本發明涉及一種微波和超聲波協同處理廢氯化汞觸媒的方法，屬于廢汞觸媒回收利用技術領域。
背景技術：
我國作為世界上最大的pvc生產國，其中超過70%的pvc是由電石法所生產，該工藝需采用負載氯化汞的活性炭作為催化劑。其汞的消耗量占我國汞消耗量的60%，全球汞消耗量的30%，我國目前已成為世界上最大的汞消費國。一旦這些汞觸媒報廢，將產生大量的廢汞觸媒，由于廢觸媒中汞的浸出毒性較高，而一旦處置不當將對環境構成極大的威脅。因此在觸媒廢棄之前大多企業均對廢汞觸媒中的汞進行回收，盡管專利中提出各種各樣的回收方法，但是目前使用得最為廣泛也是最為成熟的方法還是堿浸泡-焙燒法，即先將廢觸媒用石灰水浸泡，使其中的氯化汞轉化為氧化汞，然后再進行高溫焙燒，使氧化汞分解為單質汞。
傳統的堿浸泡-焙燒法可以回收一定量的汞，但是存在堿浸泡時間過長，過程能耗較高和氯化汞轉變為氧化汞的轉化率不高的問題，目前也有少量廢汞觸媒的新方法。
專利201510481420.0提出了一種廢汞觸媒預處理方法，該專利采用石灰水煮制廢觸媒3~6h后，再采用超聲處理20~30s。
專利201610332424.7提出了一種微波加熱處理廢氯化汞觸媒的方法，將廢氯化汞觸媒依次進行微波低溫干燥、微波中溫加熱得到脫汞廢觸媒和hgcl2蒸汽；脫汞廢觸媒進行微波高溫活化得到再生的汞廢觸媒用活性炭，hgcl2蒸汽經冷凝、加水溶解后得到汞廢媒用氯化汞溶液；汞廢觸媒用活性炭在汞廢媒用氯化汞溶液中浸漬制備得到新的氯化汞觸媒。該專利采用通過低溫干燥、中溫蒸餾氯化汞和高溫活化再生活性炭的三段式微波加熱的處理方式實現氯化汞的回收和活性炭的再生。
現有廢汞觸媒的處理方法的流程較為復雜，氯化汞的回收率和活性炭的再生率較低。
技術實現要素：
針對目前廢氯化汞觸媒處理方法存在的問題和不足，本發明提供一種微波和超聲波協同處理廢氯化汞觸媒的方法，即在預處理過程中同步引入微波和超聲波協同強化堿浸過程，微波和超聲波協同處理，在加熱、空化效應和催化效應的協同作用下，打開廢觸媒表面的包裹體，降解有機積炭，促進堿液與氯化汞的反應，從而降低過程能耗和處理時間。
一種微波和超聲波協同處理廢氯化汞觸媒的方法，具體步驟如下：
（1）將廢氯化汞觸媒和生石灰得到混合物a，在混合物a中加入水并混合均勻得到混合物b；
（2）在微波和超聲波條件下，將步驟（1）所得混合物b進行浸出反應20~240min，過濾、干燥；
（3）在氮氣條件下，將步驟（2）所得產物進行微波焙燒得到汞和物料c；
（4）在步驟（3）所得物料c中加入水，然后進行超聲波浸出得到活性炭和金屬鹽。
所述步驟（1）中廢汞觸媒與生石灰的質量比為4~10:1；水與混合物a的液固比ml:g為2~20:1；
所述步驟（2）中超聲波頻率為20~2500hz，功率為10~200w；微波功率為50~3000w。
所述步驟（4）中微波焙燒溫度為500~800℃，焙燒時間為10~180min；
所述步驟（4）中水與物料c的液固比ml:g為2~10:1，超聲波頻率為30~2300hz，功率為10~200w，浸出溫度為40~90℃，浸出時間為20~200min。
本發明的有益效果是：
（1）本發明通過在對廢汞觸媒進行堿浸預處理過程中采用微波和超聲波進行多外場協同強化浸出，提高了氯化汞生成氧化汞的轉化率，縮短了預處理時間，同時對廢觸媒中有機積炭具有降解作用；
（2）本發明焙燒過程中采用微波進行快速加熱脫汞，進一步節約處理時間和過程能耗；
（3）本發明采用超聲波輔助浸出廢觸媒中的金屬鹽，可以大幅提高浸出率；
（4）本發明具有氧化汞生成率高、處理時間短、汞回收率高和能耗低等特點。
附圖說明
圖1為本發明的工藝流程圖。
具體實施方式
下面結合具體實施方式，對本發明作進一步說明。
