CN114378108A

CN114378108A - 一种重金属螯合剂及其在去除生活垃圾中重金属中的用途

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Publication number: CN114378108A
Application number: CN202210295004.1A
Authority: CN
Inventors: 周继柱; 冯春晖; 孙松厚; 王国瑞; 柯建怡; 马凯; 张志平; 李雁鸿; 冯嵩; 石伟杰
Original assignee: Shenmei Technology Co Ltd
Current assignee: Shenmei Technology Co Ltd
Priority date: 2022-03-24
Filing date: 2022-03-24
Publication date: 2022-04-22
Anticipated expiration: 2042-03-24
Also published as: CN114378108B

Abstract

本发明公开了一种重金属螯合剂及其在去除生活垃圾中重金属中的用途，属于环保技术领域，具体涉及将生活垃圾采用焚烧炉进行焚烧处理得到生活垃圾焚烧飞灰，然后将生活垃圾焚烧飞灰与重金属螯合剂于液体试剂中螯合处理后，再通过酸洗液对螯合处理后的生活垃圾焚烧飞灰进行酸洗除去重金属；重金属螯合剂由二并哌嗪与二氯乙烷反应生成多胺后，再与二硫化碳反应得到。本发明方法对生活垃圾焚烧飞灰中重金属Cu、Pb、Zn、Cd均具有较高的去除效果；生活垃圾焚烧飞灰中Cr的去除难较高，对重金属Cr有优异的去除能力。

Description

一种重金属螯合剂及其在去除生活垃圾中重金属中的用途

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种重金属螯合剂及其在去除生活垃圾中重金属中的用途。

背景技术

随着经济社会的快速发展、各产业的繁荣、城市化进程的加快和人民物质生活水平的极大提升导致固体废物的产生量大大增加，数量庞大且还在逐年增加的固体废弃物产生量加重了垃圾处理系统的压力。由于垃圾分类未在所有地区完全开展，市政固体废物混合存放可能会产生某种有毒物质。日益丰富的商品消费，包括电子产品、食品以及生活必需品的生产和使用，都会造成人类居住环境的污染，包括大气、土壤、地表水和地下水污染。

一般固体废物的处理处置方式主要有卫生填埋、焚烧、堆肥、固化和热解等。其中卫生填埋会占用大量的土地资源，而且存在造成地下水、土壤污染的风险。堆肥方式虽可在一定程度上资源化固体废弃物，但受场地、温度和垃圾成分等客观条件限制较大，且处理周期长，无法满足快速、经济处理固体废物的要求。固化和热解处理成本较高，且热解对垃圾分类要求高，固化难以实现垃圾减量化，都难以大规模推广来处理生活垃圾。焚烧能最大程度实现生活垃圾无害化和资源化，但焚烧过程中会产生烟气、底渣和飞灰等二次污染物。

飞灰因富集许多重金属元素和二噁英等有害物质，被列入《国家危险废物名录》，已经成为城市危险废物管理面临的新难题。其所含重金属含量高、种类多、遇水易溶出，可通过食物链在人体中蓄积，人类接触大量重金属后会出现各种疾病，因此对生活垃圾焚烧处理后的飞灰需要脱除重金属进行无害化处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生活垃圾焚烧处理后的飞灰中重金属的去除方法。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

一种生活垃圾中重金属的去除方法，包括：将生活垃圾采用焚烧炉进行焚烧处理得到生活垃圾焚烧飞灰，然后将生活垃圾焚烧飞灰与重金属螯合剂于液体试剂中螯合处理后，再通过酸洗液对螯合处理后的生活垃圾焚烧飞灰进行酸洗除去重金属；所述重金属螯合剂由二并哌嗪与二氯乙烷反应生成多胺后，再与二硫化碳反应得到；所述二氯乙烷的使用摩尔量为二并哌嗪的摩尔量的40-200%。本发明制备二并哌嗪，通过二并哌嗪与二氯乙烷反应形成链状分子多胺，然后利用合成的多胺与二硫化碳反应使链状分子具备对重金属的螯合能力，通常情况下，金属螯合剂在溶液中与金属螯合后形成沉淀从而从溶液中分离出来，本发明得到的重金属螯合剂与重金属螯合后，同样会从溶液中析出，但本发明在使用二硫化碳制备重金属螯合剂时，通过控制二硫化碳的使用量，使得到的重金属螯合剂的螯合能力稍弱，但同样具备螯合能力，与生活垃圾焚烧飞灰中重金属螯合，使生活垃圾焚烧飞灰中重金属分离出，最后能过酸洗，从而使重金属螯合剂与重金属的形成螯合物中的重金属释放出来并被洗脱，去除其中的重金属，完成无害化处理。

