固体废物处理与处置教案

河 北 科 技 大 学 教 案 用 纸

第 13 次课 25～26 学时

上次课复习： 氯化焙烧的概念、分类及工艺流程； 本次课题（或教材章节题目）：第六章 固体废物的化工利用 教学要求：了解含汞废物的来源；掌握焙烧法回收汞；了解煤矸石生产结晶氯化铝； 了解煤矸石生产聚合氯化铝 重 点：焙烧法回收汞 难 点：焙烧法回收汞 教学手段及教具：采用多媒体教学课件 讲课内容及时间分配： 第六章 固体废物的化工利用 第二节 含汞固体废物的培烧 第三节 煤矸石酸浸处理与聚合铝的制备过滤 共2课时，讲授 课后作业 1．煤矸石生产结晶氯化铝、聚合氯化铝的生产工艺及设备？ 参考资料 注：本页为每次课教案首页 第 页

河 北 科 技 大 学 教 案 用 纸

第二节 从含汞废物中回收汞 一、含汞废物的来源

含汞废物来自不同的生产系统，例如，化工、石油化工、电子、电器仪表、计量仪器等许多行业都排放一定量的含汞废物。其产生量因行业及工艺而异，其中化学工业含汞废物的产生量最多，约占50%以上。其含汞量也因行业与工艺而异，如水银法制碱排放的含汞盐泥中汞的含量为300mg/L；从电解槽扫除室定期打捞出的汞渣中汞的含量约为90%以上；合成氯乙烯工业定期更换下来的触媒含HgCl2约4%~ 5%。因此，妥善处理含汞废物并从中回收汞具有重要意义。目前，国内外主要采用焙烧法回收汞。

二、焙烧法回收汞

焙烧法回收汞是根据汞的沸点低，固体废物中其他组分沸点高的差异，通过控制焙烧温度，使汞从废物中分离出来，进而得以回收。

焙烧法回收汞的工艺主要包括混合配料、造粒、焙烧、冷凝、回收等工序。其操作程序如下： 对金属或玻璃含汞废物，首先需破碎加工处理，并用药剂进行洗涤处理；然后添加适量的碱液，通过混合、调湿进行造粒；再把制得的粒状物料送入焙烧炉焙烧，焙烧温度为400~800℃，产生的汞蒸气除尘后送入冷凝器冷凝，对冷凝物精制后，则可得到纯度较高的汞。

含汞废物经过焙烧处理时，伴随有水、气、渣等废弃物产生，均需作适当处理或处置。焙烧后的尾气成分因焙烧废物的种类不同而不同，对于其中含有的SO2、Cl2粉尘等有害物质，一般需通过除尘器、洗涤室、吸附器等一系列净化装置处理，达标后排放。对于焙烧系统产生的水，根据其所含有害物质的成分和浓度，选择适当的方法处理后达标排放。对于焙烧后的残渣，需先进行汞溶出试验，不合格的需返回焙烧，合格的残渣送填埋场进行填埋处理。

国内外采用焙烧法处理含汞废物，已有较多的实际运行经验。日本的伊特模克矿业早已采用此法处理各种含汞废物，该矿业拥有年处理3600t含汞废物的焙烧装置，每年可从含汞废物中回收工业用汞和精汞20~30t。

我国吉林化工厂等单位也采用焙烧法处理含HgCl2的废触媒并回收汞。上海医用仪表厂用焙烧法处理含汞玻璃渣，每月处理400kg，回收3~4kg 99.9%的汞。

焙烧法回收汞的工艺特点是，回收汞的纯度高，焙烧后残渣含汞少，因此是一种较好的无害化处理、利用方法。

三、其他方法

北京化工二厂和锦西化工研究院研制成功的“恒电位阳极溶出法”，可以回收99.99%的汞，其回收率达98%以上。所用汞渣中主要成分是汞，另有1%~3%的金属杂质，主要是铁。可将汞渣看成是汞与金属杂质组成的多电极短路电池，以汞渣为阳极，外加一补助钛阴极，供给直流电，以恒电位仪控制阳极电位-50~-100mv，以150g/L氯化钠溶液为电解质时，电解槽的阳极上只有汞渣中的金属杂质溶解，而汞处于稳定状态。总电流随汞渣中杂质金属浓度下降而下降，当电流为1.0A时，汞渣变为纯汞。

