一种高效飞灰螯合剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种金属螯合剂领域，更具体地说，涉及一种高效飞灰螯合剂及其制备方法。
背景技术
垃圾焚烧在实现对生活垃圾减量化处理的同时,也会产生飞灰。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。经检测，生活垃圾焚烧飞灰中含有高浸出浓度的重金属，如Pb、Cr、Cd、Cu、Hg和Zn等。因此，飞灰在世界各国均属于需要重点控制的危险废物。
目前，国内垃圾焚烧行业处理飞灰的主流技术方法主要有三种，一种是采用水泥固化技术对重金属固化处理，重金属通过离子交换、钝化、吸附、化学吸附、沉降与水化的水泥反应，最终在水泥的水化硅酸盐胶体C-H-S表面上形成氢氧化物或络合物等较稳定的化合物，但该方法具有整合能力不强、稳定性较差,对不同类型飞灰的适应性不强,飞灰的增容量大，增大填埋的体积的缺点；二是熔融固化法，该方法是目前公认的最为安全、稳定的焚烧飞灰稳定化/固化技术，该方法主要是将焚烧飞灰与玻璃质粉料混合造粒成型，在1000~1400℃高温下熔融一段时间，但该方法具有能耗高的缺点；三是化学药剂稳定法，化学药剂通过与重金属的化学反应将其离子转变成低溶解性、低迁移性的高分子络合物或者无机矿物质，其核心在于化学整合剂的选择，特别是化学药剂对主要污染重金属离子的选择性，以及生成络合物的稳定性，特别是对酸性溶液的浸出性；而相关技术中采用化学药剂稳定法，采用的螯合剂多为DTC类螯合剂（二硫代氨基甲酸盐简称DTC），属于非高分子化合物，单位分子量含有络合中心少，与重金属生成的络合物可浸出浓度高。因此，有必要提供一种新的工艺解决上述技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种反应速度快、螯合效果佳，安全环保的高效飞灰螯合剂及其制备方法，具体方案如下：
本发明是一种高效飞灰螯合剂及其制备方法，其特点是：由以下质量份配比的原材料组成：三巯基均三嗪：5-10；复合硫酸盐：8-15；六偏磷酸钠：5-10；二甲基二硫代氨基甲酸钠：25-35；水：30-57；其制备方法为：（1）按照配方量将三巯基均三嗪、复合硫酸盐、六偏磷酸钠和二甲基二硫代氨基甲酸钠按照配比混合均匀，制备成复配粉状固体混合物；（2）将步骤（1）中所述复配粉状固体混合物溶解于上述配比的水中，并在30-60°的温度下搅拌均匀，搅拌速率为200-600r/min，静置过滤即制得。
本发明一种高效飞灰螯合剂及其制备方法技术方案中，进一步优选的技术方案特征是：
1、由以下质量份配比的原材料组成：三巯基均三嗪%205、复合硫酸盐%208、六偏磷酸钠%205、二甲基二硫代氨基甲酸钠%2025、水%2030；
2、由以下质量份配比的原材料组成：三巯基均三嗪%2010、复合硫酸盐%2015、六偏磷酸钠10、二甲基二硫代氨基甲酸钠%2035、水%2057；
3、由以下质量份配比的原材料组成：三巯基均三嗪%207、复合硫酸盐%2010、六偏磷酸钠%208、二甲基二硫代氨基甲酸钠%2030、水%2042；
4、所述复合硫酸盐为硫酸钠、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠的一种或多种；
5、所述水为去离子水；