實施例1：如圖1所示，一種微波和超聲波協同處理廢氯化汞觸媒的方法，具體步驟如下：
（1）將50g廢氯化汞觸媒和10g生石灰得到混合物a，混合物a中廢汞觸媒與生石灰的質量比為5:1；按照水與混合物a的液固比ml:g為2:1的比例，在混合物a中加入0.12l水并混合均勻得到混合物b；
（2）在微波和超聲波條件下，其中超聲波頻率為20hz，超聲波功率為30w，微波功率為50w，將步驟（1）所得混合物b進行浸出反應20min，過濾，然后置于溫度為80℃的微波條件下干燥40min；
（3）在氮氣條件下，其中氮氣從爐底通入，氮氣流量為10l/min，氮氣純度為90%，將步驟（2）所得產物進行微波焙燒得到物料c，從尾氣中冷凝得到單質汞，其中微波焙燒溫度為800℃，焙燒時間為10min；
（4）在步驟（3）所得物料c中加入水，其中水與物料c的液固比ml:g為2:1，然后進行超聲波浸出得到活性炭和金屬鹽，其中超聲波頻率為30hz，功率為50w，浸出溫度為40℃，浸出時間為20min；
本實施例汞的回收率為99.5%，活性炭回收率為70.1%和金屬鹽回收率為90.1%。
實施例2：如圖1所示，一種微波和超聲波協同處理廢氯化汞觸媒的方法，具體步驟如下：
（1）將50g廢氯化汞觸媒和5g生石灰得到混合物a，混合物a中廢汞觸媒與生石灰的質量比為10:1；按照水與混合物a的液固比ml:g為20:1的比例，在混合物a中加入1.1l水并混合均勻得到混合物b；
（2）在微波和超聲波條件下，其中超聲波頻率為1100hz，超聲波功率為10w，微波功率為1200w，將步驟（1）所得混合物b進行浸出反應100min，過濾，然后置于溫度為110℃的微波條件下干燥18min；
（3）在氮氣條件下，其中氮氣從爐底通入，氮氣流量為80l/min，氮氣純度為81%，將步驟（2）所得產物進行微波焙燒得到物料c，從尾氣中冷凝得到單質汞，其中微波焙燒溫度為700℃，焙燒時間為50min；
（4）在步驟（3）所得物料c中加入水，其中水與物料c的液固比ml:g為5:1，然后進行超聲波浸出得到活性炭和金屬鹽，其中超聲波頻率為2300hz，功率為10w，浸出溫度為80℃，浸出時間為120min；
本實施例汞的回收率為98.4%，活性炭的回收率為78.4%和金屬鹽的回收率為85.1%。
實施例3：如圖1所示，一種微波和超聲波協同處理廢氯化汞觸媒的方法，具體步驟如下：
（1）將50g廢氯化汞觸媒和12.5g生石灰得到混合物a，混合物a中廢汞觸媒與生石灰的質量比為4:1；按照水與混合物a的液固比ml:g為10:1的比例，在混合物a中加入0.625l水并混合均勻得到混合物b；
（2）在微波和超聲波條件下，其中超聲波頻率為2500hz，超聲波功率為200w，微波功率為3000w，將步驟（1）所得混合物b進行浸出反應240min，過濾，然后置于溫度為100℃的微波條件下干燥10min；
（3）在氮氣條件下，其中氮氣從原料表面通入，氮氣流量為180l/min，氮氣純度為99%，將步驟（2）所得產物進行微波焙燒得到物料c，從尾氣中冷凝得到單質汞，其中微波焙燒溫度為500℃，焙燒時間為180min；
（4）在步驟（3）所得物料c中加入水，其中水與物料c的液固比ml:g為10:1，然后進行超聲波浸出得到活性炭和金屬鹽，其中超聲波頻率為1200hz，功率為200w，浸出溫度為90℃，浸出時間為200min；
本實施例汞的回收率為95.5%，活性炭的回收率為68.5%和金屬鹽的回收率為82.1%。
以上對本發明的具體實施方式作了詳細說明，但是本發明并不限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。