1、2013年10月具有法律約束力的《水俁公約》正式在日本簽署，標(biāo)志著各國政府對全球范圍內(nèi)汞污染的關(guān)注達到了前所未有的高度。我國被認為是世界最大的人為汞排放國，而有色金屬冶煉煙氣中汞的排放又是我國大氣汞排放的重要組成部分。因此，控制有色金屬冶煉行業(yè)的汞排放直接關(guān)系著我國未來履約的成效。
　　本論文以鉛鋅冶煉煙氣監(jiān)測為切入點，分析了典型鉛鋅冶煉煙氣中汞的排放特征及現(xiàn)有煙氣凈化工藝的除汞效率；在此基礎(chǔ)上以已有氯化汞吸收工藝為研究對象，探索

2、其作用機制及相關(guān)因素對其除汞效率的影響，改進并強化該工藝對有色冶煉煙氣汞去除的效果。此外，還研究了新型高效吸收液，探索實現(xiàn)零價汞與二氧化硫同步去除的新方法及工藝技術(shù)，研究吸收過程中的各影響因素及機理。論文主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下：
　　第一：對某鋅冶煉煙氣中汞的含量進行了現(xiàn)場采樣測試，結(jié)果表明鋅冶煉初始煙氣中汞的含量為幾十 mg/m3，是燃煤煙氣汞濃度的上千倍，二氧化硫含量為2％-6%左右，經(jīng)過除塵、洗滌及波利登工藝吸收后，煙氣總汞

3、去除效率可達90%，但現(xiàn)有凈化工藝出口煙氣中汞的含量仍遠高于2010年實施的標(biāo)準(zhǔn)《鉛、鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中汞的排放限值（50μg/m3）。
　　第二：在此基礎(chǔ)上，論文首先針對已有的氯化汞工藝參數(shù)進行了系統(tǒng)的考察，并對相關(guān)作用機理進行了探討。結(jié)果表明，吸收液中 HgCl2濃度的增加有利于 Hg0去除率的提高且對處理 Hg0濃度變化較大的煙氣穩(wěn)定性更好；溶液中NO3-與 SO42-不影響Hg0的去除，但SO32-可以將溶液中的Hg

4、2+還原為Hg0，從而削弱了HgCl2吸收液去除Hg0的能力。溶液pH的降低（額外添加H+）能夠抑制HgCl2的水解，并促進其電離為HgCl+或Hg2+，從而提高了Hg0的去除效率。當(dāng)溶液中2- HgClC Cl/C摩爾比為10:1時，Hg0去除率最高，結(jié)合實驗數(shù)據(jù)、拉曼儀器表征與密度泛函理論計算，結(jié)果表明HgCl3-對于Hg0的吸收去除更有效，HgCl2次之，HgCl42-最差。研究發(fā)現(xiàn)溶液pH值的降低、適當(dāng)氯離子濃度、加入H2O2等

5、能有效抑制 SO2的影響和提高 Hg0的去除率，且有協(xié)同效應(yīng)，三種措施可同時優(yōu)化使用，由此確定了兩種以氯化汞、適當(dāng)氯離子、過氧化氫為主的低pH的復(fù)合吸收液，用于煙氣中有SO2時Hg0的高效去除。
　　第三：為了消除煙氣中二氧化硫影響并提高煙氣Hg0的去除率，本論文研發(fā)了兩段式硫酸汞除汞制酸組合工藝：[Fe2(SO4)3]預(yù)脫硫制酸工段Stage I+HgSO4/H2O2除汞深度脫硫工段Stage II。在Stage I中，煙氣中9

6、0%左右的二氧化硫被去除并轉(zhuǎn)化為硫酸，同時煙氣中存在的 Hg0在這一階段中不會消除太多。同時，煙氣中的Hg2+被硫酸鐵溶液吸收進入液相后，會被還原性的S(IV)與Fe(II)還原為Hg0進入煙氣中，造成煙氣中Hg2+與Hg0形態(tài)比例的重新分配，而Hg2+向Hg0的轉(zhuǎn)化更有利于所制硫酸中汞含量的降低及煙氣總汞回收效率的提高。在Stage II中，用含有0.368 mmol/L硫酸汞、1.0%過氧化氫、0.1 mol/L硫酸的復(fù)合吸收液可使

7、除汞效率達到98.8%以上，脫硫效率達到99.7%以上。其中 HgSO4和H2O2的濃度可根據(jù)實際煙氣中的Hg0和SO2的濃度進行調(diào)整。論文對HgSO4對Hg0的吸收特性進行了研究，推測并用密度泛函理論驗證了形成汞團簇Hg46+的理論。
　　第四：為了實現(xiàn)在同一凈化設(shè)施內(nèi)同時脫硫除汞的目的，本論文提出了碘循環(huán)除汞制酸吸收體系，利用 I2+HI/H2O吸收液同時脫除煙氣中Hg0與 SO2的方法。結(jié)果表明，當(dāng)使用 I2+HI/H2O吸

8、收液凈化含 Hg0與SO2煙氣時，I2的濃度至少應(yīng)維持在2.5 g/L；HI的濃度為0.1 mol/L。在此條件下，Hg0的去除率能達到99%以上，SO2去除率達到95%以上，I2的利用率達95%。此外，硫酸濃度不利于SO2的吸收，應(yīng)根據(jù)實際需要而盡量的低。
　　文中研究的三種吸收技術(shù)中，改進后的氯化汞工藝抗硫穩(wěn)定性更好，適用于后續(xù)有制酸工藝的高汞高二氧化硫煙氣；兩段式硫酸汞除汞制酸組合工藝對含高汞中低濃度二氧化硫煙氣可達到更好的