CN111905321A - 一种飞灰复合螯合剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种飞灰复合螯合剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

一种飞灰复合螯合剂及其制备方法和应用，涉及焚烧飞灰处理领域，所述飞灰复合螯合剂包括以下组分：有机药剂、NaH2PO4、Na2S；所述有机药剂包括二甲基二硫代氨基甲酸钾、二乙基二硫代氨基甲酸钠、二硫代氨基甲酸酯和乙二胺四乙酸。所述飞灰复合螯合剂可以在常温下和几乎所有的重金属离子发生鳌合反应，稳定效果好，使用量少，步骤简单，固化成本低，实用性强，对危废垃圾焚烧飞灰中的重金属的处理具有高效性和经济性。

Description

一种飞灰复合螯合剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及焚烧飞灰处理领域，尤其涉及一种飞灰复合螯合剂及其制备方法和应用。
背景技术
危险废物垃圾焚烧飞灰中含有大量容易浸出的重金属，随着新版《危险废物填埋污染控制标准》于2020年6月1日的实行，对重金属的允许浸出限值进一步严格控制。对于工业废物处置场的危险废物飞灰中，总铅、总镉、总锌、总铜、总镍常常超出标准。其中，针对新的填埋标准，总铅从原来的5mg/L下降到1.2mg/L、总镍从原来的15mg/L下降到2mg/L。
飞灰复合螯合剂的种类、配方、添加比例都会影响飞灰的稳定化效果。目前市面上的飞灰螯合剂成分单一，主要是无机类、磷酸盐类、硫化物、小分子有机螯合物等，单一使用的话，用量大，对重金属具有选择性螯合，无法同时对多种重金属集中螯合稳定。虽然市面上有复合螯合剂的研发，但研发实例还比较少，无法同时对多种重金属集中稳定化，螯合物pH值的稳定性也欠佳，毒性浸出实验难以达到填埋污染控制标准。同时，由于市售的该类复合螯合剂销售成本较高，导致运行成本增加。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种飞灰复合螯合剂及其制备方法和应用。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种飞灰复合螯合剂，包括以下组分：有机药剂、NaH2PO4、Na2S、硅酸盐水泥；所述有机药剂包括二甲基二硫代氨基甲酸钾、二乙基二硫代氨基甲酸钠、二硫代氨基甲酸酯和乙二胺四乙酸。
所述二甲基二硫代氨基甲酸钾、二乙基二硫代氨基甲酸钠、二硫代氨基甲酸酯和乙二胺四乙酸的重量比为(0.5～2):(0.5～2):(0.5～2):(1～2)。
所述二甲基二硫代氨基甲酸钾、二乙基二硫代氨基甲酸钠、二硫代氨基甲酸酯和乙二胺四乙酸的重量比为1:1:1:1。
按重量份计，所述有机药剂为1～3份，NaH2PO4为1～2份，Na2S为1～5份。
一种飞灰复合螯合剂的制备方法，将有机药剂、NaH2PO4、Na2S混合均匀即得飞灰复合螯合剂。
一种飞灰复合螯合剂用于固化飞灰，包括以下步骤：
1)将飞灰复合螯合剂加入到水中，混合均匀；
2)将混合后的飞灰复合螯合剂加入到混有硅酸盐水泥的飞灰中充分搅拌一定时间；
3)将处置完的飞灰，盛于吨袋中，固化养护；
4)进行毒物浸出实验，检测合格的飞灰固化物进入危险废物填埋场。
在步骤1)中，按重量计，飞灰复合螯合剂的用量为飞灰用量的12％～25％；水的用量为飞灰用量的30％～40％。
在步骤2)中，按重量计，硅酸盐水泥的用量为飞灰用量的6％～10％。
在步骤2)中，搅拌时间为5～10min。
在步骤3)中，固化养护的时间为3～10天。
相对于现有技术，本发明技术方案取得的有益效果是：
本发明所述飞灰复合螯合剂可以在常温下和几乎所有的重金属离子发生鳌合反应，稳定效果好，使用量少，步骤简单，固化成本低，实用性强，对危废垃圾焚烧飞灰中的重金属的处理具有高效性和经济性。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合实施例，对本发明做进一步详细说明。
实施例1
一种飞灰复合螯合剂，按重量份计包括以下组分：有机药剂为2份、NaH2PO4为1份、Na2S为3份；所述有机药剂包括重量比为1:1:1:1的二甲基二硫代氨基甲酸钾、二乙基二硫代氨基甲酸钠、二硫代氨基甲酸酯和乙二胺四乙酸。
所述飞灰复合螯合剂的制备方法如下：将有机药剂、NaH2PO4、Na2S混合均匀即得飞灰复合螯合剂。
所述飞灰复合螯合剂固化飞灰的方法包括以下步骤：
1)将飞灰复合螯合剂加入到水中，混合均匀，其中，按重量计，飞灰复合螯合剂的用量为飞灰用量的12％，水的用量为飞灰用量的30％；
2)将混合后的飞灰复合螯合剂加入到混有硅酸盐水泥的飞灰中充分搅拌10min；硅酸盐水泥的用量为飞灰用量的8％；
3)将处置完的飞灰，盛于吨袋中，固化养护7天；
4)进行毒物浸出实验，检测合格的飞灰固化物进入危险废物填埋场。
将飞灰中的金属进行处理前和处理后的含量检测，实验结果如表1所示：
表1
飞灰中金属 原始浓度mg/L 实验结果mg/L 螯合率
总铅 25.98 0.17 99.4％
总镉 47.98 0.12 99.7％
总铜 259.4 24.53 90.5％
总锌 396.70 79.86 79.9％
总镍 5.20 0.14 97.3％
实施例2