优选地，液体试剂为去离子水。

优选地，酸洗液为盐酸溶液。

优选地，重金属螯合剂的使用量为生活垃圾焚烧飞灰的1.5-3.5wt%。

优选地，二硫化碳的使用摩尔量为二并哌嗪摩尔量的40-160%。

优选地，二氯乙烷的使用摩尔量为二并哌嗪的摩尔量的40-200%。

优选地，二并哌嗪的制备中，在0-5℃的温度下，将乙二醛溶液滴加入乙二胺中，滴加完成后，在30-50℃的温度下搅拌反应0.5-2h，然后在65-80℃的温度下搅拌反应4-12h，反应完成后，降温至5-15℃析出沉淀，抽滤，乙醇洗涤，干燥，得到二并哌嗪。

更优选地，二并哌嗪的制备中，乙二醛溶液由乙二醛与去离子水混合得到，乙二醛溶液中含有30-50wt%的乙二醛。

更优选地，二并哌嗪的制备中，乙二醛溶液的使用量使乙二醛的摩尔量为乙二胺摩尔量的20-50%。

优选地，重金属螯合剂的制备中，将二并哌嗪加入乙醇溶剂中得到二并哌嗪溶液，然后滴加入二氯乙烷，在60-80℃的温度下搅拌反应1-6h，加入碱性溶液，在20-40℃的温度下搅拌处理0.5-3h，然后除去固体沉淀，液体经减压蒸馏，得到液体多胺；液体多胺与去离子水混合搅拌得到多胺混合液，加入碱性试剂，在10-35℃的温度下滴加入二硫化碳，滴加完成后，升温至50-65℃，搅拌反应1-5h，反应完成后，得到重金属螯合剂。

更优选地，重金属螯合剂的制备中，二并哌嗪溶液中含有30-50wt%的二并哌嗪。

更优选地，重金属螯合剂的制备中，二氯乙烷的使用摩尔量为二并哌嗪的摩尔量的40-200%。

更优选地，重金属螯合剂的制备中，碱性溶液为氢氧化钠溶液，碱性溶液中含有5-15wt%的氢氧化钠。

更优选地，重金属螯合剂的制备中，碱性溶液的使用量使氢氧化钠的摩尔量为二氯乙烷摩尔量的200%以上。

更优选地，重金属螯合剂的制备中，去离子水的使用量为液体多胺的50-200wt%。

更优选地，重金属螯合剂的制备中，碱性试剂为氢氧化钠，碱性试剂的使用量使氢氧化钠的摩尔量为二并哌嗪摩尔量的300-700%。

更优选地，重金属螯合剂的制备中，二硫化碳的使用摩尔量为二并哌嗪摩尔量的40-160%。

优选地，生活垃圾焚烧飞灰的脱重金属处理中，将生活垃圾采用焚烧炉进行焚烧处理，得到的生活垃圾焚烧飞灰过筛筛分后，在80-110℃的温度下干燥处理0.5-2h，然后在20-40℃的温度下将干燥后生活垃圾焚烧飞灰与重金属螯合剂、去离子水混合，搅拌0.5-2h，然后静置处理1-3h，过滤分离，得到初步脱重金属的滤液和初步脱重金属的滤饼，在20-40℃的温度下将初步脱重金属的滤饼与酸洗液混合，搅拌0.5-2h，然后静置处理1-3h，过滤分离，得到酸脱重金属的滤液和酸脱重金属的生活垃圾焚烧飞灰。

