创新性一步催化水解工艺生产硫化氢用于污酸重金属资源化回收

重金属（汞，砷，铅，镉）因其高毒性和生物富集性等特征对人类健康造成了巨大的危害作用。有色冶炼行业污酸中重金属浓度高，种类多，排放量大成为十三五计划重金属控制部分主要控制场所。近年来，基于可持续发展战略，以回收资源化污酸中的硫酸和重金属为目的的无酸损硫化沉淀重金属法成为了主流重金属控制方法。但由于有色冶炼行业缺少必要的硫化氢源，且硫化氢因其自身特性很难长距离运输成为主要限制缺陷。因此，发展现场硫化氢生产工艺，就地利用硫化氢除重金属具有重大意义。

本研究开发了一种现场硫化氢生产方法，采用二硫化碳为原料，在金属氧化物催化水解的作用下，与水发生反应，经一步水解可生成硫化氢，所生产的硫化氢实际浓度逼近理论浓度，达64.8%，满足了污酸硫化除重金属的浓度需求。稳定性实验表明，经168小时催化水解，效率下降小于5%，可工业化推广。所生成的硫化氢直接用于污酸多种重金属去除，结果表明重金属去除率达99.9%，可达标排放。最后，该实验在河南中金集团进行放大实验，硫化氢日产量达240公斤，污酸日均处理量达10吨。该研究成果以“Production of H2S with a Novel Short-process for the Removal of Heavy Metals in Acidic Effluents from Smelting Flue-gas Scrubbing Systems”为题发表在环境领域权威期刊Environmental Science & Technology (https://doi.org/10.1021/acs.est.0c07884 )。晏乃强教授为该论文通讯作者，课题组博士孙小明为第一作者。本研究得到了国家重点研发项目2017YFC0210500及国家自然科学基金No. 21806105 和 U1662132的资助。