CN112169245A - 一种处理医疗垃圾废物焚烧飞灰用螯合剂及其制备方法 - Google Patents

一种处理医疗垃圾废物焚烧飞灰用螯合剂及其制备方法 Download PDF

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钟云飞
王雪莲
郑罗洁
危怡璨
牛梓屹
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Abstract

本发明公开了一种处理医疗垃圾废物焚烧飞灰用螯合剂及其制备方法，由以下质量份数的组分组成：有机螯合剂：15～35份，无机螯合剂：5～15份，钒基催化剂：10～20份，所述有机螯合剂为二硫代甲酸钠，所述无机螯合剂为重过磷酸钙。在制备过程中，可将有机螯合剂与钒基催化剂分开制备后再进行复配，制备方法简单，适合工业化推广。本发明提供的处理医疗垃圾废物焚烧飞灰用螯合剂可与重金属离子及二噁英反应，形成络合物，达到安全、快速、高效处理医疗垃圾废物焚烧飞灰的效果。

Description

一种处理医疗垃圾废物焚烧飞灰用螯合剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及医疗垃圾处理技术领域，更具体地，涉及一种处理医疗垃圾废物焚烧飞灰用螯合剂及其制备方法。
背景技术
医疗废物是一种特殊的废弃物，由于含有大量的病原体，如细菌、病毒、真菌、放线菌、支原体等，所以医疗废物具有极强的传染性、生物毒性和腐蚀性。因为其具有空间传染、急性传染、交叉传染和潜伏性传染等特征，如果得不到严格的管理和科学的处置，极易对人们的身体健康和社会环境造成危害。目前我国危险废物集中处理中心主要采用的方法是高温焚烧，然而医疗废物焚烧后产生的飞灰中含有丰富的重金属及有毒的持久性有机污染物如二噁英等严重危害人体健康，破坏生态环境。
公告号为CN102773246的中国发明专利公开了一种医疗垃圾焚烧飞灰固化/稳定化处理的方法，使用腐殖酸一次固定医疗垃圾焚烧飞灰中的重金属，使用水泥对医疗垃圾焚烧飞灰和腐殖酸反应产物进行固化稳定化，对重金属实现二次固定。上述技术方案虽然降低了水泥固化的水泥用量，但是两次固化过程所需时间长，且固化过程仅以飞灰中的重金属为目标，无法分解或稳定飞灰中的二噁英。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种处理医疗垃圾废物焚烧飞灰用螯合剂，可与飞灰中的重金属离子及二噁英反应，形成络合物，达到安全高效处理医疗垃圾废物焚烧飞灰的效果。
本发明的另一目的在于提供上述处理医疗垃圾焚烧飞灰用螯合剂的制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种处理医疗垃圾废物焚烧飞灰用螯合剂，其特征在于，由以下质量份数的组分组成：有机螯合剂：15～35份，无机螯合剂：5～15份，钒基催化剂：10～20份，所述有机螯合剂为二硫代甲酸钠，所述无机螯合剂为重过磷酸钙。
进一步地，所述有机螯合剂为15～20份。
一种上述处理医疗垃圾废物焚烧飞灰用螯合剂的制备方法，包括以下步骤：
S1.制备有机螯合剂：将二乙烯三胺与交联剂混合反应后得大分子多烯多胺，将大分子多烯多胺在碱性条件下与二硫化碳反应，得二硫代甲酸钠；
S2.制备钒基催化剂：
S21.将无水乙醇、醋酸与钛酸四丁酯搅拌均匀，得溶液一；
S22.将偏钒酸铵溶液在去离子水和无水乙醇的混合溶液中，随后边滴加草酸边搅拌，得溶液二；
S23.在去离子水和无水乙醇的混合溶液中加入四水乙酸锰和三水硝酸铜混合均匀，得溶液三；
S24.将溶液一、溶液二和溶液三混合均匀，搅拌后得溶胶体；
S25.将溶胶体经超声搅拌、水浴陈化、干燥、研磨和煅烧处理后，得钒基催化剂；
S3.复配：将二硫代甲酸钠与重过磷酸钙在碱性条件下混合均匀，随后加入钒基催化剂继续混合均匀，得处理医疗垃圾废物焚烧飞灰用螯合剂。
进一步地，步骤S1中各原材料的质量份数如下：二乙烯三胺：10份，交联剂：5份，二硫化碳：5份。
