氣體中的一價(jià)鉈化合物被催化劑捕捉并在催化劑表面發(fā)生氧化反應(yīng)，其中重金屬鉈由高毒性，高遷移性的一價(jià)化合物轉(zhuǎn)變?yōu)楦壮サ难趸B，并附著在催化劑表面；反應(yīng)完成后的催化劑經(jīng)過酸洗后電解，可以將鉈回收，用于藥物制備，電子器械原件制備，光學(xué)原件制備。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，易操作，脫除回收鉈效率高，成本低，能富集鉈，實(shí)現(xiàn)煙氣中鉈的凈化和回收，適于工業(yè)化應(yīng)用和推廣。

技術(shù)研發(fā)人員：王學(xué)謙;馬強(qiáng);寧平;王郎郎;張英杰;陶雷

受保護(hù)的技術(shù)使用者：昆明理工大學(xué)

技術(shù)研發(fā)日：2018.10.31

技術(shù)公布日：2019.02.22