CN115944881B - 一种垃圾焚烧飞灰重金属螯合剂及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种垃圾焚烧飞灰重金属螯合剂及其应用方法，其中垃圾焚烧飞灰重金属螯合剂的原料按质量百分比包括：黄腐酸钾35～40％，二硫代化合物10％；两性表面活性剂0.2％，余量为水。本发明中的重金属螯合剂主要用于焚烧垃圾飞灰中含有的重金属离子处理，可快速将焚烧垃圾飞灰中重金属离子稳定螯合，螯合率达到98％以上，不易产生二次污染，制备工艺简单，无毒高效，成本低廉，适合规模化生产，具有较好的应用前景与市场前景。
Description
技术领域
本发明属于金属螯合剂领域，具体涉及一种垃圾焚烧飞灰重金属螯合剂及其应用方法。
背景技术
垃圾焚烧已成为我国城市生活垃圾的主要处置方式，2020年全国生活垃圾焚烧处理14607.6万吨，占当年生活垃圾无害化处理量的62.29％。然而生活垃圾焚烧会产生占原生垃圾总量2％-15％的垃圾焚烧飞灰(简称飞灰)。飞灰成分十分复杂，其中含有的重金属盐等若处置不当将对生态环境和人类健康造成严重威胁。随着垃圾焚烧技术的发展，飞灰的无害化处置、资源化利用已经成为亟需研发的重要课题。
目前飞灰的无害化处置手段主要经螯合剂稳定重金属或水泥固化，满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)要求后进行填埋处置。飞灰重金属稳定化主要通过飞灰重金属螯合剂与重金属发生沉淀反应生成难溶物质，或吸附作用是化学药剂包裹重金属形成稳定结构，实现固化稳定化。因此对于飞灰重金属螯合剂的研究一直是热点，传统的垃圾焚烧飞灰重金属螯合剂由于用量大、螯合效果不稳定等缺点，亟待开发一种性价比较高的飞灰重金属螯合剂。
发明内容
针对现有技术中所存在的上述问题，本发明提供了一种稳定周期长、普适性高的垃圾焚烧飞灰重金属螯合剂及其应用方法。本发明垃圾焚烧飞灰重金属螯合剂可在常温下与飞灰中的重金属反应生成稳定的固态物质，螯合效果稳定，不易溶解，重金属螯合剂在酸碱条件下均稳定，用量较传统的飞灰重金属螯合剂降低一半，螯合率达到99％以上，不易产生二次污染。
为了实现上述目标，本发明采取以下技术方案：
本发明垃圾焚烧飞灰重金属螯合剂，按质量百分比包括如下组份：
黄腐酸钾35～40％，二硫代化合物10％，两性表面活性剂0.2％，余量为水。
所述二硫代化合物为二乙基二硫代氨基甲酸钠、乙基黄原酸钾中的一种或两种。
所述两性表面活性剂由月桂基甜菜碱和硬脂基甜菜碱复配构成，二者质量均等。
所述水为去离子水。
进一步优选为，黄腐酸钾40％，二乙基二硫代氨基甲酸钠5％，乙基黄原酸钾5％，月桂基甜菜碱0.1％、硬脂基甜菜碱0.1％，余量为水。
本发明垃圾焚烧飞灰重金属螯合剂通过包括如下步骤的方法获得：
按配比量将黄腐酸钾、二硫代化合物、两性表面活性剂、水依次加入到反应釜中，在40-50℃条件下搅拌1-1.5小时，即得到成品。
本发明垃圾焚烧飞灰重金属螯合剂的应用方法，是将螯合剂、飞灰和水混合搅拌均匀后静置。
进一步的，螯合剂与飞灰的质量比为1:99。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明选用原料易得的黄腐酸钾对重金属具有较强的螯合作用，由于黄腐酸钾是天然的短碳链分子结构物质，它具有高负载量及生理活性，在两性表面活性剂作用下，与二乙基二硫代氨基甲酸钠、乙基黄原酸钾进行偶联，增强二乙基二硫代氨基甲酸钠、乙基黄原酸钾对重金属螯合、吸附固化作用，大幅提升对重金属的螯合效果，快速实现对飞灰中重金属的稳定化，适用酸碱性使用环境，保证稳定固化后的飞灰浸出物重金属远低于填埋场污染物排放标准；
