CN102110560A - 含汞废灯管无害化处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明是对无害化处理含汞废灯管方法的改进，其特征是对废灯管破碎在水中进行，然后对破碎灯管依次进行水洗、稀硝酸洗、水洗至少三道次洗涤，分离除去灯管碎片上汞，最后经磁选将灯头金属和玻璃碎片分离，整个处理过程密闭衔接在封闭状态下进行，溢出水面气体由负压抽风引导，经水、稀硝酸淋洗后，由载银活性炭或载硫活性炭过滤分离汞后排放。本发明方法工艺简单实用、节能，无汞外泄，方法适合自动化运行，可以实现全自动处理，集处理成本低、工艺简单易行等优点于一身。

Description

含汞废灯管无害化处理方法

技术领域

本发明是对无害化处理含汞废灯管方法的改进，尤其涉及一种处理简单，成本低，无任何污染产生的含汞废灯管无害化处理方法。

背景技术

废含汞灯管因含汞，需对其进行单独处理。现有技术中，处理含汞灯管通常有干法和湿法两大类。

干法工艺：整个处理过程在一个真空密闭***下完成，用真空密闭容器来凝结、收集排放的气体，少量无法凝结的气体，用活性炭过滤器清除。例如中国专利CN101587809废荧光灯管汞无害化处理及回收利用方法，a、将废荧光灯管放入一密封桶内，将其加热粉碎，使其中的汞气化为汞蒸汽，再使汞蒸汽通过预先置入密封桶内表面附着有单质硫的多孔透气体吸附器，生成固态硫化汞；分离固态硫化汞，再将单质硫附着到汞吸附器上再送回到密封桶内循环使用。中国专利CN101150032回收处理废弃荧光灯方法， 1)将废弃荧光灯安全拆解；2)将荧光粉与灯管的分离；3)将粘附在管壁的荧光粉和玻璃管共同粉碎；4)将荧光粉末和汞混合物用一次性火法焙烧分离；5)尾气的处理。中国专利CN1182380从废弃荧光灯管和破碎类似低压放电灯中机械分离各种材料/物质用的方法。中国专利CN1902723回收荧光灯方法，在大约100℃到大约330℃温度下加热荧光灯碎片，以形成含有汞蒸汽气体；在大约-38℃到大约0℃的温度下冷却含有汞蒸汽的气体，以形成液态汞；以及收集所述液态汞。中国专利CN1379430分离回收从荧光灯中回收荧光体粉末中所含有水银方法，分离工序，加热还原处理上述回收的荧光体粉末并从该荧光体粉末中汽化分离上述水银；回收工序，冷凝并回收上述汽化的水银。中国专利CN101604606废灯管资源化回收方法，将废灯管投入破碎机中在负压状态下进行破碎，把破碎后的物料送入接料箱；接料箱上部抽风机将废气吸入冷凝***中对汞和荧光粉实现分离，其中，汞通过真空加热器实现回收；破碎后玻璃和金属物料送入磁选机中从而实现玻璃和金属的分离；将分离后金属送入洗涤机，通过三级逆流喷淋洗涤回收金属。干法工艺优点是可直接回收单质汞，且回收率较高，无废水产生，但缺点是能耗高，处理费用高，密封要求高且难，废气产生量大，处理难度高。

湿法工艺：例如中国专利CN1727066废旧日光灯管处理方法，送入卧式旋转破碎机粉碎人工分检出金属；产生含汞气体在风机产生的负压气流引导下进入由文丘里管及带滤料的喷淋塔吸收组成和两级吸收***，玻璃碎片经往复式振动筛、硫酸和高锰酸钾混合溶液喷淋洗涤去除荧光粉后回收利用，含汞高锰酸钾弱碱性废水，采用硫化钠铁盐络和沉淀方式，反应完成后经过沉淀、过滤，出水经检测Hg＜0.01mg/L排放，沉淀废渣进入渣处理***；洗涤玻璃的弱酸性废水，采用硫化钠铁盐络和沉淀方式去除汞，再用酸碱调PH7±0.3，然后加入氯化钙反应，出水加石灰调整中和，去除氟离子。湿法工艺优点是处理费用较低，缺点是破碎过程中产生废气量大，不仅对设备密封要求极高，而且废气处理量大，成本高；其次，金属分拣位于前道工序，且为人工分拣，分拣时不能保证物料中的汞蒸汽不溢出，并且分拣金属有带汞现象；第三废气和废水处理工艺均较复杂；整个工艺设计复杂，难以实现全自动控制。

