CN113262421A - 一种能有效抑制锌浸出的飞灰螯合剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及螯合剂制备技术领域，具体为一种能有效抑制锌浸出的飞灰螯合剂，所述飞灰螯合剂按重量份由以下组分原料制成：二甲基二硫代氨基甲酸钠盐40‑45份；顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠盐0.5‑3份；水45‑65份；2‑巯基乙基3‑巯基丙酸钠盐5‑10份；各组分原料的总份数为100份。本发明还提供一种制备方法，用于制备所述的飞灰螯合剂，将原料按组分配比依次加入搅拌釜内进行搅拌，搅拌均匀后陈化30min，得到所述的飞灰螯合剂。本发明提供的飞灰螯合剂，螯合能力强，对Zn具有较好的稳定化处理能力，能有效抑制其浸出；且具有抗酸碱冲击能力和长期稳定性，在强酸性(pH＜4)或者强碱性(pH＞12)环境中，飞灰螯合物也非常稳定，不容易再次浸出或者造成二次污染。

Description

一种能有效抑制锌浸出的飞灰螯合剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及螯合剂制备技术领域，具体为一种能有效抑制锌浸出的飞灰螯合剂及其制备方法。
背景技术
焚烧垃圾产生大量含有重金属的飞灰，其含量大大超过了卫生填埋标准，成为危险废物，对人体和环境的危害极大。因此需对飞灰中的重金属进行稳定化处置，使其符合填埋标准或可以进行后续资源化利用。
稳定化固化处理技术是指利用不同类型的螯合剂与飞灰中的有害物质发生化学反应如沉淀、吸附、离子交换和氧化还原等一系列反应，使其转化为低溶解性、低迁移性及低毒性的物质的过程。稳定化固化处理技术具有操作简单、处理效果见效快、稳定性好、费用较低、操作简单等优点，已成为国内外焚烧飞灰无害化处置普遍采用的技术方法。然而目前飞灰稳定化固化处理所使用的化学药剂对部分重金属的螯合能力不足，尤其是Zn；此外，在强酸性(pH＜4)或者强碱性(pH＞12)环境中，目前重金属螯合物极不稳定，容易再次浸出，造成二次污染。
故如何提供一种螯合能力强、处理效果好、能有效抑制Zn浸出，且具有极高的抗酸碱冲击能力和长期稳定性的飞灰螯合剂，是本领域技术人员亟待解决的问题。鉴于此，我们提出一种能有效抑制锌浸出的飞灰螯合剂及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能有效抑制锌浸出的飞灰螯合剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种能有效抑制锌浸出的飞灰螯合剂，所述飞灰螯合剂按重量份由以下组分原料制成：二甲基二硫代氨基甲酸钠盐40-45份；顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠盐0.5-3份；水45-65份；2-巯基乙基3-巯基丙酸钠盐5-10份；各组分原料的总份数为100份。
如图1所示为二甲基二硫代氨基甲酸钠盐稳定重金属的反应方程式，二甲基二硫代氨基甲酸钠盐的分子结构中含有极性基团，与多种重金属具有极强的络合能力，而且生成的螯合物水溶性小。
如图2所示为二甲基二硫代氨基甲酸钠盐螯合重金属离子形成的空间结构，二甲基二硫代氨基甲酸钠盐稳定重金属的反应方程式如图1所示(以Pb2+为例)。Pb最外层电子排布式为6s26p2，在失去2个电子后成为Pb+2，它的5d轨道便成了空轨道，这样Pb2+的外层电子排布为5d06s2。二硫代羧基的S原子上有3对孤对电子，其中的两对可以占用Pb+2的空d轨道，从而形成稳定的配位键。根据配位场理论，d轨道全空的情况下，为了使各电子对之间的互相排斥的力量最小，易形成四面体型的结构。从而使得S原子的外层4对电子也形成互斥力最小的正四面体沟型。
加入2-巯基乙基3-巯基丙酸钠盐稳定化处理的飞灰螯合物能形成三维网络结构，将重金属螯合物完全包裹，在酸、碱环境下均具有优良的稳定性，无法被酸液浸出，达到矿化效果。
最终它们会形成稳定的交联网状的螯合物，不同的重金属离子与重金属螯合剂所形成的螯合结构是不相同的，但最终的结果都是形成不溶于水、稳定的高分子重金属离子螯合物，达到重金属废物稳定化的目的。
顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠盐能明显改善飞灰螯合剂对Zn的稳定化处理能力，大大增强重金属螯合效果。
本发明还提供一种制备方法，用于制备所述的飞灰螯合剂，将原料按组分配比依次加入搅拌釜内进行搅拌，搅拌均匀后陈化30min，得到所述的飞灰螯合剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)飞灰螯合剂对飞灰中重金属离子的螯合能力强、稳定化处理效果好，尤其对Zn具有较好的稳定化处理能力，使飞灰稳定化产物达到填埋标准；
(2)使用本发明飞灰螯合剂稳定化处理的飞灰螯合物具有极高的抗酸碱冲击能力和长期稳定性；
(3)本发明飞灰螯合剂的制备方法简单，易操作。
附图说明
图1为本发明中二甲基二硫代氨基甲酸钠盐稳定重金属的反应方程式；
图2为本发明中二甲基二硫代氨基甲酸钠盐螯合重金属离子形成的空间结构。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种能有效抑制锌浸出的飞灰螯合剂，所述飞灰螯合剂按重量份由以下组分原料制成：二甲基二硫代氨基甲酸钠盐40-45份；顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠盐0.5-3份；水45-65份；2-巯基乙基3-巯基丙酸钠盐5-10份；各组分原料的总份数为100份。
将上述组分依次加入，搅拌均匀后陈化30min，即可得到所述的飞灰螯合剂。
将所述的飞灰螯合剂分别按照飞灰量的1.5％和2.0％进行添加，并加入飞灰量的30.0％的工艺水，搅拌均匀并放置72h后检测。
飞灰螯合物按照表1的规定进行检测
序号 检测项目 检测方法
1 汞 HJ/T300-2007、GB5085.3-2007附录B
2 铅 HJ/T300-2007、GB5085.3-2007附录A
3 镉 HJ/T300-2007、GB5085.3-2007附录A
4 总铬 HJ/T300-2007、GB5085.3-2007附录A
5 六价铬 HJ/T300-2007、GB/T15555.4-1995
6 铜 HJ/T300-2007、GB5085.3-2007附录A
7 锌 HJ/T300-2007、GB5085.3-2007附录A
8 铍 HJ/T300-2007、GB5085.3-2007附录A
9 钡 HJ/T300-2007、GB5085.3-2007附录A
10 镍 HJ/T300-2007、GB5085.3-2007附录A
11 砷 HJ/T300-2007、GB5085.3-2007附录E
12 硒 HJ/T300-2007、GB5085.3-2007附录E
表1-飞灰螯合物检测项目和方法
经检测，飞灰螯合物中重金属的检测结果如表2所示：
Figure BDA0003106391480000051
表2-飞灰螯合剂稳定化处理效果(pH＝10.5)
表3-螯合剂添加比例为2.0％时，飞灰螯合物的稳定性
Figure BDA0003106391480000061
从上述数据可以看出，本发明提供的一种能有效抑制锌浸出的飞灰螯合剂，对重金属离子螯合能力强、处理效果好，尤其对Zn具有较好的稳定化处理能力，能有效抑制其浸出，且具有极高的抗酸碱冲击能力和长期稳定性；此外，此制备方法简单易操作，具有较高的生产及应用价值。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种能有效抑制锌浸出的飞灰螯合剂，其特征在于，所述飞灰螯合剂按重量份由以下组分原料制成：
二甲基二硫代氨基甲酸钠盐40-45份；
顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠盐0.5-3份；
水45-65份；
2-巯基乙基3-巯基丙酸钠盐5-10份；
各组分原料的总份数为100份。
2.一种能有效抑制锌浸出的飞灰螯合剂的制备方法，用于制备如权利要求1所述的飞灰螯合剂，其特征在于：将原料按组分配比依次加入搅拌釜内进行搅拌，搅拌均匀后陈化30min，得到所述的飞灰螯合剂。
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