2、本发明垃圾焚烧飞灰重金属螯合剂用量较传统的飞灰重金属螯合剂降低50％，螯合率达到99％以上，不易产生二次污染，涉及的原料价廉易得，且制备方法简单，用量小，适合规模化生产，具有较好的应用前景与市场前景。
附图说明
图1是酸性条件下飞灰螯合剂处理前后对比图。
图2是碱性条件下飞灰螯合剂处理前后对比图。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1：
本实施例中垃圾焚烧飞灰重金属螯合剂由以下质量按百分比配比的原材料组成：黄腐酸钾40％，二乙基二硫代氨基甲酸钠5％，乙基黄原酸钾5％，月桂基甜菜碱0.1％、硬脂基甜菜碱0.1％，余量为水。
本实施例中垃圾焚烧飞灰重金属螯合剂制备方法包括下列步骤：
步骤1：按照配方准备好各原料；
步骤2：将黄腐酸钾、二乙基二硫代氨基甲酸钠、乙基黄原酸钾、月桂基甜菜碱、硬脂基甜菜碱和适量水按配方比例依次加入到反应釜中，在40-50℃条件下搅拌1-1.5小时，即得到成品。
螯合剂与飞灰螯合效果测试程序，供试飞灰来自某垃圾焚烧发电厂飞灰车间，将螯合剂、飞灰、水按1:99:100比例混合搅拌均匀后静置24h，按国标HJ/T 300-2007《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》检测其重金属螯合率，测试结果见表1。
实施例2：
本实施例中垃圾焚烧飞灰重金属螯合剂由以下质量按百分比配比的原材料组成：黄腐酸钾37％，二乙基二硫代氨基甲酸钠10％，月桂基甜菜碱0.1％、硬脂基甜菜碱0.1％，余量为水。
本实施例中垃圾焚烧飞灰重金属螯合剂制备方法包括下列步骤：
步骤1：按照配方准备好各原料；
步骤2：将黄腐酸钾、二乙基二硫代氨基甲酸钠、月桂基甜菜碱、硬脂基甜菜碱和适量水按配方比例依次加入到反应釜中，在40-50℃条件下搅拌1-1.5小时，即得到成品。
螯合剂与飞灰螯合效果测试程序，供试飞灰来自某垃圾焚烧发电厂飞灰车间，将螯合剂、飞灰、水按1:99:100比例混合搅拌均匀后静置24h，按国标HJ/T 300-2007《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》检测其重金属螯合率，测试结果见表1。
实施例3：
本实施例中垃圾焚烧飞灰重金属螯合剂由以下质量按百分比配比的原材料组成：黄腐酸钾38％，二乙基二硫代氨基甲酸钠5％，乙基黄原酸钾5％，月桂基甜菜碱0.1％、硬脂基甜菜碱0.1％，余量为水。
本实施例中垃圾焚烧飞灰重金属螯合剂制备方法包括下列步骤：
步骤1：按照配方准备好各原料；
步骤2：将黄腐酸钾、二乙基二硫代氨基甲酸钠、乙基黄原酸钾、月桂基甜菜碱、硬脂基甜菜碱和适量水按配方比例依次加入到反应釜中，在40-50℃条件下搅拌1-1.5小时，即得到成品。
螯合剂与飞灰螯合效果测试程序，供试飞灰来自某垃圾焚烧发电厂飞灰车间，将螯合剂、飞灰、水按1:99:100比例混合搅拌均匀后静置24h，按国标HJ/T 300-2007《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》检测其重金属螯合率，测试结果见表1。
实施例4：
本实施例中垃圾焚烧飞灰重金属螯合剂由以下质量按百分比配比的原材料组成：黄腐酸钾36％，乙基黄原酸钾10％，月桂基甜菜碱0.1％、硬脂基甜菜碱0.1％，余量为水。
本实施例中垃圾焚烧飞灰重金属螯合剂制备方法包括下列步骤：
步骤1：按照配方准备好各原料；
步骤2：将黄腐酸钾、乙基黄原酸钾、月桂基甜菜碱、硬脂基甜菜碱和适量水按配方比例依次加入到反应釜中，在40-50℃条件下搅拌1-1.5小时，即得到成品。