发明内容

本发明目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种处理工艺简单，可控性好，适合全自动控制，***废气产生量小，所有废物都不带汞，处理成本低的含汞废灯管无害化处理方法。

本发明目的实现，主要改进一是使对废灯管破碎在水中进行，降低破碎过程中废气产生量，和对设备密封要求；二是除汞采用洗涤法，三是将玻璃碎片与金属灯头分离在最后进行，整个处理过程均在封闭、气体负压引流状态下进行，达到确保处理过程中无泄漏，从而克服现有“干法”和“湿法”工艺存在的不足，实现本发明目的。具体说，本发明含汞废灯管无害化处理方法，包括对废灯管破碎，分离收集汞，其特征在于对废灯管破碎在水中进行，然后对破碎灯管依次进行水洗、稀硝酸洗、水洗至少三道次洗涤，分离除去灯管碎片上汞，最后经磁选将灯头金属和玻璃碎片分离，整个处理过程密闭衔接在封闭状态下进行，溢出水面气体由负压抽风引导，经水、稀硝酸淋洗后，由载银活性炭或载硫活性炭过滤分离汞后排放。

在详细说明前，先通过对发明能够达到的基本功能及效果作一介绍，以使本领域技术人员对本专利总体构思技术方案及达到的基本效果有一个明确了解。

含汞废灯管首先在水中得到破碎，不仅破碎了灯管，而且可以避免破碎过程中造成汞的挥发污染；然后将破碎废灯管分别经水、稀硝酸、水至少三道次洗涤，第一道水洗分离出单质汞，第二道稀硝酸洗去玻璃碎片上附着汞(包括部分荧光粉)，第三道水洗漂洗除去玻璃碎片上酸液。同时由负压引流收集的溢出含汞废气，在密闭环境中也依次得到水淋洗、硝酸液淋洗除汞，最后经载银活性炭或载硫活性炭过滤分离汞后达标排放；分离汞后混合碎片采用磁选分离出金属灯头(此时已无不含汞)，整个处理工艺过程均在密封串联与外界隔绝封闭状态下进行，从而确保了处理过程中无任何汞外泄，实现了低成本环保处理含汞废灯管。

本发明中。

破碎，其作用是将灯管破碎，便于分离清除粘附在灯管内表面的汞及灯管内汞蒸汽。破碎其中一种较好是采用浸没在水中相间刀排的切断式破碎机，既达到对废灯管的破碎，使其破碎成片状，又不至破碎至极细碎片和粉化，不仅有利于碎玻璃的回收，而且更有利于玻璃碎片表面汞的洗涤除去，通过改变刀排相间刀距，可以获得所需大小碎片。为确保破碎过程中无汞气体外泄，一种较好是在破碎机进料口设置形成气体收集腔的水封，可以收集破碎过程中溢出气体，防止破碎时溢出气体外泄。

对破碎灯管片的洗涤，其作用是将破碎灯管碎片表面的有害汞，通过液体洗涤使其与玻璃碎片分离，达到清除。液体洗涤，一种较好是在向上斜置的螺旋输送机中进行，斜置螺旋输送机分别形成底部浸洗段，中部喷淋淋洗段，上部与液体分离沥干段，在一次输送过程中分别完成搅动下浸洗—淋洗二道洗涤，具有更好的洗涤分离效果。洗涤至少分三道进行，第一道水浸洗—淋洗，分离出单质汞；第二道稀硝酸(例如较佳浓度15-25wt%)浸洗—淋洗，硝酸对汞具有溶解性，氧化产物硝酸汞易溶于水而更易去除，可以彻底洗去粘附在玻璃碎片上的金属汞；第三道水浸洗—淋洗，具有漂洗作用，可以将附着在玻璃碎片上的酸液除去，使处理玻璃碎片达标回收。同时溢出气体经水及稀硝酸淋洗，也可以除去废气中大部分汞，最后再经载银活性炭或载硫活性炭保障性过滤，使汞分别生成汞齐或硫化汞吸附于活性炭，过滤气体达标排放。洗涤硝酸液，试验浓度较好为15-25wt%，浓度过低一道洗涤不够彻底，需增加洗涤次数，浓度过高虽然对溶解汞有利，但对设备腐蚀严重，这也是不希望的，因此经试验选择确定此应用浓度范围，但不应理解为必须是此浓度。

