含汞炉气降温、汞冷凝和汞回收的过程。
1.影响汞蒸气冷凝效果的因素
冷凝温度是重要因素。将含汞炉气温度降到临界点时,可冷凝气体的蒸气压随之相应降低,开始凝结成液体。
除冷凝温度外,保持冷凝系统中适当的气流速度、高的汞蒸气浓度和合适的冷却速度,均有利于汞蒸气的凝结。
冷凝形成的小汞珠在冷凝管降落过程中和在水冷汞槽中流动时,由于表层薄膜的破裂而汇合集结成金属(活)汞。如烟气含汞量少、含烟尘量多时,灰尘常常成为汞蒸气凝结的晶核:以及在烟气流速较大、冷却很快的条件下冷凝,一般形成极细的金属汞珠,表面蒙上一层汞的氧化物或硫化物形成的牢固的薄膜。汞珠不易集结而进入沉降的矿尘、煤灰和碳粒中,生成汞臭。汞蒸气在冷凝过程中也会与烟气中的二氧化硫、三氧化硫气体作用,生成硫酸汞块和亚硫酸汞块进入汞炱,在不同的炉气成分和不同的冷却条件下,金属汞产出率波动在60%-90%内,其余10%-40%的汞呈汞炱形态产出。
2.工艺
汞矿石竖炉焙烧、汞精矿回转蒸馏炉焙烧和汞矿石回转窑焙烧炼汞所产含汞护气,都采用垂直型多级管状冷凝器冷凝。这种冷凝器一般用钢、铸铁或上釉陶瓷管作冷凝管,管径为250-400mm,冷凝面积根据需要确定。汞矿石竖护倍烧炼汞日处理1t汞矿石所濡的冷凝面积为2.7-4.5m2,小炉取上限,大炉取下限。为使汞微粒在冷凝管内有效沉集,管内含汞护气流度以4-6m/s为宜。中国在汞矿石流态化焙烧炼汞系统中,用文氏管冷凝系统取代庞大的管式冷凝器。含汞炉气先通过文氏管快速降低温度,使汞蒸气冷凝,除去炉气中大部分粉尘,粉尘进入沉淀他,凝结的大粒汞珠进入水封槽。被冷却的含汞炉气继而进入旋涡收汞器,使细粒汞珠、雾状汞变成较大的汞珠降落在水封槽中。含汞炉气再进入列管式水套冷凝器,继续降低温度以冷凝收集汞。含汞炉气最后引入淋洗塔,用循环水淋洗,进一步降低其含汞量。
3.冷凝器
要用高导热性、耐腐蚀性和不易形成汞齐的材料制造。钢铁的导热性较好,也不易与汞形成汞齐,但耐腐蚀性能较差。陶瓷的耐腐蚀性能较好,不易与汞形成汞齐,但导热性较差。镍铬不锈钢、钛材的性能都可满足要求 。