进一步地，步骤S1中所述交联剂为二氯乙烷。
进一步地，步骤S21中各原材料的质量份数如下：无水乙醇：1～10份，醋酸：1～10份，钛酸四丁酯1～10份。
进一步地，步骤S22中各原材料的质量份数如下：偏钒酸铵：1～10份，草酸：1～10份。
进一步地，步骤S23中各原材料的质量份数如下：四水乙酸锰：1～10份，三水硝酸铜：1～10份。
进一步地，步骤S25中所述水浴陈化过程的温度为40℃，时间为12h。
进一步地，步骤S25中所述煅烧过程在马弗炉中进行，温度为450℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明提供的螯合剂可用于处理医疗垃圾废物焚烧产生的飞灰，与飞灰中的众多重金属离子及二噁英反应，促进重金属离子与二噁英形成络合物，反应效果迅速，可显著降低飞灰中的重金属和二噁英含量，提高医疗垃圾飞灰处置的稳定性，实现对飞灰的安全高效、绿色环保处理。
本发明所用原材料简单易得，成本低，不仅能减轻减轻大型医疗废物处理厂的负担，也适合小型医疗废物处理厂使用。在制备过程中，将有机螯合剂与钒基催化剂分开制备，两者可同时进行，优化了生产流程，缩短了产品的生产周期，通过水浴陈化和研磨处理，使混合物的性质更加稳定。
附图说明
图1为一种处理医疗垃圾废物焚烧飞灰用螯合剂制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种处理医疗垃圾废物焚烧飞灰用螯合剂的制备方法，包括以下步骤：
S1.制备有机螯合剂：将10份二乙烯三胺与5份二氯乙烷混合反应后得大分子多烯多胺，将大分子多烯多胺在碱性条件下与5份二硫化碳反应，得二硫代甲酸钠；
S2.制备钒基催化剂：
S21.将5份无水乙醇、5份醋酸与10份钛酸四丁酯搅拌均匀，得溶液一；
S22.将10份偏钒酸铵溶液在去离子水和无水乙醇的混合溶液中，随后向混合溶液中边滴加2份草酸边搅拌，得溶液二；
S23.在去离子水和无水乙醇的混合溶液中加入5份四水乙酸锰和10份三水硝酸铜混合均匀，得溶液三；
S24.将制备的溶液一、溶液二和溶液三混合均匀，经磁力搅拌后得溶胶体；
S25.将溶胶体经超声搅拌、水浴陈化、干燥、研磨和煅烧处理，其中，水浴陈化过程的温度为40℃，时间为12h，煅烧过程在马弗炉中进行，温度为450℃得钒基催化剂；
S3.复配：将15份二硫代甲酸钠与5份重过磷酸钙在碱性条件下混合均匀，随后加入15份钒基催化剂继续混合均匀，得处理医疗垃圾废物焚烧飞灰用螯合剂。
实施例2
本实施例提供一种处理医疗垃圾废物焚烧飞灰用螯合剂的制备方法，包括以下步骤：
S1.制备有机螯合剂：将10份二乙烯三胺与5份二氯乙烷混合反应后得大分子多烯多胺，将大分子多烯多胺在碱性条件下与5份二硫化碳反应，得二硫代甲酸钠；
S2.制备钒基催化剂：
S21.将10份无水乙醇、2份醋酸与5份钛酸四丁酯搅拌均匀，得溶液一；
S22.将5份偏钒酸铵溶液在去离子水和无水乙醇的混合溶液中，随后向混合溶液中边滴加5份草酸边搅拌，得溶液二；
S23.在去离子水和无水乙醇的混合溶液中加入8份四水乙酸锰和5份三水硝酸铜混合均匀，得溶液三；
S24.将制备的溶液一、溶液二和溶液三混合均匀，经磁力搅拌后得溶胶体；
S25.将溶胶体经超声搅拌、水浴陈化、干燥、研磨和煅烧处理，其中，水浴陈化过程的温度为40℃，时间为12h，煅烧过程在马弗炉中进行，温度为450℃得钒基催化剂；
S3.复配：将25份二硫代甲酸钠与15份重过磷酸钙在碱性条件下混合均匀，随后加入10份钒基催化剂继续混合均匀，得处理医疗垃圾废物焚烧飞灰用螯合剂。
实施例3
本实施例参照实施例1，与实施例1的不同之处在于，步骤S21中各原材料的质量份数如下：无水乙醇：2份，醋酸：10份，钛酸四丁酯4份。
实施例4
本实施例参照实施例1，与实施例1的不同之处在于，步骤S22中各原材料的质量份数如下：偏钒酸铵：10份，草酸：4份。
实施例5
本实施例参照实施例1，与实施例1的不同之处在于，步骤S23中各原材料的质量份数如下：四水乙酸锰：10份，三水硝酸铜：10份。
