Способ извлечения ртути из ртутьсодержащих материалов

(51)7 22 43/00 КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(72) Храпунов Владимир Евгеньевич Кенжалиев Багдаулет Кенжалиевич Исакова Руфина Афанасьевна Володин Валерий Николаевич Требухов Сергей Анатольевич Садвакасов Динмухамед Абдадилевич Марки Ирина Александровна(73) Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Институт металлургии и обогащения Республиканского государственного предприятия на праве хозяйственного ведения Центр химико-технологических исследований Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) Предварительный патент РК 12264, кл. 21 9/00, В 09 С 1/02, 2002(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РТУТИ ИЗ РТУТЬСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к области цветной металлургии, к процессам извлечения ртути из концентратов, промпродуктов, вторичного сырья и других ртутьсодержащих материалов, а также подобных легколетучих соединений и веществ и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности. Способ извлечения ртути из ртутьсодержащих материалов включает обработку исходного материала в вакууме при температуре 42030 С и перемешивании псевдоожижением направленньми колебаниями с получением ртутьсодержащей парогазовой смеси, последовательные удаление из парогазовой смеси пыли и конденсацию ртути с получением ступпы, удаление металлической ртути из ступпы,доочистку газов от ртути на твердом сорбенте, при этом исходный материал предварительно подвергают сушке в вакууме с псевдоожижением направленными колебаниями, парогазовую смесь процесса сушки объединяют со ртутьсодержащей парогазовой смесью процесса обработки и проводят обеспыливание при температуре 300-380 С и входящей скорости газового потока 100-200 м/сек, перед доочисткой газов на твердом сорбенте проводят доочистку газов фильтрацией, при этом направление движения материальных потоков в процессах сушки и обработки осуществляют в противоположных направлениях. Технический результат заключается в повышении степени извлечении ртути. 13681 Изобретение относится к области цветной металлургии, к процессам извлечения ртути из концентратов, промпродуктов, вторичного сырья и других ртутьсодержащих материалов, а также подобных легколетучих соединений и веществ и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности. Известен способ вакуум-термической переработки ртутно-сурьмяных концентратов (Исакова Р.А.,Челохсаев Л.С., Мельников С.М. и др. Опытнопромышленные испытания вакуум-термической переработки ртутно-сурьмяных концентратов. // Процессы цветной металлургии при низких давлениях. М. Наука, 1983, с. 8-10) крупностью 3-5 мм при 330-470 С и давлении 4,7-8,4 кПа, очистке парогазового потока и конденсацией ртути в виде ступпы. Для данного технического решения свойственен недостаток, обусловленный невысоким качеством ртутного конденсата - ступпы, что затрудняет ее переработку и снижает извлечение ртути в конечный продукт. Наиболее близким по технической сущности является способ удаления ртути из грунта и/или техногенных материалов (предпатент РК 12264, кл. 21 9/00, В 09 С 1/02, 2002), включающий обработку исходного материала в вакууме при нагревании и перемешивании с получением ртутьсодержащей парогазовой смеси, в котором исходный материал предварительно измельчают до крупности менее 10 мм, обработку проводят при давлении менее 45 мм рт. ст, температуре 42030 С и перемешивании псевдоожижением направленными колебаниями, из парогазовой смеси последовательно удаляют пыль и конденсируют ртуть с получением ступпы,из которой удаляют металлическую ртуть, проводят доочистку газов от ртути при температуре 10-50 С и давлении менее 45 мм рт. ст. на твердом сорбенте,после чего сорбент, насыщенный ртутью, и ступпу после отделения металлической ртути объединяют с исходным измельченным материалом. Присутствие в паровой фазе различных по составу и форме газовых включений способствует образованию различных соединений ртути в ступпе, что, как указано выше, затрудняет ее переработку и уменьшает в конечном счете извлечение в товарный металл. Кроме того, прямое сорбирование остатков ртути из газов на твердом сорбенте непосредственно после системы конденсации сокращает срок его службы вследствие сорбции других, кроме ртути составляющих, что уменьшает его сорбционную способность по отношению к ртути и негативно сказывается на суммарном извлечений ртути. Технический результат от совокупности влияния признаков, предлагаемых в изобретении, заключается в повышении степени извлечении ртути. Указанный технический результат достигается в способе извлечения ртути из ртутьсодержащих материалов, включающем обработку исходного материала в вакууме при температуре 42030 С и перемешивании псевдоожижением направленными колебаниями с получением ртутьсодержащей парогазовой смеси, последовательные удаление из парога 2 зовой смеси пыли и конденсацию ртути с получением ступпы, удаление металлической ртути из ступпы, доочистку газов от ртути на твердом сорбенте, в котором исходный материал предварительно подвергают сушке в вакууме с псевдоожижением направленными колебаниями, парогазовую смесь процесса сушки объединяют со ртутьсодержащей парогазовой смесью процесса обработки и проводят обеспыливание при температуре 300-380 С и входящей скорости газового потока 100-200 м/сек, перед доочисткой