濕法煉汞(hyelrometallurgy of

mercury)

用浸出劑或吸收劑將含汞物料中的汞溶解或吸收入溶液，再從溶液中提取汞或汞鹽的過程。

與火法煉汞相比，濕法煉汞能有效控制污染環境的汞蒸氣；節約能耗(每公斤汞總能耗僅461MJ)；可處理低品位含汞物料，如美國礦務局(US

Bureau of

Mine)處理含汞0．03％～0．82％礦石的浸出率達90％～98％，中國用碘絡合法處理含汞20～45mg／m³的冶煉煙氣，可將廢氣含汞量降至0．05～0．15mg／m³，除去了99％以上的汞。影響濕法爍汞推廣應用的最主要障礙是浸出劑的價格高。1866年瓦格納(Wagner)首先提出碘絡合法，工業上多采用硫化鈉法。此外，還有采用HCl+KMnO4、HCI+HNO3、HCl+FeCl3、HCl+CuCl2、HCl+KI、Cl2等多種體系浸出劑或單一浸出劑的浸出方法，這些方法因浸出劑價格貴或浸出反應不完全，生產成本高，工業應用不多。

硫化鈉法主要用于處理硫化汞精礦，由硫化汞精礦浸出和堿浸出液回收汞兩階段組成。

硫化汞精礦浸出硫化鈉浸出硫化汞的反應為：

HgS+Na2S。= Na2HgS2

為使Na2HgS2穩定地存在于溶液中，要滿足[S^2-／[HgS₂^2一]=2．53的條件。為防止硫化鈉水解影響汞的溶出，生產中往往加入相對于硫化鈉用量1．5％左右的氫氧化鈉。氫氧化鈉的加入量不能過多，否則會導致Na2HgS2溶解度下降，并使HgS的溶出速度減慢。硫化汞在浸出中的熱效應不大，僅為12～17kJ／mol，溫度對平衡改變的影響不大，浸出可在常溫下進行。當汞精礦中存有Sb2S3和As2S3時，它們會與Na2s生成Na3SbS3和Na3AsS3進入溶液，不僅消耗浸出劑，還會給下一步作業帶來困難。汞精礦中如伴生有鐵、銅、鉛、鋅等礦物，它們都難溶于Na2S溶液而留在浸出渣中。浸出渣須用0．5％～1．0％Na2S并有一定堿濃度的溶液洗滌，防止硫汞配位離子水解沉淀析出。

浸出方法有機械攪拌浸出(見攪拌浸出)和滲濾浸出兩種。貧礦石一般采用滲濾浸出，礦石粒度控制在6mm左右，用5％Na2S溶液在室溫下浸出24h，汞浸出率96．6％，每噸汞消耗硫化鈉1320kg。富汞礦和浮選汞精礦通常采用機械攪拌浸出，富汞礦含汞0．85％～0．9％，粒度小于2．36mm，浸出劑為含硫化鈉10％的溶液，在液固比為2：1下浸出2～3h，汞浸出率99．78％；浮選汞精礦的浸出條件一般是：浸出液含Na2S80～100g／I。，液固比為(2～2．5)：1，在室溫下浸出約2h。當處理含汞10％～15％，含硫19％～21％的硫化汞精礦時，浸出渣經三次洗滌，三次壓濾，渣含汞小于0．1％，汞的浸出率達99．38％。浸出和洗滌設備采用圓錐底機械攪拌槽。過濾設備采用板框壓濾機。浸出液為閉路循環，易于出現溶液膨脹和雜鹽增加等問題，需抽出一部分含汞低、含雜鹽高的溶液凈化除去雜鹽，以使循環系統中的溶液成分達到平衡。

