新疆地区PVC行业汞污染防治措施

杨超松

（新疆中泰化学股份有限公司，新疆乌鲁木齐 830019）

新疆是一个富盐多煤的地区，有关数据表明，新疆已探明的盐储量有五百亿吨左右，仅次于青海省，同时新疆已探获煤炭资源一千多亿吨。这些资源为新疆地区发展PVC 产业奠定了基础。目前，新疆地区PVC 产能约为572万t/a，约占到全国PVC 产能的26%。以吨PVC 消耗1.2 kg 氯化汞触媒计算，则新疆地区年消耗汞触媒6 864 t，按高汞触媒含HgCl2按10.5%计算，则消耗HgCl2720.72 t/a，折汞用量532.24 t/a。

2013年10月在日本召开的外交全权大会上正式签署的国际汞减排强制性公约—《关于汞的水俣公约》 提出对用汞工艺进行严格管控，PVC 行业汞污染防治工作刻不容缓。

1 含汞污染物的来源

粗VC 合成气含有过量的氯化氢气体，经活性炭吸附后，采用水洗和碱洗的方式去除，这一过程中，废气中夹带的含汞物质进入水相，形成含汞废盐酸和含汞废碱液。同时转化器内的触媒在使用一段时间之后，其活性下降，必须更换。在转化器上盖打开过程中，会有部分含汞物质散发至空气中，另外部分含汞物质在水力喷射真空系统下形成含汞废水。主要的流失去向包括废触媒、含汞废活性炭、含汞废盐酸、含汞废水及气态挥发含汞物，汞的流失去向见图1。

图1 汞的流失去向图

2 汞污染防治方法及新疆地区PVC 企业含汞废物排放现状

目前，汞污染防治主要为水体治理，其方法主要为化学沉淀法、电解法、离子交换法、活性炭吸附法、金属还原法及微生物法[1]。各种方法对比见表1。

表1 含汞废水治理措施对比表

新疆各企业的汞污染治理也各不相同，含汞废液主要为稀释排放、含汞废酸外卖、处理后和其他废水混合排放。随着环保力度的加强，汞污染治理得到一定程度的加强，但稀释排放或直接外卖废酸的情况还是客观存在，汞污染防治和治理已逐渐成为企业生存的关键因素之一。

3 汞污染防治新方法

PVC 生产过程中的汞污染物大致分为废液、废气和废固3类。含汞废固国内有许多成熟的生产工艺和实践经验。汞生产企业回收含汞废固后，通过石灰乳进行化学处理，使其中的氯化汞转化为氧化汞，再用蒸馏炉或立式高炉等进行火法焙烧冶炼[2]生产金属汞，汞生产企业回收含汞废固并进行集中处理，大大减轻企业的治理成本。新疆中泰化学股份有限公司下属新疆华泰重化工责任有限公司（简称华泰公司），目前具有聚氯乙烯树脂70万t/a 的生产规模，现已基本实现含汞废液的零排放，气相汞治理也取得一定效果。对于在含汞废液及含汞废气治理方面的经验和总结，供同行业交流与分享。

3.1 副产盐酸中汞的治理

通过采用盐酸脱析技术，运行常规脱析和深度脱析相结合的方式，即30%左右的盐酸，经双效换热器加热到65 ℃左右进入常规解析塔，在解析塔中，下降的盐酸溶液与塔釜再沸器加热的蒸汽换热，盐酸中的氯化氢气体解析后从塔顶出来，经塔顶冷凝器冷却后，送至合成系统使用。解析后的低浓度盐酸经塔底冷凝器冷凝后，一部分送至净化系统使用，一部分送至深度脱析装置继续脱析。来自常规脱析的稀盐酸与氯化钙溶液混合进入解析塔，与常规解析类似，解析出来的气体从顶部冷却后回收至合成系统，底部的稀溶液进入闪蒸罐，经闪蒸再沸器加热，顶部的水蒸气经过冷却，得到低浓度稀盐酸溶液，回用至水洗塔。利用盐酸脱析技术，建立废酸系统平衡，粗VCM 净化阶段不加工业水，实现循环利用，解决了含汞废酸的汞污染问题。

3.2 含汞废水处理

针对含汞废水，华泰公司以往也采用混凝沉淀和硫化物沉淀相结合的化学沉淀法进行预处理。利用汞离子在水溶液中浓度较高时，可在含汞废水中加入混凝剂（硅藻土）和硫化物，在pH 为8～10的弱碱性条件下，形成氢氧化物絮凝体，对汞有絮凝作用，使汞沉淀析出。同时Na2S、MgS 中的S2-与Hg2+之间有较强的亲和力，生成溶度积极小的硫化汞沉淀（溶度积为4×10-53）而从溶液中除去。在实际生产过程中，因原水水质波动，导致硫化钠和絮凝剂加入量无法明确，造成处理后的水质波动大。

该公司结合企业生产实际，在原有基础上，吸收引进蒸发结晶技术处理含汞废水。蒸发结晶是蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出的技术，适合溶解度随温度变化不大的物质。而氯化钠属于离子晶体，溶解化学键断裂并不产生热，当温度从0 ℃变化至50 ℃时，其溶解度的变化不到30%，工艺流程为预处理过的含汞废水滤液，采用双效蒸发，滤液经过一、二效蒸发装置的浓缩后，再经离心机进行固液分离，固体为氯化钠晶体，离心母液进入母液池，母液经母液泵循环返回二效分离室，进入蒸发冷凝液回用系统。通过此方法处理后的水，在汞含量减低的同时，含盐量也大为降低，用于片碱配置液碱的溶液，抽触媒补充液及气相汞溶解液等，将废水中的汞与盐形成固体物质，与废触媒运送至汞生产企业。使得PVC 生产中的涉汞工序，不使用工业水，建立含汞水平衡，全部含汞水密闭循环。在现有技术水平条件下，不失为一种良好的处理方法，同时也为含汞废水治理提供一种新的思路。

3.3 气相汞治理

行业中对于合成气中的气相汞治理，通常采用装有活性炭的高效除汞器，但对于转化器在抽翻过程中（密闭系统变为敞开系统）的汞处理暂无介绍。该公司采用吸收的方式，对抽翻的转化器进行负压处理，让触媒颗粒内部及触媒颗粒之间的易挥发物质被负压带走，在转化器上盖揭开时，减少空气中汞含量。被负压带走含汞气体，先经过金属法处理，再经过吸收液处理，真空泵排放的气体回用至净化工序，将气相中的含汞物质转固处理，建立转化器抽翻过程中气相汞的密闭循环，改善转化区域的工作环境，达到治理目的。目前此方法正在使用。

4 结语

近年来，低汞触媒在氯碱行业的应用，从源头上大大减少了汞消耗，同时，汞污染防治的更优方案有待行业内更多有识之士的参与和完善，汞的循环利用也需要行业的引导和政策支持。

［1］孟祥和，胡国飞.重金属废水处理.北京：化学工业出版社，2000：222－224.

［2］杨学远.电石法PVC产业链中汞的考量.聚氯乙烯，2009，37（10）：20－22.