CN111773606A - 一种高效新型飞灰螯合剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效新型飞灰螯合剂，包括以下质量份数的组分：5~10份的二硫代氨基三聚氰酸钠，8~15份的复合硫酸盐，5~10份的纳米碳酸钠，25~35份的二甲基二硫代氨基甲酸钠和30~57份的水。同时，本发明还公开了上述高效新型飞灰螯合剂的制备方法。本发明公开的高效新型飞灰螯合剂能与飞灰中高价态的重金属离子发生氧化还原反应，使重金属离子更易被螯合；能与飞灰中不同的重金属离子进行螯合反应，且反应速度快，螯合效果佳；产品及制备过程环保安全无毒。

Description

一种高效新型飞灰螯合剂及其制备方法

技术领域

本发明属于环保领域，具体涉及一种用于大气治理的高效新型飞灰螯合剂及其制备方法。

背景技术

垃圾焚烧在实现对生活垃圾减量化处理的同时，也会产生飞灰。生活垃圾焚烧飞灰成分复杂，主要污染物质为具有高浸出毒性的重金属，对环境有着严重的危害。经检测，生活垃圾焚烧飞灰中含有高浸出浓度的重金属，如Pb、Cr、Cd、Cu、Hg和Zn等。目前，国内垃圾焚烧行业处理飞灰的主流技术方法主要有三种，一种是采用水泥固化技术对重金属固化处理，重金属通过离子交换、钝化、吸附、化学吸附、沉降与水化的水泥反应，最终在水泥的水化硅酸盐胶体C-H-S表面上形成氢氧化物或络合物等较稳定的化合物，但该方法具有整合能力不强、稳定性较差,对不同类型飞灰的适应性不强,飞灰的增容量大，增大填埋的体积的缺点；二是熔融固化法，该方法是目前公认的最为安全、稳定的焚烧飞灰稳定化/固化技术，该方法主要是将焚烧飞灰与玻璃质粉料混合造粒成型，在1000~1400℃高温下熔融一段时间，但该方法具有能耗高的缺点；三是化学药剂稳定法，化学药剂通过与重金属的化学反应将其离子转变成低溶解性、低迁移性的高分子络合物或者无机矿物质，其核心在于化学整合剂的选择，特别是化学药剂对主要污染重金属离子的选择性，以及生成络合物的稳定性，特别是对酸性溶液的浸出性；而相关技术中采用化学药剂稳定法，采用的螯合剂多为DTC类螯合剂（二硫代氨基甲酸盐简称DTC），属于非高分子化合物，单位分子量含有络合中心少，与重金属生成的络合物可浸出浓度高。因此，有必要提供一种新的工艺解决上述技术问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种反应速度快、螯合效果佳、安全环保的高效新型飞灰螯合剂。

本发明的另一目的在于提供上述高效新型飞灰螯合剂的制备方法。

技术方案：为了达到上述发明目的，本发明具体是这样来实现的：一种高效新型飞灰螯合剂，包括以下质量份数的组分：5~10份的二硫代氨基三聚氰酸钠，8~15份的复合硫酸盐，5~10份的纳米碳酸钠，25~35份的二甲基二硫代氨基甲酸钠和30~57份的水。

其中，所述复合硫酸盐为硫酸钠、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠中的一种或多种，当采用多种成分复配时可按任意比例添加。

其中，所述水为去离子水。

制备上述高效新型飞灰螯合剂的方法，包括以下步骤：

（1）按照配方量取二硫代氨基三聚氰酸钠、复合硫酸盐、纳米碳酸钠、二甲基二硫代氨基甲酸钠和水待用，将二硫代氨基三聚氰酸钠、复合硫酸盐、纳米碳酸钠和二甲基二硫代氨基甲酸钠混合均匀，制备成复配粉状固体混合物；

（2）将步骤（1）中所得复配粉状固体混合物溶解于水中，并在30~60°的温度下搅拌均匀，搅拌速率为200~600r/min，静置过滤即制得。

有益效果：本发明与传统技术相比，具有以下优点：

（1）能与飞灰中高价态的重金属离子发生氧化还原反应，使重金属离子更易被螯合；

（2）能与飞灰中不同的重金属离子进行螯合反应，且反应速度快，螯合效果佳；

（3）产品及制备过程环保安全无毒。

具体实施方式

实施例1：

按质量份数取5份的二硫代氨基三聚氰酸钠，3份的亚硫酸钠，5份的焦亚硫酸钠，5份的纳米碳酸钠，25份的二甲基二硫代氨基甲酸钠和57份的水待用，将二硫代氨基三聚氰酸钠、亚硫酸钠，焦亚硫酸钠、纳米碳酸钠和二甲基二硫代氨基甲酸钠混合均匀，制备成复配粉状固体混合物；将所得复配粉状固体混合物溶解于水中，并在30°的温度下搅拌均匀，搅拌速率为200r/min，静置过滤即制得。