螯合剂与飞灰螯合效果测试程序，供试飞灰来自某垃圾焚烧发电厂飞灰车间，将螯合剂、飞灰、水按1:99:100比例混合搅拌均匀后静置24h，按国标HJ/T 300-2007《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》检测其重金属螯合率，测试结果见表1。
实施例5：
本实施例中垃圾焚烧飞灰重金属螯合剂由以下质量按百分比配比的原材料组成：黄腐酸钾35％，二乙基二硫代氨基甲酸钠5％，乙基黄原酸钾5％，月桂基甜菜碱0.1％、硬脂基甜菜碱0.1％，余量为水。
本实施例中垃圾焚烧飞灰重金属螯合剂制备方法包括下列步骤：
步骤1：按照配方准备好各原料；
步骤2：将黄腐酸钾、二乙基二硫代氨基甲酸钠、乙基黄原酸钾、月桂基甜菜碱、硬脂基甜菜碱和适量水按配方比例依次加入到反应釜中，在40-50℃条件下搅拌1-1.5小时，即得到成品。
螯合剂与飞灰螯合效果测试程序，供试飞灰来自某垃圾焚烧发电厂飞灰车间，将螯合剂、飞灰、水按1:99:100比例混合搅拌均匀后静置24h，按国标HJ/T 300-2007《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》检测其重金属螯合率，测试结果见表1。
经螯合剂螯合后飞灰浸出后，测得各重金属离子浸出浓度如下：
表1飞灰螯合剂螯合效率数据表
| 项目 | Zn(mg/L) | 总铜(mg/L) | 总铬(mg/L) | 总镍(mg/L) |
| 原灰 | 235.2 | 33.8 | 8.3 | 7.8 |
| 实施例1 | 12.54 | 1.12 | 0.01 | 0.02 |
| 实施例2 | 20.23 | 2.13 | 0.06 | 0.05 |
| 实施例3 | 18.42 | 1.75 | 0.04 | 0.04 |
| 实施例4 | 25.33 | 2.51 | 0.08 | 0.07 |
| 实施例5 | 30.34 | 2.92 | 0.12 | 0.08 |
由上表的结果可以得知由实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和实施例5制得的重金属螯合剂能有效对垃圾飞灰中的重金属进行有效螯合，其浸出液浓度指标远远低于《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)表1标准，其中实施例1所制得的重金属螯合剂与其他实施例相比去除效果更好，所以实施例1制得的重金属螯合剂是本发明的最佳实施例。
以上所述，仅为本发明专利优选的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明专利构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。
Claims (2)
1.一种垃圾焚烧飞灰重金属螯合剂，其特征在于按质量百分比包括如下组份：
黄腐酸钾40%，二乙基二硫代氨基甲酸钠5%，乙基黄原酸钾5%，月桂基甜菜碱0.1%，硬脂基甜菜碱0.1%，余量为水；月桂基甜菜碱和硬脂基甜菜碱构成了两性表面活性剂；
按配比量将黄腐酸钾、二乙基二硫代氨基甲酸钠、两性表面活性剂、水依次加入到反应釜中，在40-50℃条件下搅拌1-1.5小时，即得到成品。
2.权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰重金属螯合剂的应用方法，其特征在于：
将螯合剂、飞灰和水混合搅拌均匀后静置；螯合剂、飞灰与水的质量比为1:99:100。
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| GR01 | Patent grant | ||
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