CN114082129A - 一种高效飞灰螯合剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效飞灰螯合剂，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，3～9份的钛酸四丁酯，5～10份的纳米碳酸钠，25～35份的二甲基二硫代氨基甲酸钠，30～57份的水、2～8磷酸二氢钠、15～35份的有机螯合剂，10～28份的无机螯合剂，5～15份的催化剂，5～10份的三巯基均三嗪，10～60份的有机硫化物，10～30份的无机硫化物、3～5份的无机磷化物、0.1～0.3份的分散剂、1～10份的铁粉。同时，本发明还公开了上述高效飞灰螯合剂的制备方法。本发明所述飞灰螯合剂可在常温下和几乎所有的金属离子发生螯合反应，具备制备过程简便、成本低、稳定性高、效率高的特点，反应速度快，环保安全。

Description

一种高效飞灰螯合剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及焚烧飞灰处理技术领域，具体为一种高效飞灰螯合剂及其制备方法。

背景技术

飞灰由燃料(主要是煤)燃烧过程中排出的微小灰粒。其粒径一般在1～100μm之间。又称粉煤灰或烟灰。由燃料燃烧所产生烟气灰分中的细微固体颗粒物。如燃煤电厂从烟道气体中收集的细灰。飞灰是煤粉进入1300～1500℃的炉膛后，在悬浮燃烧条件下经受热面吸热后冷却而形成的。由于表面张力作用，飞灰大部分呈球状，表面光滑，微孔较小。一部分因在熔融状态下互相碰撞而粘连，成为表面粗糙、棱角较多的蜂窝状组合粒子。飞灰的化学组成与燃煤成分、煤粒粒度、锅炉型式、燃烧情况及收集方式等有关。飞灰的排放量与燃煤中的灰分直接有关。据我国用煤情况，燃用1t煤约产生250～300kg粉煤灰。大量粉煤灰如不加控制或处理，会造成大气污染，进入水体会淤塞河道，其中某些化学物质对生物和人体造成危害。螯合剂是金属原子或离子与含有两个或两个以上配位原子的配位体作用，生成具有环状结构的络合物，该络合物叫做螯合物。能生成螯合物的这种配体物质叫螯合剂，也称为络合剂。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。重金属在环境中不断迁移、转化、被污染的土壤和水环境无法通过自身的净化作用实现消除，且不能被微生物分解，并会通过生物链富集，因此飞灰处理不当而导致其中的污染物重金属流失到环境中，会对人体健康和自然环境产生严重的危害。现如今飞灰螯合剂制备过程复杂、成本高、稳定性不高、效率低。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高效飞灰螯合剂及其制备方法，具备螯合剂稳定性高、制备过程简便和成本较低等优点，解决了上述背景技术中所提出的问题。

(二)技术方案

为实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：一种高效飞灰螯合剂，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，3～9份的钛酸四丁酯，5～10份的纳米碳酸钠，25～35份的二甲基二硫代氨基甲酸钠，30～57份的水、2～8磷酸二氢钠、15～35份的有机螯合剂，10～28份的无机螯合剂，5～15份的催化剂，5～10份的三巯基均三嗪，10～60份的有机硫化物，10～30份的无机硫化物、3～5份的无机磷化物、0.1～0.3份的分散剂、1～10份的铁粉。