газов на твердом сорбенте проводят доочистку газов фильтрацией, при этом направление движения материальных потоков в процессах сушки и обработки осуществляют в противоположных направлениях. Суть изобретения заключается в следующем. Использование приема предварительной сушки способствует более полному переводу ртути в паровую фазу при последующей обработке материала при повышенной температуре вследствие того, что при испарении ртути и воды в одном объеме происходит подавление испарения ртути вследствие значительно большего давления пара воды по сравнению с давлением пара ртути при одинаковой температуре. Псевдоожижение исходного материала при сушке направленными колебаниями сопровождается интенсивным его перемешиванием во всем объеме с выносом частиц на поверхность слоя и наиболее полным обезвоживанием ртутьсодержащего материала подлежащего демеркуризации. Объединение парогазовой смеси процесса сушки с ртутьсодержащей парогазовой смесью процесса обработки позволяет избежать дополнительных потерь ртути, неизбежных при раздельной переработке указанных потоков промпродуктов. Объединенную ртутьсодержащую парогазовую смесь направляют на обеспыливание при температуре 300-380 С, что позволяет предотвратить конденсацию ртути с пылью и ее потери при этом. Указанный интервал температур является оптимальным, так как при температуре ниже 300 С возможна конденсация ртути на пыли, а при температурах выше 380 С - спекание легкоплавких фракций пыли. Интервал входной скорости паропылегазового потока 100-200 м/сек также обусловлен оптимальными условиями процесса обеспыливания. Уменьшение скорости менее 100 м/сек и увеличение ее более 200 м/сек снижает степень обеспыливания парогазовой смеси, в первом случае из-за нехватки инерционной составляющей, во втором - из-за увлечения частиц пыли газовым потоком. Доочистка газов фильтрацией после процесса конденсации перед очисткой на твердом сорбенте позволяет доизвлечь ртуть в ступпу и улучшает условия процесса сорбции ртути из отходящих газов и компании собственно сорбента. И то и другое способствует достижению технического результата. Противоположность движения материальных потоков в процессах сушки и обработки уменьшает время перехода от одного процесса к другому и неизбежное при этом понижение температуры ртутьсодержащего материала и соответственно увеличи 13681 вает время обработки материала при оптимальной температуре. Последнее положительно сказывается на увеличении степени извлечения ртути. Способ извлечения ртути из ртутьсодержащих материалов испытан при переработке ртутносурьмяного концентрата и промпродукта-шлама,различающихся влажностью и формами нахождения ртути в них. Загрузку исходного материала вели непрерывно, выгрузку продуктов - периодически шлюзованием. Переработка проведена на установке,включающей узлы загрузки и выгрузки продуктов,двух вибровакуумных аппаратов, систем пылеулавливания, конденсации ртути, доочистки газовой фазы перед сорбцией, собственно сорбцию на твердом сорбенте, откачную систему. Условия и результаты испытаний приведены в таблице. Условия и результаты переработки 1. Содержание ртути, мас. 2. Влажность материала,3. Подача материала при сушке при обработке 4. Температура вакуумной сушки, С 5. Условия псевдоожижения направленными колебаниями при сушке вертикальная составляющая, мм горизонтальная составляющая, мм частота колебаний, Гц 6. Температура операции обработки, С 7. Давление в корпусе, кПа (мм рт. ст.) 8. Условия псевдоожижения направленными колебаниями при обработке вертикальная составляющая, мм горизонтальная составляющая,мм частота колебаний, Гц 9. Производительность, т/сутки 10. Температура обеспыливания, С 11. Входная скорость паропылегазового потока в уловитель, м/сек 12. Площадь дополнительной фильтрации при доочистке газов перед сорбцией, м 2 13. Суммарное извлечение ртути из материала,14. Содержание ртути в огарке,Ртутно-сурьмяный концентрат 2,6 6,1 сверху вниз снизу вверх 80-100 Шлам 29,8 10,3 снизу вверх сверху вниз 80-100 Проведенные, таким образом, испытания по переработке ртутьсодержащего материала в большом интервале значений содержания ртути при значительной влажности материала предлагаемым способом подтвердили универсальность предлагаемого способа извлечения ртути и повышение суммарной степени извлечения ее. газовой смеси пыли и конденсацию ртути с получением ступпы, удаление металлической ртути из ступпы, доочистку газов от ртути на твердом сорбенте, отличающийся тем, что исходный материал предварительно подвергают сушке в вакууме с псевдоожижением направленными колебаниями, парогазовую смесь процесса сушки объединяют с ртутьсодержащей парогазовой смесью процесса обработки и проводят обеспыливание при температуре 300-380 С и входящей скорости газового потока 100-200 м/сек, перед доочисткой газов на твердом сорбенте проводят доочистку газов фильтрацией,при этом направление движения материальных потоков в процессах сушки и обработки осуществляют в противоположных направлениях. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ извлечения ртути из ртутьсодержащих материалов, включающий обработку исходного материала в вакууме при температуре 42030 С и перемешивании псевдоожижением направленными колебаниями с получением ртутьсодержащей парогазовой смеси, последовательное удаление из паро Верстка А.Е. Алещенко,корректор Л.М. Биденко