更优选地，生活垃圾焚烧飞灰的脱重金属处理中，重金属螯合剂的使用量为生活垃圾焚烧飞灰的1.5-3.5wt%。

更优选地，生活垃圾焚烧飞灰的脱重金属处理中，去离子水的使用量为预处理干燥后的生活垃圾焚烧飞灰的400wt%以上。

更优选地，生活垃圾焚烧飞灰的脱重金属处理中，酸洗液由盐酸与去离子水混合得到，酸洗液中含有质量分数为0.08-4.8wt%的盐酸。

更优选地，生活垃圾焚烧飞灰的脱重金属处理中，酸洗液的使用量为预处理干燥后的生活垃圾焚烧飞灰的400wt%以上。

经过初步脱重金属和酸脱重金属后的生活垃圾焚烧飞灰可以进行卫生填埋处理。

更优选地，酸洗液由盐酸、DL-胱氨酸与去离子水混合得到，酸洗液中含有质量分数为0.3-0.9wt%的DL-胱氨酸。本发明在酸洗液中，加入DL-胱氨酸后，按本发明方法对生活垃圾焚烧后的飞灰中重金属的清除效果更高。

本发明公开了上述重金属螯合剂。

本发明公开了一种重金属螯合剂，由二并哌嗪与二氯乙烷在乙醇溶剂与碱性溶液作用下反应生成多胺，然后在碱性试剂作用下与二硫化碳反应得到，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液，所述碱性试剂为氢氧化钠。

本发明公开了上述重金属螯合剂与酸性溶液在清除焚烧飞灰中重金属的用途。

本发明由于采用了二并哌嗪与二氯乙烷及二硫化碳制备得到重金属螯合剂，在对生活垃圾进行焚烧处理后，将重金属螯合剂与生活垃圾焚烧后的飞灰进行螯合处理，再通过酸性溶液进行洗脱，对生活垃圾焚烧后的飞灰进行了脱重金属处理，因而具有如下有益效果：本发明方法对生活垃圾焚烧飞灰中重金属Cu、Pb、Zn、Cd均具有较高的去除效果，对重金属Cu的去除率为85-95%，对重金属Pb的去除率为93-99.5%，对重金属Zn的去除率为72-82%，对重金属Cd的去除率为90-98%；生活垃圾焚烧飞灰中Cr的去除难较高，对重金属Cr的去除率为25-45%。因此，本发明是一种一种生活垃圾焚烧处理后的飞灰中重金属的去除方法。

附图说明

图1为重金属螯合剂的红外图；

图2为生活垃圾焚烧飞灰中重金属含量图；

图3为重金属Cu的去除率图；

图4为重金属Pb的去除率图；

图5为重金属Zn的去除率图；

图6为重金属Cr的去除率图；

图7为重金属Cd的去除率图；

图8为重金属螯合剂中二硫化碳的使用量与重金属Cr的去除率图。

具体实施方式

以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述：

实施例1：

一种生活垃圾中重金属的去除方法，

二并哌嗪的制备：在0℃的温度下，将乙二醛溶液滴加入乙二胺中，滴加完成后，在40℃的温度下搅拌反应1h，然后在70℃的温度下搅拌反应8h，反应完成后，降温至10℃析出沉淀，抽滤，乙醇洗涤，干燥，得到二并哌嗪。乙二醛溶液由乙二醛与去离子水混合得到，乙二醛溶液中含有40wt%的乙二醛，乙二醛溶液的使用量使乙二醛的摩尔量为乙二胺摩尔量的30%。

重金属螯合剂的制备：将二并哌嗪加入乙醇溶剂中得到二并哌嗪溶液，然后滴加入二氯乙烷，在70℃的温度下搅拌反应3h，加入碱性溶液，在30℃的温度下搅拌处理2h，然后除去固体沉淀，液体经减压蒸馏，得到液体多胺；液体多胺与去离子水混合搅拌得到多胺混合液，加入碱性试剂，在30℃的温度下滴加入二硫化碳，滴加完成后，升温至60℃，搅拌反应3h，反应完成后，得到重金属螯合剂。二并哌嗪溶液中含有40wt%的二并哌嗪，二氯乙烷的使用摩尔量为二并哌嗪的摩尔量的160%，碱性溶液为氢氧化钠溶液，碱性溶液中含有10wt%的氢氧化钠，碱性溶液的使用量使氢氧化钠的摩尔量为二氯乙烷摩尔量的200%，去离子水的使用量为液体多胺的100wt%，碱性试剂为氢氧化钠，碱性试剂的使用量使氢氧化钠的摩尔量为二并哌嗪摩尔量的500%，二硫化碳的使用摩尔量为二并哌嗪摩尔量的100%。

