CN105664417A - 一种重金属螯合剂 - Google Patents

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范必平
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Abstract

本发明提供了一种重金属螯合剂，所述的螯合剂由三组份组成，第一组份以褐煤、氨丙基三乙氧基硅烷、丙烯酸、碳酸钠、盐酸羟胺为原料制备得到；所述的第三组份以丙烯酰胺、尿素、氢氧化钠、磺胺嘧啶钠为原料制备得到。所述的三组份之间的配比为：10：(2～20)：(5～20)。该重金属螯合剂对垃圾飞灰的各种重金属处理明显。通过有机与无机的结合减少了螯合剂的用量。螯合后的螯合物较稳定，填埋后不易溢出。

Description

一种重金属螯合剂
技术领域
本发明属于环境保护领域，具体涉及一种重金属螯合剂。
背景技术
重金属对自然环境的污染破坏相当严重，工业中产生的大量废液、废渣等包含有较多的重金属离子，如果处理不当，不但消除不了重金属离子对环境的污染，反而会给环境带来二次污染。对于核工业所产生的含有放射性金属离子的废液废渣，科学家们一直在探索一种行之有效的绿色净化处理技术。
除了工业废液、废渣污染外，当今另一种重金属污染源——大量的电子垃圾，在我国和世界其它主要电子产品消费国引起的重金属环境污染也愈加严重。目前含有重金属的电子垃圾，要么经过简单掩埋法处理，要么经过普通的化学沉淀法处理，虽然能暂时消除地面污染源，但对地下水源或地下微生物环境的破坏却是长远的。而如今的电子垃圾多含有金、银等贵金属，如能找到行之有效的净化处理方法，不但可以解决环境污染的问题，而且还可以回收大量贵金属。为了避免重金属离子对环境的危害，世界各国均制定了严格的标准及规范，并在净化技术研发方面投入了巨大的人力、物力和财力，以期变害为利，变废为宝。
采用螯合沉淀法处理的关键在于螯合剂的性能。目前使用的螯合剂主要是对多种重金属离子均有较强螯合功能且能形成稳定的不溶性螯合物的氨基二硫代甲酸盐，包括单功能基、多功能基的小分子和含多个二硫代甲酸基的高分子，如铜试剂二乙基二硫代氨基甲酸钠、三乙烯四胺双(二硫代甲酸钠)和N，N’-二二硫代哌嗪甲酸钠、聚乙烯亚胺基黄原酸(PEX)、淀粉黄原酸脂、多胺-环氧氯丙烷共聚物黄原酸盐等。单氨基二硫代甲酸基小分子螯合剂虽螯合能力较强，但形成的絮体小，沉降性能差，且需维持适当过量才能达到较好的效果；而高分子螯合剂虽然具有较好的絮凝性能，但存在的空间位阻较大，使残余重金属离子浓度难以达标排放；含多功能基的小分子可通过同一重金属离子与来自不同螯合剂分子的螯合基结合生成大分子螯合物，从而形成大絮团，提高沉降效果，但也存在在形成大絮体时，部分螯合基团由于受已形成的螯合物的限制而造成空间不匹配，使微絮体带有部分负电荷而不利于絮体的进一步生长。目前一些市场上金属螯合剂比较单一对各种重金属处理不全面，而且螯合物不稳定，添加量大。不能满足实际的需求。
发明内容
发明目的：针对现有技术中的不足，本发明提供了一种重金属螯合剂，该螯合剂将无机重金属螯合剂与有机重金属螯合剂按一定的比例复配，增强对垃圾飞灰中重金属的螯合效果，提高对飞灰重金属处理的效率。
技术方案：本发明提供了一种重金属螯合剂，所述的螯合剂由三组份组成，第一组份以褐煤、氨丙基三乙氧基硅烷、丙烯酸、碳酸钠、盐酸羟胺为原料制备得到；所述的第三组份以丙烯酰胺、尿素、氢氧化钠、磺胺嘧啶钠为原料制备得到。
所述的三组份之间的配比为：10：(2～20)：(5～20)。
所述的第一组份各原料配比为10～15份褐煤、0.6～1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、10～15份丙烯酸、10～15份碳酸钠、10～15份盐酸羟胺。
所述的第二组份为邻菲啰啉。
所述的第三组份各原料配比为1～5份聚丙烯酰胺、20～22份尿素、0.2～0.3份氢氧化钠、15～18份磺胺嘧啶钠。
所述的第一组份通过以下方法得到：以质量份数计，取褐煤10～15份与0.6～1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、10～15份丙烯酸混合，搅拌，在60～70℃下反应4小时，水洗，烘干，再加入10～15份碳酸钠和10～15份盐酸羟胺，搅拌在90～100℃下反应4小时，水洗，烘干，得到第一组份；再加入5～20份第二组份，在30℃下搅拌2小时后，即得。
所述的褐煤需要粉碎，过筛，控制粒径大小为0.005～0.01mm。
所述的第三组份通过以下方法得到：将1～5份聚丙烯酰胺、20～22份尿素、0.2～0.3份氢氧化钠混合，搅拌，在温度30～35℃下反应4～5小时，升高温度至55～60℃，加入15～18份磺胺嘧啶钠，反应4～5小时后，过滤，干燥，得到第三组份。
有益效果：1、本发明所述的重金属螯合剂对垃圾飞灰的各种重金属处理明显。2、通过有机与无机的结合减少了螯合剂的用量。3、螯合后的螯合物较稳定，填埋后不易溢出。
具体实施方式：
制备试验：
实施例1(制备第一组份)
取的褐煤10g，粉碎，过筛，控制粒径大小为0.005～0.01mm，加入0.6g的γ-氨丙基三乙氧基硅烷和10g的丙烯酸，搅拌，在70℃下反应4小时，水洗，烘干，再加入10g碳酸钠和10g盐酸羟胺，搅拌在90℃下反应4小时，水洗，烘干，得到第一组份。
实施例2(制备第一组份)
取的褐煤15g，粉碎，过筛，控制粒径大小为0.005～0.01mm，加入1g的γ-氨丙基三乙氧基硅烷和15g的丙烯酸，搅拌，在60℃下反应4小时，水洗，烘干，再加入15g碳酸钠和15g盐酸羟胺，搅拌在100℃下反应4小时，水洗，烘干，得到第一组份。
实施例3(制备第三组份)
将1g聚丙烯酰胺、20g尿素、0.25g氢氧化钠混合，搅拌，在温度35℃下反应4小时，升高温度至55℃，加入15g磺胺嘧啶钠，反应4小时后，过滤，干燥，得到第三组份。
实施例4(制备第三组份)
将5g聚丙烯酰胺、22g尿素、0.3g氢氧化钠混合，搅拌，在温度30℃下反应4小时，升高温度至60℃，加入18g磺胺嘧啶钠，反应5小时后，过滤，干燥，得到第三组份。
复配试验：
以实施例1所得产物为第一组份，以邻菲啰啉为第二组份，以实施例3所得产物为第三组份。通过实施例5～实施例13，采用不同的配比，进行复配，得到不同的复合螯合剂，所采用的复配配比如下表所示：
应用试验
取废水1L(其中含有铜离子53.1mg/L和镍离子46.4mg/L)，加入上述实施例5～实施例13所得产物0.5g，搅拌10分钟后静置15分钟，过滤生成的沉淀物，然后用分光光度法测定废水残余的重金属含量。结果见下表。