进一步的，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。

进一步的，所述有机硫化物为二甲基二硫代氨基甲酸盐、二乙基二硫代氨基甲酸盐中的任一一种。

进一步的，所述无机硫化物为硫化钠或硫代硫酸钠中的一种或者两种的混合物。

进一步的，所述有机螯合剂为二硫代甲酸钠，无机螯合剂为重过磷酸钙。

制备上述高效飞灰螯合剂的方法，包括以下步骤：S1、将二甲基二硫代氨基甲酸钠、纳米碳酸钠、磷酸二氢钠搅拌混合15-50min，加入钛酸四丁酯和水，并在40-50℃的温度下均匀搅拌，加入催化剂，搅拌速率为300-500r/min，混合制得粉状混合物A剂；S2、将有机硫化物、无机硫化物、无机磷化物、分散剂加入粉碎机内进行粉碎，然后将粉碎所得物进行混合搅拌，通过研磨机进行研磨，使其混合均匀，制得混合物B剂；S3、将复合硫酸盐加入水中加入，搅拌，在搅拌的过程中加入铁粉和二硫代氨基三聚氰酸钠，制得混合物C剂；S4、将有机螯合剂、无机螯合剂在碱性条件下进行搅拌，加入三巯基均三嗪、混合物A剂、混合物B剂和混合物C剂采用超声搅拌、混合，静置过滤制得。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明的益效果是：本发明所述飞灰螯合剂可在常温下和几乎所有的金属离子发生螯合反应，具备制备过程简便、成本低、稳定性高、效率高的特点，实用性强，使混合物的性质更加稳定，反应速度快，易于推广，环保安全。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，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。

实施例1

一种高效飞灰螯合剂，包括以下质量份数的组分：5份二硫代氨基三聚氰酸钠，8份复合硫酸盐，3份钛酸四丁酯，5份纳米碳酸钠，25份二甲基二硫代氨基甲酸钠，30份水、2磷酸二氢钠、15份有机螯合剂，10份无机螯合剂，5份催化剂，5份三巯基均三嗪，10份有机硫化物，10份无机硫化物、3份无机磷化物、0.1份分散剂、1份铁粉。

具体而言，所述复合硫酸盐为硫酸钠和亚硫酸钠。

具体而言，所述有机硫化物为二甲基二硫代氨基甲酸盐。

具体而言，所述无机硫化物为硫化钠。

具体而言，所述有机螯合剂为二硫代甲酸钠，无机螯合剂为重过磷酸钙。

本实施例还公开了一种高效飞灰螯合剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、将二甲基二硫代氨基甲酸钠、纳米碳酸钠、磷酸二氢钠搅拌混合15min，加入钛酸四丁酯和水，并在40℃的温度下均匀搅拌，加入催化剂，搅拌速率为300r/min，混合制得粉状混合物A剂。

S2、将有机硫化物、无机硫化物、无机磷化物、分散剂加入粉碎机内进行粉碎，然后将粉碎所得物进行混合搅拌，通过研磨机进行研磨，使其混合均匀，制得混合物B剂。

S3、将复合硫酸盐加入水中加入，搅拌，在搅拌的过程中加入铁粉和二硫代氨基三聚氰酸钠，制得混合物C剂。

S4、将有机螯合剂、无机螯合剂在碱性条件下进行搅拌，加入三巯基均三嗪、混合物A剂、混合物B剂和混合物C剂采用超声搅拌、混合，静置过滤制得。

实施例2

一种高效飞灰螯合剂，包括以下质量份数的组分：8份二硫代氨基三聚氰酸钠，11份复合硫酸盐，5份钛酸四丁酯，7份纳米碳酸钠，29份二甲基二硫代氨基甲酸钠，45份水、5磷酸二氢钠、25份有机螯合剂，20份无机螯合剂，10份催化剂，7份三巯基均三嗪，30份有机硫化物，20份无机硫化物、4份无机磷化物、0.2份分散剂、5份铁粉。

具体而言，所述复合硫酸盐为亚硫酸钠和焦亚硫酸钠。

具体而言，所述有机硫化物为二乙基二硫代氨基甲酸盐。

具体而言，所述无机硫化物为硫化钠。

具体而言，所述有机螯合剂为二硫代甲酸钠，无机螯合剂为重过磷酸钙。

本实施例还公开了一种高效飞灰螯合剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、将二甲基二硫代氨基甲酸钠、纳米碳酸钠、磷酸二氢钠搅拌混合30min，加入钛酸四丁酯和水，并在45℃的温度下均匀搅拌，加入催化剂，搅拌速率为350r/min，混合制得粉状混合物A剂。

