CN106377866A - 一种重金属螯合剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种重金属螯合剂，其包括如下组分：20‑50重量份的二苯基硫脲、1‑20重量份的硫化钠，1‑20重量份的磷酸盐和50‑100重量份的水。该螯合剂适用于垃圾焚烧飞灰，能在不同城市温度环境下使用，能在很宽的pH范围内完成有效反应，能与飞灰中不同的重金属离子起到很好的螯合作用，且反应时间短，去除效果佳；处理成本低、操作方便、环保安全无毒。

Description

一种重金属螯合剂

技术领域

本发明涉及一种重金属螯合剂，属于精细化工技术领域。

背景技术

随着我国社会经济的发展，城市化进程的加快以及人们物质生活的提高，全国城市生活垃圾年产生量已达1.5亿吨以上，并以每年8％～10％的速率增加。垃圾焚烧发电可以大大缓解城市垃圾填埋场日趋饱和的困境，近年来在我国得到大力发展。垃圾在焚烧过程中，其中所含的重金属由于沸点较低，会进入到烟气中并最终冷凝富集到飞灰之中，飞灰在填埋或二次利用之前如果不进行安全固化，其中所含的重金属会对土地和水源造成污染。为此，我国陆续出台相关法规，规范垃圾焚烧飞灰的安全固化。其中《生活垃圾填埋场污染控制标准》和《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》中对进入垃圾卫生填埋场处理的飞灰、底渣浸出液重金属含量做出了严格规定。

固化技术与稳定化技术是国际上处理有毒有害废物的主要途径之一。固化技术主要有水泥固化、沥青固化等，具有工艺成熟、操作简单、处理成本低等优点，但处理后的废弃物增容比大，造成运输困难并需要占用大量的填埋处置场地，倘若固化体风化破坏后，重金属有再度溶出的危险。稳定化技术主要采用化学药剂来实现，有无机和有机两类稳定化药剂。无机稳定化药剂较为常用，包括硫化物、硅酸盐、石灰等，与固化技术相比，处理后的废弃物增容很小，但在环境pH条件发生改变时，废弃物中的重金属会因淋溶发生浸出现象，不能满足危险废物处理的长期安全性要求。有机稳定化药剂开发应用历史不长，该法发展较快的是螯合剂重金属稳定化药剂，技术关键是螯合剂对重金属离子的固化效果，目前报道的主要有二硫代氨基甲酸盐及其衍生物、有机多聚磷酸及其盐类和壳聚糖衍生物等，可以减缓处置物中重金属因环境pH改变发生浸出的程度，但飞灰中重金属离子的去除效果不太理想，并且存在试剂的生产成本高和原材料来源困难等问题，因此难以大量推广应用。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种用于垃圾焚烧飞灰的重金属螯合剂，其能与飞灰不同的重金属离子起到很好的螯合作用，反应时间短，去除效果佳，并且生产工艺简单、成本低、操作方便、环保安全无毒。

技术方案

一种重金属螯合剂，包括如下组分：20-50重量份的二苯基硫脲、1-20重量份的硫化钠，1-20重量份的磷酸盐和50-100重量份的水。

进一步，所述重金属螯合剂包括如下组分：20-40重量份的二苯基硫脲、1-10重量份的硫化钠、5-15重量份的磷酸盐和50-70重量份的水。

进一步，所述磷酸盐选自磷酸二氢钾、磷酸二氢钠或羟基乙叉二膦酸钠中的任意一种。

进一步，所述硫化钠可用硫代硫酸钠来代替。

上述重金属螯合剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)在反应釜中加入水，在搅拌状态下，将二苯基硫脲加入反应釜中，搅拌均匀后，缓慢加入磷酸盐，充分进行反应，反应完全后，静置，得到中间产物；

(2)配制硫化钠的水溶液。

(3)将步骤(1)制得的中间产物与步骤(2)的硫化钠水溶液在反应釜中混合均匀，即得。

本发明的重金属螯合剂具有以下优点：能在不同城市温度环境下使用，能在很宽的pH范围内完成有效反应；能与飞灰中不同的重金属离子起到很好的螯合作用，且反应时间短，去除效果佳；处理成本低、操作方便、环保安全无毒。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

取二苯基硫脲200kg加入反应釜中，加水制成浓度为50wt％的水溶液，在机械搅拌条件下，缓慢加入50kg磷酸二氢钾，充分进行反应，反应完全后，静置，得中间产物；取80kg硫化钠，加水450kg配制硫化钠水溶液；将中间产物与硫化钠水溶液混合均匀，即得。

实施例2

取二苯基硫脲250kg加入反应釜中，加水制成浓度为50wt％的水溶液，在机械搅拌条件下，缓慢加入120kg磷酸二氢钠，充分进行反应，反应完全后，静置，得中间产物；取80kg硫代硫酸钠，加水300kg配制硫代硫酸钠溶液；将中间产物与硫代硫酸钠水溶液混合均匀，即得。

实施例3

取二苯基硫脲200kg加入反应釜中，加水制成浓度为50wt％的水溶液，在机械搅拌条件下，缓慢加入150kg磷酸二氢钾，充分进行反应，反应完全后，静置，得中间产物；取100kg硫化钠，加水350kg配制硫化钠水溶液；将中间产物与硫化钠水溶液混合均匀，即得。

应用测试

供试飞灰来自南京地区某垃圾焚烧发电厂飞灰车间，为未进行螯合处理的原灰，原灰中重金属含量及GB16889-2008要求的重金属含量极限值见表1，分别取实施例1-3的螯合剂按2wt％、3wt％的添加量进行测试，并与市售的国外某知名药剂在相同用量下进行测试对比，测试方法参考GB5085.3-2007，测试结果见表1、表2：

表1重金属螯合剂添加量为2wt％时的飞灰中的重金属含量测试结果对比

表2重金属螯合剂添加量为3wt％时的飞灰中的重金属含量测试结果对比

由表1、表2的测试结果可以看出，与市售的国外知名药剂相比，本发明的重金属螯合剂螯合性能更优良，能与飞灰中不同的重金属离子起到很好的螯合作用，去除效果佳，一般平稳运行工况条件下，建议投加比例为2-3％。

Claims (5)

1.一种重金属螯合剂，其特征在于，包括如下组分：20-50重量份的二苯基硫脲、1-20重量份的硫化钠，1-20重量份的磷酸盐和50-100重量份的水。

2.如权利要求1所述的重金属螯合剂，其特征在于，所述重金属螯合剂包括如下组分：20-40重量份的二苯基硫脲、1-10重量份的硫化钠、5-15重量份的磷酸盐和50-70重量份的水。

3.如权利要求1所述的重金属螯合剂，其特征在于，所述磷酸盐选自磷酸二氢钾、磷酸二氢钠或羟基乙叉二膦酸钠中的任意一种。

4.如权利要求1或2或3所述的重金属螯合剂，其特征在于，进一步，所述硫化钠用硫代硫酸钠来代替。

5.权利要求1至4任一项所述重金属螯合剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)在反应釜中加入水，在搅拌状态下，将二苯基硫脲加入反应釜中，搅拌均匀后，缓慢加入磷酸盐，充分进行反应，反应完全后，静置，得到中间产物；

(2)配制硫化钠的水溶液；

(3)将步骤(1)制得的中间产物与步骤(2)的硫化钠水溶液在反应釜中混合均匀，即得。