生活垃圾焚烧飞灰的脱重金属处理：将生活垃圾采用焚烧炉进行焚烧处理，得到的生活垃圾焚烧飞灰过100目筛筛分后，在100℃的温度下干燥处理1h，然后在30℃的温度下将干燥后生活垃圾焚烧飞灰与重金属螯合剂、去离子水混合，搅拌1h，然后静置处理2h，过滤分离，得到初步脱重金属的滤液和初步脱重金属的滤饼，在30℃的温度下将初步脱重金属的滤饼与酸洗液混合，搅拌1h，然后静置处理2h，过滤分离，得到酸脱重金属的滤液和酸脱重金属的生活垃圾焚烧飞灰。重金属螯合剂的使用量为生活垃圾焚烧飞灰的2wt%，去离子水的使用量为预处理干燥后的生活垃圾焚烧飞灰的400wt%，酸洗液由盐酸与去离子水混合得到，酸洗液中含有质量分数为0.24wt%的盐酸，酸洗液的使用量为预处理干燥后的生活垃圾焚烧飞灰的400wt%。

实施例2：

一种生活垃圾中重金属的去除方法，

生活垃圾焚烧飞灰的脱重金属处理：将生活垃圾采用焚烧炉进行焚烧处理，得到的生活垃圾焚烧飞灰过100目筛筛分后，在100℃的温度下干燥处理1h，然后在30℃的温度下将干燥后生活垃圾焚烧飞灰与重金属螯合剂、去离子水混合，搅拌1h，然后静置处理2h，过滤分离，得到初步脱重金属的滤液和初步脱重金属的滤饼，在30℃的温度下将初步脱重金属的滤饼与酸洗液混合，搅拌1h，然后静置处理2h，过滤分离，得到酸脱重金属的滤液和酸脱重金属的生活垃圾焚烧飞灰。重金属螯合剂的使用量为生活垃圾焚烧飞灰的2wt%，去离子水的使用量为预处理干燥后的生活垃圾焚烧飞灰的400wt%，酸洗液由盐酸、DL-胱氨酸与去离子水混合得到，酸洗液中含有质量分数为0.24wt%的盐酸，酸洗液中含有质量分数为0.4wt%的DL-胱氨酸，酸洗液的使用量为预处理干燥后的生活垃圾焚烧飞灰的400wt%。

实施例3：

一种生活垃圾中重金属的去除方法，

生活垃圾焚烧飞灰的脱重金属处理：将生活垃圾采用焚烧炉进行焚烧处理，得到的生活垃圾焚烧飞灰过100目筛筛分后，在100℃的温度下干燥处理1h，然后在30℃的温度下将干燥后生活垃圾焚烧飞灰与重金属螯合剂、去离子水混合，搅拌1h，然后静置处理2h，过滤分离，得到初步脱重金属的滤液和初步脱重金属的滤饼，在30℃的温度下将初步脱重金属的滤饼与酸洗液混合，搅拌1h，然后静置处理2h，过滤分离，得到酸脱重金属的滤液和酸脱重金属的生活垃圾焚烧飞灰。重金属螯合剂的使用量为生活垃圾焚烧飞灰的2wt%，去离子水的使用量为预处理干燥后的生活垃圾焚烧飞灰的400wt%，酸洗液由盐酸、DL-胱氨酸与去离子水混合得到，酸洗液中含有质量分数为0.24wt%的盐酸，酸洗液中含有质量分数为0.8wt%的DL-胱氨酸，酸洗液的使用量为预处理干燥后的生活垃圾焚烧飞灰的400wt%。

