含汞废物特性分析与处理处置
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3.1 行业发展概况

汞是人类最早发现的古老金属之一,早在2000多年前人类就开始使用汞。汞的用途广泛,自然界的汞以硫化汞的形式存在,一般可作为红色颜料使用,工业上用于化工行业、电子、电气、轻工、国防工业等领域。我国对汞的开采与冶炼起始于秦汉时期,当时即有丹砂炼汞的技术,朱砂在流动的空气中加热后汞可以还原,温度降低后汞凝结,这是生产汞的最主要的方式——土法炼汞。随着科技的发展,炼汞工艺经历了从土法炼汞到新法炼汞的嬗变,现今主要包括火法和湿法炼汞。火法炼汞是采用高温蒸馏/焙烧的方式从汞矿石或汞精矿中提取金属汞的过程,其中提汞环节主要发生在对含汞烟气的冷凝阶段,该方法成本较低,应用广泛,但如果汞废气治理不好则危害环境。湿法炼汞是用浸出剂或吸收剂将含汞物料中的汞溶解或吸收入溶液,再从溶液中提取汞或汞盐的过程,与火法炼汞相比,湿法炼汞能有效控制污染环境的汞蒸气,但因浸出剂价格昂贵,其生产成本高,工业应用不多。

原生汞生产包括汞矿采矿、选矿和冶炼三个部分,其产品分别是汞矿石、汞精矿和金属汞。汞矿开采一般采用全面空场法、房柱空场法、留矿法、崩落法等采矿方法,整个开采过程在地下进行[1]。采出的汞矿石一般采用浮选法选矿得到汞精矿,然后对汞精矿进行火法冶炼得到金属汞[1]。近年来,随着汞矿资源的枯竭及环境管理的需要,我国原生汞生产企业逐渐减少,取而代之的是再生汞行业逐渐兴起,其再生汞的原料主要为废汞催化剂、含汞冶炼废渣、有色金属冶炼产生的酸泥等,这些原料均属于危险废物,由于这些危险废物的处置和资源化回收的市场需求大,再生汞行业得到了较快的发展。我国再生汞生产主要是先对原料进行预处理,加入石灰或氢氧化钠使其中的汞转化为氧化汞,然后将其进行火法冶炼生产金属汞的过程。

目前,我国仅存2家原生汞矿公司和14家再生汞企业,主要分布在贵州、陕西、湖南、宁夏、新疆等省、自治区。其中原生汞生产企业生产规模为200~300t汞/a,再生汞企业处理能力为1500~56000t原料/a,以上企业均采用火法冶炼技术生产金属汞。据统计,我国2000~2016年间金属汞年产量呈逐渐上升趋势,2016年已达3480t(包含原生汞和再生汞的产量)[3,4],但从2017年开始,在国际汞价的下跌和国内外限汞禁汞管理日趋严格的大背景下,我国汞生产企业大部分处于停产整顿状态,金属汞产量将有大幅降低。我国2000~2016年每年汞产量统计如图3-1所示。

图3-1 2000~2016年每年汞产量统计[2,3]