铅锌冶炼烟气铅汞形态分布规律及分离原理

Flue gas of nonferrous metal smelting is the most important pollution source of lead and mercury. In China, mercury emission from the flue gas to the atmosphere is 42.61% of total mercury emissions, and about 38% of the atmospheric lead dust comes from lead-zinc smelting. Therefore, the treatment for lead and mercury pollution from the flue gas in lead-zinc smelting is urgently needed. Since lead and mercury have different physical states and chemical valences, separation and treatment become complicate. This proposal intends to study the distribution of the states and valences as well as transformation conditions by theoretical calculations and experimental techniques. Based on in-situ sampling method, a model about the distribution and chimney height will be built. Mechanisms for specific separation of lead and mercury will be proposed. In addition, a technology prototype for sufficient separation and depuration of lead-zinc smelting flue gas will be developed.

有色金属冶炼烟气是汞、铅的重要污染源，排放的汞占全国总量的42.61%，铅锌冶炼厂对大气降尘铅的贡献率约为38%，铅锌冶炼烟气铅汞污染控制是我国有色行业与环境保护领域的重点任务。铅锌冶炼烟气中铅、汞以复杂的物理形态和化学价态存在，对烟气的分离和治理带来了极大的困难。本项目拟通过理论计算和实验技术相结合的方法，研究烟气中铅汞形态分布规律以及不同形态间的转化机制；基于实时采样技术研究建立铅汞形态分布随烟囱高度变化的理论模型；研究不同形态铅汞选择性高效分离的物理化学原理。通过本项目研究，旨在丰富重金属冶炼烟气治理的基础理论，形成冶炼烟气铅汞高效分离与深度净化的新技术原型。

有色金属冶炼烟气是汞、铅的重要污染源，开展冶炼烟气铅、汞污染控制是我国有色行业与环境保护领域的重点任务。冶炼烟气中铅、汞以复杂的物理形态和化学价态存在，对烟气的分离和治理带来了极大的困难。本项目系统研究铜锌冶炼烟尘中铅汞形态分布规律，冶炼烟气洗涤净化中不同形态汞的迁移转化机制，基于选择性配位氧化的脱汞和电位调控分离回收汞的原理及工艺特征，以及有色冶炼烟气汞净化材料及其催化氧化机制。通过项目研究，1）确定了锌冶炼烟尘中铅汞分布及形态，阐明了烟气组分对汞的形态转变影响规律，明确了铜冶炼不同工序烟尘中铅的分布及形态变化；2）揭示了冶炼烟气洗涤净化中不同形态汞的分布及迁移转化机制，阐明了冶炼烟气洗涤净化液中汞还原再释放的变化规律，建立了汞的中间形态和再释放的关系，探明了汞再释放的反应路径以及不同离子对汞还原再释放动力学的影响；3）基于选择性配位氧化原理，发明了高硫冶炼烟气硫脲配位氧化脱汞新方法，阐明了硫脲体系选择性络合氧化单质汞的反应机制，基于电解电位调控发明了酸性含汞溶液中电沉积高效分离回收汞的新方法，揭示了汞电沉积分离回收过程的反应机理；4）开发了金属氯化物/γ-Al2O3、CuSO4/α-Al2O3、金属掺杂氧化铈等新型高效脱汞催化材料，建立了基于金属掺杂与多金属协同效应构建高效催化氧化的金属复合氧化物方法，阐明了脱汞催化材料对汞催化氧化及抗硫机制。通过研究，申请国家发明专利8项，其中授权专利5项，发表学术期刊论文12 篇，其中SCI 收录11篇；获湖南省自然科学一等奖（2017年），首届湖南省科技创新奖（2017年），培养博士4名（毕业2名），硕士5名（毕业3名）。