对比例1：

一种生活垃圾中重金属的去除方法，

本对比例与实施例1相比，不同之处仅在于，生活垃圾焚烧飞灰的处理中，未使用重金属螯合剂。

对比例2：

一种生活垃圾中重金属的去除方法，

本对比例与实施例1相比，不同之处仅在于，生活垃圾焚烧飞灰的处理中，未使用重金属螯合剂，酸洗液中含有质量分数为3.2wt%的盐酸。

试验例：

1.红外光谱分析

测试样品：实施例1中制备得到的重金属螯合剂。

本发明制备得到的重金属螯合剂的红外光谱如图1所示，其中，在3368 cm^-1处有-OH的红外吸收峰，表明制备的重金属螯合剂中含有结合水，在3121 cm^-1处为N-H的红外吸收峰，在2800-3000 cm^-1处为-CH与-CH₂的红外吸收峰，1458 cm^-1处为-NCS₂的红外吸收峰，在998 cm^-1处为C-S的吸收峰，表明制备得到重金属螯合剂。

2.生活垃圾焚烧飞灰中重金属含量检测

测试样品：实施例1中生活垃圾采用焚烧炉进行焚烧处理得到的生活垃圾焚烧飞灰。

采用微波消解仪对上述测试样品进行消解，然后采用ICP-OES对上述测试样品的消解液进行测定。

本次测试中对五种重金属元素进行了检测，分别是Cu、Pb、Zn、Cr、Cd。

上述生活垃圾焚烧飞灰中Cu、Pb、Zn、Cr、Cd的检测如果如图2所示，其中，生活垃圾焚烧飞灰中Cu的含量为384.83 mg/kg，生活垃圾焚烧飞灰中Pb的含量为690.42 mg/kg，生活垃圾焚烧飞灰中Zn的含量为2860.64 mg/kg，生活垃圾焚烧飞灰中Cr的含量为104.61mg/kg，生活垃圾焚烧飞灰中Cd的含量为174.53 mg/kg。

3.生活垃圾焚烧飞灰中重金属去除率

经过本发明各实施例和对比例的方法处理后，对上述生活垃圾焚烧飞灰中重金属Cu的去除率如图3所示，其中，A为实施例1，B为实施例2，C为实施例3，D为对比例1，E为对比例2，实施例1的方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理后，得到的生活垃圾焚烧飞灰中的重金属Cu的去除率为86.58%，对比例1的方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理后，得到的生活垃圾焚烧飞灰中的重金属Cu的去除率为39.19%，对比例2的方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理后，得到的生活垃圾焚烧飞灰中的重金属Cu的去除率为84.14%，实施例1与对比例1相比，表明按本发明方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理时，重金属螯合剂的使用，提高了对重金属Cu的去除率，即对重金属Cu具有好的去除效果；实施例1与对比例2相比，表明按本发明方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理时，在未使用重金属螯合剂时，欲使对重金属Cu的去除率达到实施例1的程度，需要提高酸洗处理中酸的使用量；实施例2的方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理后，得到的生活垃圾焚烧飞灰中的重金属Cu的去除率为91.36%，实施例3的方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理后，得到的生活垃圾焚烧飞灰中的重金属Cu的去除率为93.89%，实施例2-3与实施例1相比，由上述对比分析可知，在酸洗处理前使用重金属螯合剂对生活垃圾焚烧飞灰处理时，重金属螯合剂对重金属Cu螯合后，在酸洗处理下可以提高对重金属Cu的去除率，对重金属Cu具有优异的去除效果。

经过本发明各实施例和对比例的方法处理后，对上述生活垃圾焚烧飞灰中重金属Pb的去除率如图4所示，其中，A为实施例1，B为实施例2，C为实施例3，D为对比例1，E为对比例2，实施例1的方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理后，得到的生活垃圾焚烧飞灰中的重金属Pb的去除率为94.06%，对比例1的方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理后，得到的生活垃圾焚烧飞灰中的重金属Pb的去除率为55.09%，对比例2的方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理后，得到的生活垃圾焚烧飞灰中的重金属Pb的去除率为93.61%，实施例1与对比例1相比，表明按本发明方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理时，重金属螯合剂的使用，提高了对重金属Pb的去除率，即对重金属Pb具有好的去除效果；实施例1与对比例2相比，表明按本发明方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理时，在未使用重金属螯合剂时，欲使对重金属Pb的去除率达到实施例1的程度，需要提高酸洗处理中酸的使用量；实施例2的方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理后，得到的生活垃圾焚烧飞灰中的重金属Pb的去除率为98.51%，实施例3的方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理后，得到的生活垃圾焚烧飞灰中的重金属Pb的去除率为99.28%，实施例2-3与实施例1相比，由上述对比分析可知，在酸洗处理前使用重金属螯合剂对生活垃圾焚烧飞灰处理时，重金属螯合剂对重金属Pb螯合后，在酸洗处理下可以提高对重金属Pb的去除率，对重金属Pb具有优异的去除效果。