实施例2：

按质量份数取10份的二硫代氨基三聚氰酸钠，5份的亚硫酸钠，10份的焦亚硫酸钠，10份的纳米碳酸钠，35份的二甲基二硫代氨基甲酸钠和30份的水待用，将二硫代氨基三聚氰酸钠、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、纳米碳酸钠和二甲基二硫代氨基甲酸钠混合均匀，制备成复配粉状固体混合物；将所得复配粉状固体混合物溶解于水中，并在30°的温度下搅拌均匀，搅拌速率为200r/min，静置过滤即制得。

实施例3：

按质量份数取8份的二硫代氨基三聚氰酸钠，10份的硫代硫酸钠，8份的纳米碳酸钠，30份的二甲基二硫代氨基甲酸钠和38份的水待用，将二硫代氨基三聚氰酸钠、硫代硫酸钠、纳米碳酸钠和二甲基二硫代氨基甲酸钠混合均匀，制备成复配粉状固体混合物；将所得复配粉状固体混合物溶解于水中，并在40°的温度下搅拌均匀，搅拌速率为600r/min，静置过滤即制得。

实施例4：

按质量份数取6份的二硫代氨基三聚氰酸钠，12份的硫酸钠，8份的纳米碳酸钠，30份的二甲基二硫代氨基甲酸钠和45份的水待用，将二硫代氨基三聚氰酸钠、硫酸钠、纳米碳酸钠和二甲基二硫代氨基甲酸钠混合均匀，制备成复配粉状固体混合物；将所得复配粉状固体混合物溶解于水中，并在50°的温度下搅拌均匀，搅拌速率为400r/min，静置过滤即制得。

实施例5：

按质量份数取7份的二硫代氨基三聚氰酸钠，6份的亚硫酸钠，8份的硫酸钠，6份的纳米碳酸钠，30份的二甲基二硫代氨基甲酸钠和50份的水待用，将二硫代氨基三聚氰酸钠、亚硫酸钠、硫酸钠、纳米碳酸钠和二甲基二硫代氨基甲酸钠混合均匀，制备成复配粉状固体混合物；将所得复配粉状固体混合物溶解于水中，并在60°的温度下搅拌均匀，搅拌速率为500r/min，静置过滤即制得。

实施例6：

采用某垃圾焚烧发电厂的飞灰作为实验对像，对实施例1~5进行测试，飞灰螯合剂的添加比例为飞灰质量的2.0%，将各组螯合剂先与飞灰质量25%的水进行混合后加入到飞灰中，并搅拌30分钟至飞灰螯合剂与飞灰充分反应后，测得各重金属离子浸出浓度如下：

由上表可知：本发明能较好的与飞灰中不同的重金属螯合，且反应时间短，去除效果佳；而各实施例相互比较可见，经实施例3所配得的螯合剂处理后，各个重金属离子浓度均为最低，说明实施例3的配方效果最佳。

Claims (4)

1.一种高效新型飞灰螯合剂，其特征在于，包括以下质量份数的组分：5~10份的二硫代氨基三聚氰酸钠，8~15份的复合硫酸盐，5~10份的纳米碳酸钠，25~35份的二甲基二硫代氨基甲酸钠和30~57份的水。

2.根据权利要求1所述的高效新型飞灰螯合剂，其特征在于，所述复合硫酸盐为硫酸钠、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的高效新型飞灰螯合剂，其特征在于，所述水为去离子水。

4.制备权利要求1~3任一所述高效新型飞灰螯合剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）按照配方量取二硫代氨基三聚氰酸钠、复合硫酸盐、纳米碳酸钠、二甲基二硫代氨基甲酸钠和水待用，将二硫代氨基三聚氰酸钠、复合硫酸盐、纳米碳酸钠和二甲基二硫代氨基甲酸钠混合均匀，制备成复配粉状固体混合物；

（2）将步骤（1）中所得复配粉状固体混合物溶解于水中，并在30~60°的温度下搅拌均匀，搅拌速率为200~600r/min，静置过滤即制得。