堿浸出液回收汞有置換法和隔膜電解法。

(1)置換法。采用不易與汞生成合金的鋁作還原劑，還原置換反應為：3Na2HgS2+8NaOH+2Al=3Hg+6Na2S+2NaAlO2+4H2O按反應計算置換一噸汞需消耗534．7kg．NaOH和90．3kg金屬鋁。由于反應不夠完全及雜質銻參加反應，實際上需消耗167kg鋁，NaOH由于部分再生，其消耗量為300kg。在置換過程中將海綿狀或切屑狀的鋁加入溶液中，進行強烈循環或不斷攪拌使之懸浮，析出的產物有兩種：一種是金屬汞，約占溶液中全汞量的80％；另一種是由汞、銻、鋁組成的多金屬汞齊，約占全汞的15％～20％，可用蒸餾法分離回收其中的汞。包括蒸餾產品在內，整個置換過程汞的總回收率為95％～95．5％。過程中再生的Na2S可返回浸出作業。

(2)隔膜電解法。用隔膜將電解槽分為陰極和陽極兩室，以防止[HgS₂]^2一和S^2一等離子進入陽極室，避免陽極泥的產生和雜鹽的增加，陰陽極材料有Fe—Fe和Hg—Gc(Gc為不銹鋼)兩種。用鐵作陰陽極電解時，所用陰極液含Na2S

7％、NaOH

0．5％、Hg_T²⁺30g／L，陽極液為蘇打水，用陶瓷材料作隔膜，電流密度J為25～100A／m²。當J=25A／m²時，槽電壓為0．54V。電解液溫度為328K，為防止汞產品被其他金屬污染，陰極電解后液中[Hg_T²⁺]保持在10g／L左右。電解結束后，擠壓泥狀的陰極沉淀物得金屬汞。金屬汞純度為99．6％～99．8％，占沉淀物含汞量的80％。每噸金屬汞的電能消耗為300kW•h，電流效率91％～99％，電流密度大時電流效率高。工業上多用Gc—Hg電極，電解時往電解槽底加入適量汞作水平汞陰極，不銹鋼直立板陰極直接插入槽底汞中構成整個陰極面，直立板狀陽極用帆布隔膜套與陰極隔離。送入陰極室的陰極液為含。Hg70～90g／L、Na2S

70～110g／L。NaOH

25～35g／L，的硫化汞精礦浸出后液，送入陽極室的陽極液為含NaOH180～200g/L的堿液。電解作業條件是：電解液為常溫，異極間距100mm，陰極電流密度50A／m²，槽電壓2．2～2．8V，陰極電解后液含汞8～18g／L。金屬汞產出率98．7％～99％，電流效率85％～90%，每噸汞電耗1500～1800kw．h，陽極泥產出率為產汞量的0．11％，產品汞的純度99．9％～99．99％。

碘絡合法

適用于從含汞、含硫的煙氣中提取汞。包括碘化鉀溶液吸收，吸收后液脫二氧化硫和電解三個環節。中國冶金工作者在研究Hg—I—H2O系熱力學的基礎上，查明KI溶液能有效吸收汞。為避免出現：Hg2l2固體沉淀，吸收后液含[I^一]T必須在0．3mol／L以上。在吸收過程中，煙氣中的金屬汞被氧化生成離子汞，離子汞再與碘離子作用生成碘化汞配合物，吸收總反應為：2Hg+SO2+8I^一+4H⁺

=2HgI₄^2一+S^o+2H2O當吸收液汞含量積累到8g／L時，抽取部分吸收后液先行脫除二氧化硫，然后再進行電解脫汞和再生碘。電解的陽極反應為：

HgI₄^2一一2e=Hgl2+I2陰極反應為：HgI₄^2一+2e=Hg+4I^一

2H2O 一4e=4H⁺+O2

在陽極析出的I2與電解液中的H2SO3反應，生成H2SO4和HI。電解后液返回循環使用。

經電除塵器除塵、稀硫酸洗滌和電除塵器除霧的含硫煙氣，含汞20～45mg／m³，溫度為293～313K，通過吸收塔被KI吸收液對流淋洗，當吸收液含[I^一]0．25～0．3mol／L、含汞約5～8g／L。時，從塔頂排出煙氣含汞降至0．05～0．15mg／m。。吸收后液經脫硫電解，產出純度99．99％的汞，電硫效率大于90％；每噸汞直流電耗1000～1200kw•h，碘耗60kg。此法汞提取率大于98％，用處理后煙氣制得的硫酸含汞在10^-4％以下。