一种飞灰复合螯合剂，按重量份计包括以下组分：有机药剂为1份、NaH2PO4为1份、Na2S为3份；所述有机药剂包括重量比为1:1:1:1的二甲基二硫代氨基甲酸钾、二乙基二硫代氨基甲酸钠、二硫代氨基甲酸酯和乙二胺四乙酸。
所述飞灰复合螯合剂的制备方法如下：将有机药剂、NaH2PO4、Na2S混合均匀即得飞灰复合螯合剂。
所述飞灰复合螯合剂固化飞灰的方法包括以下步骤：
1)将飞灰复合螯合剂加入到水中，混合均匀，其中，按重量计，飞灰复合螯合剂的用量为飞灰用量的12％，水的用量为飞灰用量的30％；
2)将混合后的飞灰复合螯合剂加入到混有硅酸盐水泥的飞灰中充分搅拌10min；硅酸盐水泥的用量为飞灰用量的8％；
3)将处置完的飞灰，盛于吨袋中，固化养护7天；
4)进行毒物浸出实验，检测合格的飞灰固化物进入危险废物填埋场。
将飞灰中的金属进行处理前和处理后的含量检测，实验结果如表2所示：
表2
飞灰中金属 原始浓度mg/L 实验结果mg/L 螯合率
总铅 25.98 0.58 97.8％
总镉 47.98 0.32 99.3％
总铜 259.4 30.19 88.4％
总锌 396.70 83.69 78.9％
总镍 5.20 0.48 90.9％
实施例3
一种飞灰复合螯合剂，按重量份计包括以下组分：有机药剂为3份、NaH2PO4为1份、Na2S为3份；所述有机药剂包括重量比为1:1:1:1的二甲基二硫代氨基甲酸钾、二乙基二硫代氨基甲酸钠、二硫代氨基甲酸酯和乙二胺四乙酸。
所述飞灰复合螯合剂的制备方法如下：将有机药剂、NaH2PO4、Na2S混合均匀即得飞灰复合螯合剂。
所述飞灰复合螯合剂固化飞灰的方法包括以下步骤：
1)将飞灰复合螯合剂加入到水中，混合均匀，其中，按重量计，飞灰复合螯合剂的用量为飞灰用量的12％，水的用量为飞灰用量的30％；
2)将混合后的飞灰复合螯合剂加入到混有水泥的飞灰中充分搅拌10min；硅酸盐水泥的用量为飞灰用量的8％；
3)将处置完的飞灰，盛于吨袋中，固化养护7天；
4)进行毒物浸出实验，检测合格的飞灰固化物进入危险废物填埋场。
将飞灰中的金属进行处理前和处理后的含量检测，实验结果如表3所示：
表3
飞灰中金属 原始浓度mg/L 实验结果mg/L 螯合率
总铅 25.98 0.20 99.2％
总镉 47.98 0.09 99.8％
总铜 259.4 21.83 91.6％
总锌 396.70 80.93 79.6％
总镍 5.20 0.12 97.7％
对比例1
作为实施例1的对比例，本对比例减少有机药剂添加，其余组分及含量与实施例1一样；
将飞灰中的金属进行处理前和处理后的含量检测，实验结果如表4所示：
表4
飞灰中金属 原始浓度mg/L 实验结果mg/L 螯合率
总铅 25.98 9.34 64.0％
总镉 47.98 15.71 67.3％
总铜 259.4 121.83 53.0％
总锌 396.70 156.97 60.4％
总镍 5.20 2.38 54.2％
对比例2
作为实施例1的对比例，本对比例减少有机药剂中的二甲基二硫代氨基甲酸钾成分，其余组分及含量与实施例1一样；
将飞灰中的金属进行处理前和处理后的含量检测，实验结果如表5所示：
表5
飞灰中金属 原始浓度mg/L 实验结果mg/L 螯合率
总铅 25.98 3.59 86.2％
总镉 47.98 6.28 86.9％
总铜 259.4 90.56 65.1％
总锌 396.70 106.34 73.2％
总镍 5.20 1.95 62.5％
对比例3
作为实施例1的对比例，本对比例减少有机药剂中的二乙基二硫代氨基甲酸钠成分，其余组分及含量与实施例1一样；
将飞灰中的金属进行处理前和处理后的含量检测，实验结果如表6所示：
表6
飞灰中金属 原始浓度mg/L 实验结果mg/L 螯合率
总铅 25.98 5.31 79.6％
总镉 47.98 7.22 85.0％
总铜 259.4 100.89 61.1％
总锌 396.70 115.63 70.9％
总镍 5.20 2.01 61.3％
对比例4
作为实施例1的对比例，本对比例减少有机药剂中的二硫代氨基甲酸酯成分，其余组分及含量与实施例1一样；
将飞灰中的金属进行处理前和处理后的含量检测，实验结果如表7所示：
表7
飞灰中金属 原始浓度mg/L 实验结果mg/L 螯合率
总铅 25.98 2.11 91.9％
总镉 47.98 5.33 88.9％
总铜 259.4 88.58 65.9％
总锌 396.70 101.75 74.4％
总镍 5.20 2.16 58.5％
对比例5
作为实施例1的对比例，本对比例本减少有机药剂中的乙二胺四乙酸成分，其余组分及含量与实施例1一样；
将飞灰中的金属进行处理前和处理后的含量检测，实验结果如表8所示：
表8
飞灰中金属 原始浓度mg/L 实验结果mg/L 螯合率
总铅 25.98 1.69 93.5％
总镉 47.98 3.26 93.2％
总铜 259.4 84.36 67.5％
总锌 396.70 90.56 77.2％
总镍 5.20 1.58 69.6％
综上，相比对比例，本发明实施例飞灰复合螯合剂可以在常温下和几乎所有的重金属离子发生鳌合反应，金属离子含量的填埋标准完全可以达到《危险废物填埋污染控制标准》，而且稳定效果好，使用量少，步骤简单，固化成本低，实用性强，对危废垃圾焚烧飞灰中的重金属的处理具有高效性和经济性。

