鉛鋅冶煉煙氣鉛汞形態分布規律及分離原理

《鉛鋅冶煉煙氣鉛汞形態分布規律及分離原理》是依託中南大學，由柴立元擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：鉛鋅冶煉煙氣鉛汞形態分布規律及分離原理
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：柴立元
• 依託單位：中南大學

項目摘要

有色金屬冶煉煙氣是汞、鉛的重要污染源，排放的汞占全國總量的42.61%，鉛鋅冶煉廠對大氣降塵鉛的貢獻率約為38%，鉛鋅冶煉煙氣鉛汞污染控制是我國有色行業與環境保護領域的重點任務。鉛鋅冶煉煙氣中鉛、汞以複雜的物理形態和化學價態存在，對煙氣的分離和治理帶來了極大的困難。本項目擬通過理論計算和實驗技術相結合的方法，研究煙氣中鉛汞形態分布規律以及不同形態間的轉化機制；基於實時採樣技術研究建立鉛汞形態分布隨煙囪高度變化的理論模型；研究不同形態鉛汞選擇性高效分離的物理化學原理。通過本項目研究，旨在豐富重金屬冶煉煙氣治理的基礎理論，形成冶煉煙氣鉛汞高效分離與深度淨化的新技術原型。

結題摘要

有色金屬冶煉煙氣是汞、鉛的重要污染源，開展冶煉煙氣鉛、汞污染控制是我國有色行業與環境保護領域的重點任務。冶煉煙氣中鉛、汞以複雜的物理形態和化學價態存在，對煙氣的分離和治理帶來了極大的困難。本項目系統研究銅鋅冶煉煙塵中鉛汞形態分布規律，冶煉煙氣洗滌淨化中不同形態汞的遷移轉化機制，基於選擇性配位氧化的脫汞和電位調控分離回收汞的原理及工藝特徵，以及有色冶煉煙氣汞淨化材料及其催化氧化機制。通過項目研究，（1）確定了鋅冶煉煙塵中鉛汞分布及形態，闡明了煙氣組分對汞的形態轉變影響規律，明確了銅冶煉不同工序煙塵中鉛的分布及形態變化；（2）揭示了冶煉煙氣洗滌淨化中不同形態汞的分布及遷移轉化機制，闡明了冶煉煙氣洗滌淨化液中汞還原再釋放的變化規律，建立了汞的中間形態和再釋放的關係，探明了汞再釋放的反應路徑以及不同離子對汞還原再釋放動力學的影響；（3）基於選擇性配位氧化原理，發明了高硫冶煉煙氣硫脲配位氧化脫汞新方法，闡明了硫脲體系選擇性絡合氧化單質汞的反應機制，基於電解電位調控發明了酸性含汞溶液中電沉積高效分離回收汞的新方法，揭示了汞電沉積分離回收過程的反應機理；（4）開發了金屬氯化物/γ-Al2O3、CuSO4/α-Al2O3、金屬摻雜氧化鈰等新型高效脫汞催化材料，建立了基於金屬摻雜與多金屬協同效應構建高效催化氧化的金屬複合氧化物方法，闡明了脫汞催化材料對汞催化氧化及抗硫機制。通過研究，申請國家發明專利8項，其中授權專利5項，發表學術期刊論文12 篇，其中SCI 收錄11篇；獲湖南省自然科學一等獎（2017年），首屆湖南省科技創新獎（2017年），培養博士4名（畢業2名），碩士5名（畢業3名）。