S2、将有机硫化物、无机硫化物、无机磷化物、分散剂加入粉碎机内进行粉碎，然后将粉碎所得物进行混合搅拌，通过研磨机进行研磨，使其混合均匀，制得混合物B剂。

S3、将复合硫酸盐加入水中加入，搅拌，在搅拌的过程中加入铁粉和二硫代氨基三聚氰酸钠，制得混合物C剂。

S4、将有机螯合剂、无机螯合剂在碱性条件下进行搅拌，加入三巯基均三嗪、混合物A剂、混合物B剂和混合物C剂采用超声搅拌、混合，静置过滤制得。

实施例3

一种高效飞灰螯合剂，包括以下质量份数的组分：10份二硫代氨基三聚氰酸钠，15份复合硫酸盐，9份钛酸四丁酯，10份纳米碳酸钠，35份二甲基二硫代氨基甲酸钠，57份水、8磷酸二氢钠、35份有机螯合剂，28份无机螯合剂，15份催化剂，10份三巯基均三嗪，60份有机硫化物，30份无机硫化物、5份无机磷化物、0.3份分散剂、10份铁粉。

具体而言，所述复合硫酸盐为焦亚硫酸钠和硫代硫酸钠。

具体而言，所述有机硫化物为二乙基二硫代氨基甲酸盐。

具体而言，所述无机硫化物为硫代硫酸钠。

具体而言，所述有机螯合剂为二硫代甲酸钠，无机螯合剂为重过磷酸钙。

本实施例还公开了一种高效飞灰螯合剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、将二甲基二硫代氨基甲酸钠、纳米碳酸钠、磷酸二氢钠搅拌混合50min，加入钛酸四丁酯和水，并在50℃的温度下均匀搅拌，加入催化剂，搅拌速率为500r/min，混合制得粉状混合物A剂。

S2、将有机硫化物、无机硫化物、无机磷化物、分散剂加入粉碎机内进行粉碎，然后将粉碎所得物进行混合搅拌，通过研磨机进行研磨，使其混合均匀，制得混合物B剂。

S3、将复合硫酸盐加入水中加入，搅拌，在搅拌的过程中加入铁粉和二硫代氨基三聚氰酸钠，制得混合物C剂。

S4、将有机螯合剂、无机螯合剂在碱性条件下进行搅拌，加入三巯基均三嗪、混合物A剂、混合物B剂和混合物C剂采用超声搅拌、混合，静置过滤制得。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种高效飞灰螯合剂，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，3～9份的钛酸四丁酯，5～10份的纳米碳酸钠，25～35份的二甲基二硫代氨基甲酸钠，30～57份的水、2～8磷酸二氢钠、15～35份的有机螯合剂，10～28份的无机螯合剂，5～15份的催化剂，5～10份的三巯基均三嗪，10～60份的有机硫化物，10～30份的无机硫化物、3～5份的无机磷化物、0.1～0.3份的分散剂、1～10份的铁粉。

2.根据权利要求1所述的一种高效飞灰螯合剂，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所述的一种高效飞灰螯合剂，其特征在于：所述有机硫化物为二甲基二硫代氨基甲酸盐、二乙基二硫代氨基甲酸盐中的任一一种。

4.根据权利要求1所述的一种高效飞灰螯合剂，其特征在于：所述无机硫化物为硫化钠或硫代硫酸钠中的一种或者两种的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种高效飞灰螯合剂，其特征在于：所述有机螯合剂为二硫代甲酸钠，无机螯合剂为重过磷酸钙。

6.制备权利要求1～5任一所述高效飞灰螯合剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将二甲基二硫代氨基甲酸钠、纳米碳酸钠、磷酸二氢钠搅拌混合15-50min，加入钛酸四丁酯和水，并在40-50℃的温度下均匀搅拌，加入催化剂，搅拌速率为300-500r/min，混合制得粉状混合物A剂；

S2、将有机硫化物、无机硫化物、无机磷化物、分散剂加入粉碎机内进行粉碎，然后将粉碎所得物进行混合搅拌，通过研磨机进行研磨，使其混合均匀，制得混合物B剂；

S3、将复合硫酸盐加入水中加入，搅拌，在搅拌的过程中加入铁粉和二硫代氨基三聚氰酸钠，制得混合物C剂；

S4、将有机螯合剂、无机螯合剂在碱性条件下进行搅拌，加入三巯基均三嗪、混合物A剂、混合物B剂和混合物C剂采用超声搅拌、混合，静置过滤制得。