优选地，螺旋输送淋洗机，一种较好为采用无轴式螺旋，驱动装置设在上端部，以减少对螺旋送料的约束，以及避免金属物料在输送过程中卡壳，同时也可以省去螺旋输送机下端部的轴封，避免轴封漏水，减少检修工作量。

优选地，为节约处理用水，各段同类废水较好呈闭路循环使用，例如破碎废水及第一道洗涤废水为含汞废水可以合并，第二道洗涤废水为含酸废水，第三道废水为清洗水，均单独收集循环，这样可以节约用水，水不够时补充；废水中汞增浓后经水处理装置处理除汞后循环回用或者达标排放，洗涤酸液稀释后采用加酸补浓。

废水处理，主要是去除废水中汞，可以采用现有技术中除汞工艺进行处理，其中一种较好是采用硫化共沉淀法，先用碱(例如但不限于NaHCO₃或Na₂CO₃)将废水pH调至7.3-9，然后加入过量的可溶性硫化物，例如但不限于硫化钠、硫化钾、硫化铵等，离解形成的S^2-与Hg生成HgS沉淀达到除汞；此后再加入铁盐絮凝剂(例如硫酸亚铁、氯化铁、硫酸铁、聚合硫酸铁等，较好为FeSO₄，对设备腐蚀小)，与过量的S^2-生成FeS沉淀去除多余的S^2-，同时絮凝剂(FeSO₄)水解形成胶体，将悬浮在水中未沉淀的HgS微粒吸附共沉淀，然后经静置分离，上清液中汞含量可降至0.05mg/L以下(提高HgS去除率)，可排入储水池作为工艺水回用或达标排放。沉淀物再经压滤分离残渣作为危险固废另行处置，分离液回至废水池待处理，使整个过程全闭路处理，无污染物排放。废水处理，不仅无污染物排放，而且处理后水可以回用，以节约生产用水。如前述，当然水处理领域普通技术人员能够理解到还可以采用其他方式处理废水，同样可以被应用。

整个处理过程各环节密闭衔接在封闭状态下进行，是指破碎、洗涤设备均封闭连接在水中进行，少量溢出气体封闭在内由负压引流处理，从而确保处理全过程无污染外泄。

本发明含汞废灯管无害化处理方法，相对于现有技术，由于采用全封闭处理(水中破碎、洗涤，溢出气体负压抽吸淋洗、活性炭过滤)，使得整个工艺在封闭、负压状态下进行，分离汞后使灯管金属与破碎玻璃片分离，可以避免前道分拣造成人工操作多、密封性不好和金属物料残留汞超标的缺陷，实现含汞废灯管的无害化和资源化处置。破碎在水中进行以及上方的负压抽吸，有效避免了对废灯管破碎过程中含汞废气向空气扩散溢出，处理工艺产生的废气量很少，破碎同时对碎片进行水洗脱汞；后续的至少三道次斜螺旋搅动先浸洗后淋洗洗涤方式，使所有破碎玻璃片及灯头都能得到洗涤，将其上附着的汞洗下，具有洗涤不留死角和碎片表面残留液少双重优点，并可同时淋洗溢出气体，不另设气体淋洗设备；特别是第二道采用硝酸作为淋洗液，硝酸对汞的溶解性，可以彻底将碎玻璃片表面汞洗下。各同类洗涤水循环回用，节约了生产用水以及净化处理费用。水处理技术方案简单易行，分离汞后处理水回用可以节约生产用水，同时实现废水零排放。对处理过程中溢出气体采用负压引流，喷淋洗涤—活性炭吸附过滤。本发明方法工艺简单实用、节能，无汞外泄，方法适合自动化运行，可以实现全自动处理，同时具有“湿法”工艺处理成本低，“干法”工艺密封性好的优点，克服了“湿法”工艺存在密封性差、人工操作多，及“干法”工艺处理成本高的缺点，集处理成本低、工艺简单易行等优点于一身。