经过本发明各实施例和对比例的方法处理后，对上述生活垃圾焚烧飞灰中重金属Zn的去除率如图5所示，其中，A为实施例1，B为实施例2，C为实施例3，D为对比例1，E为对比例2，实施例1的方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理后，得到的生活垃圾焚烧飞灰中的重金属Zn的去除率为74.18%，对比例1的方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理后，得到的生活垃圾焚烧飞灰中的重金属Zn的去除率为29.8%，对比例2的方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理后，得到的生活垃圾焚烧飞灰中的重金属Zn的去除率为73.08%，实施例1与对比例1相比，表明按本发明方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理时，重金属螯合剂的使用，提高了对重金属Zn的去除率，即对重金属Zn具有好的去除效果；实施例1与对比例2相比，表明按本发明方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理时，在未使用重金属螯合剂时，欲使对重金属Zn的去除率达到实施例1的程度，需要提高酸洗处理中酸的使用量；实施例2的方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理后，得到的生活垃圾焚烧飞灰中的重金属Zn的去除率为78.49%，实施例3的方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理后，得到的生活垃圾焚烧飞灰中的重金属Zn的去除率为80.23%，实施例2-3与实施例1相比，由上述对比分析可知，在酸洗处理前使用重金属螯合剂对生活垃圾焚烧飞灰处理时，重金属螯合剂对重金属Zn螯合后，在酸洗处理下可以提高对重金属Zn的去除率，对重金属Zn具有优异的去除效果。

经过本发明各实施例和对比例的方法处理后，对上述生活垃圾焚烧飞灰中重金属Cr的去除率如图6所示，其中，A为实施例1，B为实施例2，C为实施例3，D为对比例1，E为对比例2，实施例1的方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理后，得到的生活垃圾焚烧飞灰中的重金属Cr的去除率为26.47%，对比例1的方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理后，得到的生活垃圾焚烧飞灰中的重金属Cr的去除率为8.08%，对比例2的方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理后，得到的生活垃圾焚烧飞灰中的重金属Cr的去除率为22.86%，实施例1与对比例1相比，表明按本发明方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理时，重金属螯合剂的使用，提高了对重金属Cr的去除率，即对重金属Cr具有好的去除效果；实施例1与对比例2相比，表明按本发明方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理时，在未使用重金属螯合剂时，欲使对重金属Cr的去除率达到实施例1的程度，需要提高酸洗处理中酸的使用量；实施例2的方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理后，得到的生活垃圾焚烧飞灰中的重金属Cr的去除率为38.86%，实施例3的方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理后，得到的生活垃圾焚烧飞灰中的重金属Cr的去除率为43.62%，实施例2-3与实施例1相比，由上述对比分析可知，在酸洗处理前使用重金属螯合剂对生活垃圾焚烧飞灰处理时，重金属螯合剂对重金属Cr螯合后，在酸洗处理下可以提高对重金属Cr的去除率，对重金属Cr具有优异的去除效果。