天津化工厂曾采用“氯化硫化法”从汞泥中回收汞。其过程为：用盐酸、氯气处理污泥，使HgO，Hg2C12变成可溶性HgC12，加入亚硫酸钠除去游离汞后，再在沉淀、分离后的澄清液中加入硫化钠，沉降分离出HgS后，使其与适量石灰拌合，于蒸馏炉内灼烧HgS还原为金属汞。用此法可以回收汞盐泥中汞含量的80%以上。

第三节 煤矸石焙烧生产聚合铝

煤矸石中含有大量的硅、铝成分，可以用来生产建筑材料，用来生产硅、铝材料。还可以利用煤矸石生产结晶氯化铝、聚合铝、铝铵矾、三氧化二铝等多种化工产品。

第 页

河 北 科 技 大 学 教 案 用 纸

一、煤矸石生产结晶氯化铝

1．结晶氯化铝生产工艺

结晶氯化铝是以煤矸石为主要原料，经焙烧、酸浸、浓缩、脱水制成的。 （1）焙烧 （2）酸浸 （3）渣液分离 （4）浓缩与结晶 2．主要设备

利用煤矸石生产结晶氯化铝的主要设备有： （1）焙烧炉 （2）反应罐 （3）洗涤塔 （4）酸贮罐 （5）沉降分离池 （6）浓缩罐

3．结晶氯化铝的用途

结晶氯化铝有许多用途，它是一种净水剂，性能比明矾要好，用量仅为明矾的60%；它可以用来代替硫酸铝作造纸的施胶剂；也可以用来代替铸造中用的氯化胺等。

二、煤矸石生产聚合氯化铝

聚合氯化铝是铝离子水解和缩聚反应的中间产物，它是在生产氢氧化铝沉淀物前形成的具有一定聚合度和电荷的可溶性铝化合物。它是一种新型高分子混凝剂，同一般铝盐相比，它具有用量少，效率高等优点，因此，被广泛用于饮用水和污水处理上。它还在陶瓷型精密铸造中代替硅酸己酷使用。

用煤矸石生产聚合氯化铝，则是以煤矸石和盐酸为原料，首先生产结晶氯化铝，然后再将其热解、聚合制成的。其制造工艺如下。

1.用煤矸石生产结晶氯化铝方法同前所述。

2.结晶氯化铝热解制备聚合氯化铝单体。结晶氯化铝在沸腾热解炉中，在热风的作用下，激烈悬浮翻腾，发生分解，生成水、氯化氢气体和碱式氯化铝，也就是聚合氯化铝的单体。

3.氯化铝单体的聚合

结晶氯化铝热解生成碱式氯化铝，然后向单体内加入适量的水，使其搅拌溶解，在短时间内固化形成树脂状的聚合氯化铝。

4.气体的洗涤与吸收

沸腾热解炉产生的气体，含有大量氯化氢，送到吸收工程，通过水洗装置回收盐酸，尾气处理后排放。

生产聚合氯化铝的主要设备是沸腾热解炉，一般用热风沸腾炉。由于热风沸腾炉的热风量容易调节，便于结晶氯化铝热解条件的控制。

聚合氯化铝是我国近年来发展起来的新型化工产品。利用煤矸石作原料为其生产来源开辟了新路，同时吃掉了大量煤矸石，减轻了污染。

第 页

河 北 科 技 大 学 教 案 用 纸

第 14 次课 27～28 学时

上次课复习： 焙烧法回收汞的原理与工艺流程； 本次课题（或教材章节题目）：第七章 固体废物最终处置 教学要求：了解固体废物处置的方法；了解固体废物的海洋处置、土地耕作处置和深井灌注处置 重 点：固体废物的海洋处置、土地耕作处置和深井灌注处置 难 点：固体废物的海洋处置、土地耕作处置和深井灌注处置 教学手段及教具：采用多媒体教学课件 讲课内容及时间分配： 第七章 固体废物最终处置技术 第一节 方法概述 第二节 海洋处置 第三节 土地耕作 第四节 深井灌注 共2课时，讲授 课后作业 1.固体废物海洋处置有哪几种？ 2.固体废物土地耕作处置的原理与影响因素。 参考资料 注：本页为每次课教案首页

第 页