6、所述步骤（2）中温度为40°，搅拌速率为400r/min。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：能与飞灰中高价态的重金属离子发生氧化还原反应，使重金属离子更易被螯合；能与飞灰中不同的重金属离子进行螯合反应，且反应速度快，螯合效果佳；环保安全无毒。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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及其制备方法，由以下质量份配比的原材料组成：三巯基均三嗪：5-10；复合硫酸盐：8-15；六偏磷酸钠：5-10；二甲基二硫代氨基甲酸钠：25-35；水：30-57；其制备方法为：（1）按照配方量将三巯基均三嗪、复合硫酸盐、六偏磷酸钠和二甲基二硫代氨基甲酸钠按照配比混合均匀，制备成复配粉状固体混合物；（2）将步骤（1）中所述复配粉状固体混合物溶解于上述配比的水中，并在30-60°的温度下搅拌均匀，搅拌速率为200-600r/min，静置过滤即制得。本发明是针对飞灰中重金属离子特点而复配了多种重金属螯合剂的化学药剂；所述三巯基均三嗪是通过三聚氯氰与硫氢化钠和氢氧化钠反应后结晶所得的含有结晶水的化合物。
实施例2，实施例1所述的高效飞灰螯合剂及其制备方法中：由以下质量份配比的原材料组成：三巯基均三嗪%205、复合硫酸盐%208、六偏磷酸钠%205、二甲基二硫代氨基甲酸钠25、水%2030。
实施例3，实施例1或2所述的高效飞灰螯合剂及其制备方法中：由以下质量份配比的原材料组成：三巯基均三嗪%2010、复合硫酸盐%2015、六偏磷酸钠%2010、二甲基二硫代氨基甲酸钠%2035、水%2057。
实施例4，实施例1-3任一项所述的高效飞灰螯合剂及其制备方法中：由以下质量份配比的原材料组成：三巯基均三嗪%207、复合硫酸盐%2010、六偏磷酸钠%208、二甲基二硫代氨基甲酸钠%2030、水%2042。
实施例5，实施例1-4任一项所述的高效飞灰螯合剂及其制备方法中：所述复合硫酸盐为硫酸钠、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠的一种或多种。
实施例6，实施例1-5任一项所述的高效飞灰螯合剂及其制备方法中：所述水为去离子水。
实施例7，实施例1-6任一项所述的高效飞灰螯合剂及其制备方法中：所述步骤（2）中温度为40°，搅拌速率为400r/min。
实施例8，实施例1-7任一项所述的高效飞灰螯合剂及其制备方法中：取三巯基均三嗪50g、亚硫酸钠30g、焦亚硫酸钠50g、六偏磷酸钠50g和二甲基二硫代氨基甲酸钠250g混合均匀，制备成粉状固体混合物；将上一步粉状固体混合物加入到570g去离子水中，在温度为30度，搅拌速率为200r/min下搅拌2h，即可得到飞灰螯合剂。
实施例9，实施例1-8任一项所述的高效飞灰螯合剂及其制备方法中：将三巯基均三嗪100g、亚硫酸钠50g、焦亚硫酸钠100g、六偏磷酸钠100g和二甲基二硫代氨基甲酸钠350g混合均匀，制备成粉状固体混合物；将上一步粉状固体混合物加入到300g去离子水中，在温度为30度，搅拌速率为200r/min下搅拌2h，即可得到飞灰螯合剂
实施例10，实施例1-9任一项所述的高效飞灰螯合剂及其制备方法中：将三巯基均三嗪80g、亚硫酸钠40g、焦亚硫酸钠120g、六偏磷酸钠80g和二甲基二硫代氨基甲酸钠300g混合均匀，制备成粉状固体混合物；将上一步粉状固体混合物加入到380g去离子水中，在温度为40度，搅拌速率为600r/min下搅拌2h，即可得到飞灰螯合剂。
实施例11，采用某垃圾焚烧发电厂的飞灰作为实验对像，对实施例8-10进行测试，飞灰螯合剂的添加比例为飞灰质量的2.0%，将各组螯合剂先与飞灰质量25%的水进行混合后加入到飞灰中，并搅拌30分钟至飞灰螯合剂与飞灰充分反应后，测得各重金属离子浸出浓度如下：
由上表可知，本发明能较好的与飞灰中不同的重金属螯合，且反应时间短，去除效果佳，操作方便，安全环保；且经过本发明的螯合剂处理后，飞灰均达到了国家要求的生活垃圾填埋标准。
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。
