汞冶炼厂设计(engineering design of mercury metalIurgical plant)

以硫化汞矿或汞精矿为原料，采用火法或湿法冶金工艺，生产精汞及汞化合物的重金属冶炼厂设计。精汞含汞99.9％～99.999％，汞化合物主要有氯化汞，氧化汞和硫酸汞等。汞冶炼厂设计内容包括：工艺流程选择、主要设备、车间组成与工厂布置、主要技术指标。

简吏   西班牙阿尔马登矿(Almaden Mine)炼汞有2000多年历史，曾采用竖炉冶炼。1854年美国新依德里亚矿(New Idria Mine)采用回转窑炼汞，1975年麦克德米特汞矿(Mc Dermitt Mercury Mine)采用多膛炉处理汞精矿。1925年苏联海达尔肯汞联合企业()采用流态化焙烧炉挥发焙烧汞精矿。1949年以前，中国大都采用简易炉灶瓦片炉炼汞。从1953年开始相继设计和建设了半机械化的炼汞高炉、电热蒸馏炉和流态化焙烧炉。1971年设计建成湿法炼汞厂。

工艺流程选择   炼汞有火法和湿法两种工艺。火法炼汞包括矿石或精矿的焙烧或蒸馏、含汞烟气的除尘、冷凝，汞炱处理和粗汞提纯等工艺过程。湿法炼汞包括矿石用硫化钠或次氯酸盐溶液浸出、浸出液净化、电积或置换等工艺过程。湿法炼汞可减少空气污染，但技术经济指标比火法炼汞差，故很少采用。火法炼汞工艺流程见图1。

主要设备   有焙烧、蒸馏设备，冷凝、汞炱处理和提纯设备。

焙烧、蒸馏设备   有炼汞高炉、流态化焙烧炉、多膛炉、回转窑和回转蒸馏炉。根据原料性质选定。

(1)炼汞高炉。是由炉顶加料装置、排烟管、炉身和排渣机构组成的竖式炉。炉身用一般耐火材料砌筑，截面有圆形、方形或多边形，以圆形最为普遍。炉子规格以日处理矿石量表示，处理能力为30～70t／d，适于处理含汞0.15％左右100mm以下的块矿。该炉以焦炭或无烟煤为燃料，结构简单，投资省，易建设。

(2)流态化焙烧炉。采用稀相换热、锥形流态化床和床底内部排料结构，并可分为单层双稀相和双层单稀相两种炉形结构。双层单稀相炼汞焙烧炉见图2。适于处理含汞0.06％～0.17％，粒度小于13mm矿石。床能率按下部流态化床面积计算，以碎煤为燃料。

(3)多膛炉。是由水平重叠的多层圆形炉床与带有耙臂和耙齿并可转动的中心竖轴组成的焙烧炉。一般直径为3～5m，6～8层，日处理能力为100～400t，适于处理含汞2.2％～3.4％的矿石或精矿以重油或煤气为燃料。

(4)回转窑。通常直径为0.9～2m，长11～36m。适于处理含汞高于0.2％，粒度小于75mm的块矿。以重油或煤气为燃料。

(5)回转蒸馏炉。常用的直径为0.26～0.4m，长4.2～9.3m。适于处理含汞2％～20％的浮选精矿，入炉精矿含水须低于3％，采用电加热。

冷凝设备   通常采用管式表面冷却器，热烟气从管内通过，管外由空气或喷水冷却。每1m³／h烟气量需冷凝面积0.1～0.2m²。

汞炱处理设备   通常选用水力旋流器，汞炱是由汞珠、矿尘、砷锑氧化物、碳氢化合物、水分、硫化汞和硫酸汞等组成的灰黑色泥状物，含汞20％～80％。水力旋流器处理汞炱是利用汞的密度与其他杂质密度相差很大的特点，在离心力的摩擦挤压作用下，小汞珠互相碰撞结合成汞粒，沿器壁下落，以达到分离的目的。分离出的粗汞含汞可达99.9％。

提纯设备   通常采用麂皮或毛呢过滤器，必要时还进行酸洗、碱洗或再蒸馏。

车间组成与工厂布置   火法炼汞厂主要由备料、焙烧或蒸馏、冷凝、汞炱处理和提纯车间组成。

汞为剧毒元素，汞矿石不宜长途转运，通常靠近矿山建设成采选冶联合企业。汞冶炼厂生产区与生活区必须严格分开，生产区须布置于生活区的下风向，相隔距离须在2km以上。生产设备须加强密封，严防汞蒸气外漏。含汞排放物必须进行有效处理，达到排放标准后排放。

主要技术指标   见表。