实施例6
本实施例参照实施例1，与实施例1的不同之处在于，步骤S3中个组分的质量份数如下：二硫代甲酸钠：35份，重过磷酸钙：10份，钒基催化剂：20份。
对实施例1～6制备的处理医疗垃圾废物焚烧飞灰用螯合剂进行性能测试，测试过程如下：取螯合剂100g，与过筛烘干后的1000g飞灰混合，在抽气泵的驱动下，进入管路；抽气泵的抽气流量为10L/min，空速为10000/h，反应温度为200℃，管路保温均为200℃，20min后加入1000mL纯水养护48h，检测飞灰中重金属及二恶英的浸出浓度。
测试结果见表1，其中对照组为未加入螯合剂，直接将1000g飞灰抽至管路中，其余工艺参数相同。
表1
Figure BDA0002703490550000051
从表1中的测试结果来看，本发明制备的螯合剂见效快，操作时间短，养护48小时后即可有效降低医疗垃圾焚烧飞灰中多种重金属的浸出浓度，提高了处理效率；同时还能降低飞灰中的二噁英含量，实现医疗垃圾的无害化处理，操作简单，节约了医疗垃圾废物焚烧飞灰的处理成本。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种处理医疗垃圾废物焚烧飞灰用螯合剂，其特征在于，由以下质量份数的组分组成：有机螯合剂：15～35份，无机螯合剂：5～15份，钒基催化剂：10～20份，所述有机螯合剂为二硫代甲酸钠，所述无机螯合剂为重过磷酸钙。
2.根据权利要求1所述的处理医疗垃圾废物焚烧飞灰用螯合剂，其特征在于，所述有机螯合剂为15～20份。
3.一种权利要求1或2所述的处理医疗垃圾废物焚烧飞灰用螯合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.制备有机螯合剂：将二乙烯三胺与交联剂混合反应后得大分子多烯多胺，将大分子多烯多胺在碱性条件下与二硫化碳反应，得二硫代甲酸钠；
S2.制备钒基催化剂：
S21.将无水乙醇、醋酸与钛酸四丁酯搅拌均匀，得溶液一；
S22.将偏钒酸铵溶液在去离子水和无水乙醇的混合溶液中，随后边滴加草酸边搅拌，得溶液二；
S23.在去离子水和无水乙醇的混合溶液中加入四水乙酸锰和三水硝酸铜混合均匀，得溶液三；
S24.将制备的溶液一、溶液二和溶液三混合均匀，搅拌后得溶胶体；
S25.将溶胶体经超声搅拌、水浴陈化、干燥、研磨和煅烧处理后，得钒基催化剂；
S3.复配：将二硫代甲酸钠与重过磷酸钙在碱性条件下混合均匀，随后加入钒基催化剂继续混合均匀，得处理医疗垃圾废物焚烧飞灰用螯合剂。
4.根据权利要求3所述的处理医疗垃圾废物焚烧飞灰用螯合剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中的交联剂为二氯乙烷。
5.根据权利要求3所述的处理医疗垃圾废物焚烧飞灰用螯合剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中各原材料的质量份数如下：二乙烯三胺：10份，交联剂：5份，二硫化碳：5份。
6.根据权利要求3所述的处理医疗垃圾废物焚烧飞灰用螯合剂的制备方法，其特征在于，步骤S21中各原材料的质量份数如下：无水乙醇：1～10份，醋酸：1～10份，钛酸四丁酯1～10份。
7.根据权利要求3所述的处理医疗垃圾废物焚烧飞灰用螯合剂的制备方法，其特征在于，步骤S22中各原材料的质量份数如下：偏钒酸铵：1～10份，草酸：1～10份。
8.根据权利要求3所述的处理医疗垃圾废物焚烧飞灰用螯合剂的制备方法，其特征在于，步骤S23中各原材料的质量份数如下：四水乙酸锰：1～10份，三水硝酸铜：1～10份。
9.根据权利要求3所述的处理医疗垃圾废物焚烧飞灰用螯合剂的制备方法，其特征在于，步骤S25中所述水浴陈化过程的温度为40℃，时间为12h。
10.根据权利要求3所述的处理医疗垃圾废物焚烧飞灰用螯合剂的制备方法，其特征在于，步骤S25中所述煅烧过程在马弗炉中进行，温度为450℃。
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