Claims (8)

1.一种重金属螯合剂，其特征在于所述螯合剂由三组份组成，其中第一组份以褐煤、氨丙基三乙氧基硅烷、丙烯酸、碳酸钠、盐酸羟胺为原料制备得到；第三组份以丙烯酰胺、尿素、氢氧化钠、磺胺嘧啶钠为原料制备得到。
2.如权利要求1所述的重金属螯合剂，其特征在于所述的三组份之间的配比为：10：(2～20)：(5～20)。
3.如权利要求1所述的重金属螯合剂，其特征在于所述的第一组份各原料配比为10～15份褐煤、0.6～1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、10～15份丙烯酸、10～15份碳酸钠、10～15份盐酸羟胺。
4.如权利要求1所述的重金属螯合剂，其特征在于所述的第二组份为邻菲啰啉。
5.如权利要求1所述的重金属螯合剂，其特征在于所述的第三组份各原料配比为1～5份聚丙烯酰胺、20～22份尿素、0.2～0.3份氢氧化钠、15～18份磺胺嘧啶钠。
6.如权利要求1所述的重金属螯合剂，其特征在于所述的第一组份通过以下方法得到：以质量份数计，取褐煤10～15份与0.6～1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、10～15份丙烯酸混合，搅拌，在60～70℃下反应4小时，水洗，烘干，再加入10～15份碳酸钠和10～15份盐酸羟胺，搅拌在90～100℃下反应4小时，水洗，烘干，得到第一组份；再加入5～20份第二组份，在30℃下搅拌2小时后，即得。
7.如权利要求6所述的重金属螯合剂，其特征在于所述的褐煤需要粉碎，过筛，控制粒径大小为0.005～0.01mm。
8.如权利要求1所述的重金属螯合剂，其特征在于所述的第三组份通过以下方法得到：将1～5份聚丙烯酰胺、20～22份尿素、0.2～0.3份氢氧化钠混合，搅拌，在温度30～35℃下反应4～5小时，升高温度至55～60℃，加入15～18份磺胺嘧啶钠，反应4～5小时后，过滤，干燥，得到第三组份。
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