Claims (10)

1.一种飞灰复合螯合剂，其特征在于包括以下组分：有机药剂、NaH2PO4、Na2S；所述有机药剂包括二甲基二硫代氨基甲酸钾、二乙基二硫代氨基甲酸钠、二硫代氨基甲酸酯和乙二胺四乙酸。
2.如权利要求1所述的一种飞灰复合螯合剂，其特征在于：所述二甲基二硫代氨基甲酸钾、二乙基二硫代氨基甲酸钠、二硫代氨基甲酸酯和乙二胺四乙酸的重量比为(0.5～2):(0.5～2):(0.5～2):(1～2)。
3.如权利要求2所述的一种飞灰复合螯合剂，其特征在于：所述二甲基二硫代氨基甲酸钾、二乙基二硫代氨基甲酸钠、二硫代氨基甲酸酯和乙二胺四乙酸的重量比为1:1:1:1。
4.如权利要求1所述的一种飞灰复合螯合剂，其特征在于：按重量份计，所述有机药剂为1～3份，NaH2PO4为1～2份，Na2S为1～5份。
5.权利要求1～4任一项所述的一种飞灰复合螯合剂的制备方法，其特征在于：将有机药剂、NaH2PO4、Na2S混合均匀即得飞灰复合螯合剂。
6.权利要求1～4任一项所述的一种飞灰复合螯合剂的应用，其特征在于：用于固化飞灰。
7.如权利要求6所述的一种飞灰复合螯合剂的应用，其特征在于固化飞灰包括以下步骤：
1)将飞灰复合螯合剂加入到水中，混合均匀；
2)将混合后的飞灰复合螯合剂加入到混合硅酸盐水泥的飞灰中充分搅拌一定时间；
3)将处置完的飞灰，盛于吨袋中，固化养护；
4)进行毒物浸出实验，检测合格的飞灰固化物进入危险废物填埋场。
8.如权利要求7所述的一种飞灰复合螯合剂的应用，其特征在于：在步骤1)中，按重量计，飞灰复合螯合剂的用量为飞灰用量的12％～25％，水的用量为飞灰用量的30％～40％。
9.如权利要求7所述的一种飞灰复合螯合剂的应用，其特征在于：在步骤2)中，按重量计，硅酸盐水泥的用量为飞灰用量的6％～10％。
10.如权利要求7所述的一种飞灰复合螯合剂的应用，其特征在于：在步骤2)中，搅拌时间为5～10min；在步骤3)中，固化养护的时间为3～10天。
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