经过本发明各实施例和对比例的方法处理后，对上述生活垃圾焚烧飞灰中重金属Cd的去除率如图7所示，其中，A为实施例1，B为实施例2，C为实施例3，D为对比例1，E为对比例2，实施例1的方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理后，得到的生活垃圾焚烧飞灰中的重金属Cd的去除率为92.06%，对比例1的方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理后，得到的生活垃圾焚烧飞灰中的重金属Cd的去除率为47.44%，对比例2的方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理后，得到的生活垃圾焚烧飞灰中的重金属Cd的去除率为89.91%，实施例1与对比例1相比，表明按本发明方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理时，重金属螯合剂的使用，提高了对重金属Cd的去除率，即对重金属Cd具有好的去除效果；实施例1与对比例2相比，表明按本发明方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理时，在未使用重金属螯合剂时，欲使对重金属Cd的去除率达到实施例1的程度，需要提高酸洗处理中酸的使用量；实施例2的方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理后，得到的生活垃圾焚烧飞灰中的重金属Cd的去除率为95.69%，实施例3的方法对生活垃圾焚烧飞灰进行除重金属处理后，得到的生活垃圾焚烧飞灰中的重金属Cd的去除率为97.37%，实施例2-3与实施例1相比，由上述对比分析可知，在酸洗处理前使用重金属螯合剂对生活垃圾焚烧飞灰处理时，重金属螯合剂对重金属Cd螯合后，在酸洗处理下可以提高对重金属Cd的去除率，对重金属Cd具有优异的去除效果。

本发明方法对生活垃圾焚烧飞灰中重金属Cu、Pb、Zn、Cd均具有较高的去除效果，对重金属Cu的去除率为85-95%，对重金属Pb的去除率为93-99.5%，对重金属Zn的去除率为72-82%，对重金属Cd的去除率为90-98%；生活垃圾焚烧飞灰中Cr的去除难较高，对重金属Cr的去除率为25-45%。

4.不同二硫化碳使用量对重金属去除率的影响

本次测试方法采用实施例1的方法，对其中二硫化碳的使用量进行改变。重金属螯合剂的制备中，二硫化碳的使用摩尔量为二并哌嗪摩尔量的30、70、110、150、170%。

经上步测试可以发现，生活垃圾焚烧飞灰中Cr最难清除，因此，以Cr的去除率测试结果来表征制备重金属螯合剂时，二硫化碳的使用量的不同对本发明方法对重金属去除效果的影响，测试结果如图8所示，其中，F、G、H、I、J分别代表二硫化碳的使用摩尔量为二并哌嗪摩尔量的30、70、110、150、170%，当二硫化碳的使用摩尔量为二并哌嗪摩尔量的30%时，重金属Cr的去除率为7.93%，当二硫化碳的使用摩尔量为二并哌嗪摩尔量的70%时，重金属Cr的去除率为23.47%，当二硫化碳的使用摩尔量为二并哌嗪摩尔量的110%时，重金属Cr的去除率为25.72%，当二硫化碳的使用摩尔量为二并哌嗪摩尔量的150%时，重金属Cr的去除率为24.18%，当二硫化碳的使用摩尔量为二并哌嗪摩尔量的170%时，重金属Cr的去除率为7.54%，表明制备重金属螯合剂时二硫化碳的使用摩尔量影响着对重金属的清除效果。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此，所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims

1.一种生活垃圾中重金属的去除方法，包括：将生活垃圾采用机械炉排焚烧炉进行焚烧处理得到生活垃圾焚烧飞灰，然后将生活垃圾焚烧飞灰与重金属螯合剂于液体试剂中螯合处理后，再通过酸洗液对螯合处理后的生活垃圾焚烧飞灰进行酸洗除去重金属；所述重金属螯合剂由二并哌嗪与二氯乙烷反应生成多胺后，再与二硫化碳反应得到；所述二氯乙烷的使用摩尔量为二并哌嗪的摩尔量的40-200%；所述液体试剂为去离子水；所述重金属螯合剂的使用量为生活垃圾焚烧飞灰的15-35wt%。

2.根据权利要求1所述的一种生活垃圾中重金属的去除方法，其特征是：所述酸洗液为盐酸溶液。

3.根据权利要求1所述的一种生活垃圾中重金属的去除方法，其特征是：所述二硫化碳的使用摩尔量为二并哌嗪摩尔量的40-160%。

4.权利要求1中所述的重金属螯合剂。

5.根据权利要求4所述的重金属螯合剂，由二并哌嗪与二氯乙烷在乙醇溶剂与碱性溶液作用下反应生成多胺，然后在碱性试剂作用下与二硫化碳反应得到，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液，所述碱性试剂为氢氧化钠。

6.权利要求4所述的重金属螯合剂与酸性溶液在清除焚烧飞灰中重金属的用途。