以下结合一个优化具体实施例，示例性说明及帮助进一步理解本发明实质，但实施例具体细节仅是为了说明本发明，并不代表本发明构思下全部技术方案，因此不应理解为对本发明总的技术方案限定，一些在技术人员看来，不偏离本发明构思的非实质性增加和/或改动，例如以具有相同或相似技术效果的技术特征简单改变或替换，均属本发明保护范围。

附图说明

图1为本发明含汞废灯管无害化处理方法工艺流程图。

图2为实施例产生废水处理流程图。

图3为实施例产生废气处理工艺流程图。

图4为本发明方法中一种灯管破碎机结构示意图。

图5为图4侧视结构示意图。

图6为本发明方法中一种浸洗—淋洗洗涤装置结构示意图。

具体实施方式

实施例：参见附图，含汞废灯管首先送入浸没于水中的破碎机破碎，破碎后排出送入与之密封连接(物料与废气均闭路)的第一上斜向螺旋输送淋洗机A，经水浸洗—淋洗，其中不溶于水的单质汞由底部收集汞瓶18收集，分离水份后进入密封连接的第二级上斜向螺旋输送淋洗机B，采用浓度为20wt%的硝酸液浸洗—淋洗，分离酸液后进入密封连接的第三级上斜向螺旋输送淋洗机C，用水浸洗—淋洗，分离水份后进入磁选分离机分离出金属灯头。处理过程中产生含汞废气，由负压抽吸遂级经水淋洗、硝酸淋洗，载银活性炭或载硫活性炭过滤分离汞后达标排放。各级产生的同类废水，由循环池收集存储循环使用，达到一定浓度后经废水处理后返回再使用。

破碎机(图4、5)为切断式破碎机1，包括存放水的上部矩形、下部锥形箱体，内置转动相间刀排6和定刀排7组成的切断式破碎刀，进料口2有向下斜置一端伸入水中的水封斜板3(两侧与壳体壁板密封)形成密封气仓，限制灯管破碎过程中溢出水面的汞蒸汽向空气中扩散，溢出气体由水封板收集通过排气口4与后面负压抽风密封连接；需破碎灯管9沿水封斜板3进入水中破碎机，在拨轮5作用下逐根下落，由转动刀排使其呈切断式破碎，同时破碎灯管得到水洗分离出单质汞。灯管碎片连同灯头金属随水，由切断式破碎机出料口8送入向上斜置螺旋输送淋洗机洗涤处理。

螺旋输送淋洗机10(图6)，有封闭外壳和内置螺旋输送13(较好为无轴螺旋)，以及喷水淋洗管14、进水口15组成，呈斜置设置(例如30度)，分别形成下部淹没浸洗段，中部淋洗段，上部沥干段三个功能区段。底端上方有进料口11，上端背面有出料口16，下部有水封挡板12。其中第一、二级螺旋输送淋洗机上部有气体出口17，第一级有底部背面有汞收集瓶18。进料(灯管碎片连同灯头金属)经底部浸洗，随螺旋转送在搅动状态下被淋洗，再经与水分离段分离液体后，由出料口16排出，其中第一级水洗分离的单质汞，依螺旋输送机壳体底面下滑至底部经出汞口排出被集汞瓶收集。第二级上斜向螺旋输送淋洗机B，浸洗及淋洗液采用浓度20wt%的稀硝酸溶液，使得附着在碎片壁上汞被稀硝酸溶解进入稀酸溶液；最后由第三级上斜向螺旋输送淋洗机C，通过水洗洗出残留酸液。

切断破碎灯管及第一级螺旋输送淋洗机A产生废水(性质相同)，由第一循环池收集，经循环泵加压及过滤器(例如叠片式过滤器)过滤，分离去除碎玻璃，荧光粉等杂质后循环使用。补充水采用经过处理的工艺废水或自来水。当废水中汞浓度增高(例如控制汞浓度在5wt%以下)，排入废水处理池处理除汞。过滤器反洗水因含有汞也排入废水池处理。

