СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РТУТИ И ХЛОРИД-ИОНОВ ИЗ ОТРАБОТАННОГО АКТИВИРОАННОГО УГЛЯ Российский патент 1998 года по МПК C25C1/16 

Изобретение предназначено для извлечения ртути и хлоридионов из активированного угля, являющегося отходом производства каустика, и может быть использовано на предприятиях химической промышленности и других отраслях, имеющих активированный уголь, содержащий ртутные соединения.

В промышленности известен термический способ извлечения ртути (предприятие "Краснодарский рудник") путем сжигания активированного угля, являющегося мембраной между катодным и анодным пространством при производстве каустика из NaCl, KCl, содержит ртуть в виде соединений HgCl₂, HgCl.

Недостатками известного способа является то, что при сжигании активированного угля выделяется большое количество хлоридионов до 3 мас.% равно как и ртути 3 - 3,5 мас.%. Находящиеся в отходящих газах хлориды обладают высокой коррозионной способностью, что приводит к разрушению образования, загрязнению окружающей среды.

Наиболее близким из известных является способ извлечения ртути из растворов (авт. св. N 16684835 C 25 C 1/16, C 02 F1/46) путем катодного осаждения на электроде из углеродного войлока, с целью повышения степени извлечения ртути, в качестве катода используют углеродный войлок, полученный путем термообработки войлока из полиакрилонитрильного волокна при 900 - 2600^oC.

Недостатками известного способа является то, что согласно этому способу соединения ртути должны находиться в растворе азотной кислоты с последующим выделением ртути на катоде. Для полного извлечения ртути требуется достаточно большое количество времени и перенапряжение, что приводит к удорожанию процесса.

Цель изобретения - повышение степени извлечения ртути.

Поставленная цель достигается тем, что в способе извлечения ртути и хлорид-ионов из отработанного угля активированного угля, включающем катодное осаждение ртути на электроде, в качестве катода используют отработанный активированный уголь, содержащий хлориды ртути, в качестве аналита и каталита используют 0,1 N раствор NaOH, при этом выделяющийся на аноде хлор диспропорционирует на хлорид натрия и гипохлорит натрия, активированный уголь - катод, на котором отложилась ртуть, подвергают термической обработке до выделения чистой ртути.

Активированный уголь, являющийся мембраной между катодным и анодным пространством при производстве каустика из NaCl, KCl, содержит ртуть в виде соединений HgCl₂, HgCl₂. Извлечение ртути путем сжигания активированного угля приводит к большому выделению хлорид-ионов до 3 - 3,5 мас.%. Находящиеся в отходящих газах хлориды обладают высокой коррозионной способностью, что приводит к разрушению образования, загрязнению окружающей среды. Согласно нашему изобретению выделение ртути, а также хлорид-ионов производят электрохимическим путем в электролизере с разделенными катодным и анодным пространством. Катодом служит отработанный активированный уголь, анод-графитовый. Электролит 0,1 N раствор NaOH. Хлорид-ионы разряжаясь на аноде диспропорционируют в щелочной среде с образованием хлорида натрия, гипохлорита натрия. На катоде выделяется чистая ртуть на поверхности активированного угля, которую выделяют путем испарения с его поверхности, выход по току составляет практически 100%.

Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, позволяет достичь желаемого технического результата, а именно, повысить степень извлечения ртути.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Активированный уголь загружается в катодное пространство, для подвода тока используются железные стержни, расположенные по периметру катодного пространства. Каталитом и аналитом является 0,1 N раствор NaOH. Катодное и анодное пространство разделены перегородками - мембранами, снабженными устройствами, не позволяющими смешивать каталит и аналит при разгрузке электролизера. Каталит и аналит используют многократно до накопления в анодном пространстве хлоридов до 350 г/л. Активированный уголь после выделения хлорид-ионов, содержащий ртуть, направляют на термическую обработку для выделения ртути. Растворы, содержащие NaCl и гипохлорит натрия, используют как дезинфекцирующую жидкость. Процесс электролиза проводят при 25 - 30^oC, потенциал разложения 5 - 7 В, ток 1 - 1,2 А. Поскольку поверхность электрода очень велика - 200 м²/г, то плотность тока также мала, перенапряжение практически отсутствует. Выход по току составляет по ртути 100%, по хлорид-ионам 99,8%.

Пример. 100 кг активированного угля, содержащего хлоридов ртути -3,5% в пересчете на ртуть, а также 3 - 4% хлорид-ионов в пересчете на хлор, загружают в катодное пространство электролизера, затем 0,1 N раствором NaOH, в анодное пространство заливают также 0,1 N раствор NAOH и ведут электролиз до накопления в щелочи 350 г/л хлоридов, затем электролит заменяют свежим. Электролиз ведут при постоянном токе, поляризация и подготовка электрода в этом случае не требуется. Потенциал выделения ртути составляет 5 - 7 В, ток 1 - 1,2 А.

Процесс на катоде описывается следующими электрохимическими реакциями:
.

На аноде:
.

Время электролиза до практически полного удаления хлорид-ионов из катодного пространства составляет 25 - 30 мин. Каталит используется многократно.

Полученные результаты сведены в таблицу.

Способ может быть использован на предприятиях химической промышленности и других отраслях, имеющих активированный уголь, содержащий ртутные соединения. Предложенный способ включает осаждение ртути на катоде из отработанного активированного угля, содержащего хлориды ртути, в качестве католита и анолита используют 0,1N раствор гидроксида натрия, при этом выделяющийся на аноде хлор диспропорционирует на хлорид натрия и гипохлорит натрия, а активированный уголь - катод с выделившейся ртутью на его поверхности, подвергают термической обработке до выделения чистой ртути. Повышается степень извлечения ртути и хлорид-ионов из отработанного активированного угля. 1 табл.

Способ извлечения ртути и хлорид-ионов, преимущественно из отработанного активированного угля, включающий осаждение ртути в электролизере на катоде из углеродистого материала, отличающийся тем, что осаждение ртути проводят в электролизере с разделенным катодным и анодным пространством на катоде из отработанного активированного угля, содержащего хлориды ртути, в качестве католита и анолита используют 0,1 N раствор гидроксида натрия, при этом на аноде выделяют хлорид и гипохлорит натрия, а активированный уголь с выделившейся ртутью на его поверхности подвергают термической обработке до выделения чистой ртути.