第二级螺旋输送淋洗机B产生废酸液，由第二循环池收集，由循环泵加压后循环使用。补充水采用经过处理的工艺废水或自来水，酸浓度降低(例如低于20wt%)通过加入浓硝酸补充酸浓度。当废水中汞浓度增高(例如控制汞浓度在5wt%以下)，分开处理或排入废水处理池一并处理。

第三级螺旋输送淋洗机C产生淋洗废水，由第三循环池收集，经循环泵加压循环使用，补充水采用经过处理的工艺废水或自来水。当废水中汞浓度增高(例如汞浓度达到1wt%)，排入废水处理池处理除汞，确保洗涤碎玻璃片汞浸出液不超标(≤0.1mg/l)。

含汞废水处理采用硫化物共沉淀法，先用NaHCO₃或Na₂CO₃将废水pH值调至7.3-9，然后加入过量的Na₂S，使其生成HgS沉淀；加入FeSO₄絮凝剂，与过量的S^2-生成FeS沉淀(去除多余的S^2-)，同时FeSO₄水解形成胶体，将悬浮未沉淀的HgS微粒吸附共沉淀静置分离，上清液汞含量可降至0.05mg/L以下，可排入储水池回用。沉淀物经压滤，分离残渣作为危险固废处置，分离液体回流废水池待处理。

对于本领域技术人员来说，在本专利构思及具体实施例启示下，能够从本专利公开内容及常识直接导出或联想到的一些变形，本领域普通技术人员将意识到也可采用其他方法，或现有技术中常用公知技术的替代，以及特征的等效变化或修饰，特征间的相互不同组合，例如废灯管破碎装置的改变，对碎玻璃片洗涤方式的改变，废水处理药剂的改变，等等的非实质性改动，同样可以被应用，都能实现本专利描述功能和效果，不再一一举例展开细说，均属于本专利保护范围。

为描述上的方便，本发明所说浸洗—淋洗与先浸洗后淋洗为同义语。

Claims (11)

1.含汞废灯管无害化处理方法，包括对废灯管破碎，分离收集汞，其特征在于对废灯管破碎在水中进行，然后对破碎灯管依次进行水洗、稀硝酸洗、水洗至少三道次洗涤，分离除去灯管碎片上汞，最后经磁选将灯头金属和玻璃碎片分离，整个处理过程密闭衔接在封闭状态下进行，溢出水面气体由负压抽风引导，经水、稀硝酸淋洗后，由载银活性炭或载硫活性炭过滤分离汞后排放。

2.根据权利要求1所述含汞废灯管无害化处理方法，其特征在于破碎机、各螺旋输送洗涤机间采用密封无气体外泄式连接，其中气体通道与负压抽吸相连。

3.根据权利要求1所述含汞废灯管无害化处理方法，其特征在于破碎灯管采用转动相间刀排切断破碎机切断破碎。

4.根据权利要求3所述含汞废灯管无害化处理方法，其特征在于破碎机进料口有水封形成气体收集腔，防止破碎时溢出气体外泄。

5.根据权利要求1、2、3或4所述含汞废灯管无害化处理方法，其特征在于对碎片洗涤为先浸洗后淋洗。

6.根据权利要求5所述含汞废灯管无害化处理方法，其特征在于先浸洗后淋洗在有罩壳封闭向上斜置的螺旋输送淋洗机中进行，底端为浸洗，中部为喷淋淋洗，上部与液体分离出料。

7.根据权利要求5所述含汞废灯管无害化处理方法，其特征在于斜置螺旋输送淋洗机底端有汞排出口。

8.根据权利要求5所述含汞废灯管无害化处理方法，其特征在于斜置螺旋输送淋洗机上部有与负压连接的气体排出口。

9.根据权利要求1所述含汞废灯管无害化处理方法，其特征在于稀硝酸洗酸洗液浓度为15-25wt%。

10.根据权利要求1所述含汞废灯管无害化处理方法，其特征在于各段处理废水按同类废水合并收集闭路循环使用。

11.根据权利要求11所述含汞废灯管无害化处理方法，其特征在于各段废水循环使用后集中，先用碱调至pH 7.3-9，然后加入过量可溶性硫化物，离解形成的S^2-与废水中Hg生成HgS沉淀；同时入铁盐絮凝剂，与过量S^2-生成FeS沉淀去除多余的S^2-的硫化共沉淀法处理除汞。

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