一种危险废物焚烧飞灰的重金属螯合剂及其制备方法与流程

本发明涉及环保技术领域，尤其涉及一种危险废物焚烧飞灰的重金属螯合剂及其制备方法。

背景技术：

随着工业危险废物焚烧处理量的增加，焚烧所产生的二次污染物也逐年增加，特别是其中的飞灰，其中含有大量的可浸出的有毒有害重金属，若不进行合理有效的处理，重金属浸出物进入水体，污染环境，将会对人们的生命健康造成威胁。

重金属螯合剂能够与飞灰中的重金属反应，生成不溶于水的螯合物，从而能够达到固定重金属的目的，然而不同的螯合剂对不同重金属的螯合能力不同，若想要实现更加广谱的螯合能力，理论上可以采用不同的螯合剂进行复配，但是不同的螯合剂复配后通常难以达到良好的协同作用，甚至会产生拮抗作用。

因此亟需一种能够对绝大部分重金属进行螯合，同时性质稳定，螯合性能良好，螯合后浸出行为表现更好的重金属螯合剂。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提出了一种能够同时对多种重金属进行有效螯合，同时螯合后的固化物中浸出重金属含量更少的危险废物焚烧飞灰的重金属螯合剂及其制备方法。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种重金属螯合剂，按重量份数计算，包括如下组分：

在以上技术方案的基础上，优选的，所述改性硅藻土的制备方法包括：

步骤一、将硅藻土在800-1000℃下活化20-30s，得到活化后的硅藻土；

步骤二、将步骤一所的活化后的硅藻土浸没在表面活性剂溶液中搅拌0.5-1h，搅拌后过滤，并将过滤后的硅藻土在80-100℃下干燥至恒重，得到改性硅藻土。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述表面活性剂溶液的质量浓度为5-10％。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚磷酸酯有机胺盐、多苯乙基酚聚氧乙烯醚磷酸酯有机胺盐、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯有机胺盐和烷醇酰胺聚氧乙烯醚磷酸酯有机胺盐中的一种。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述有机螯合剂为丁基二硫代氨基甲酸钠、丁基二硫代磷酸钠、二甲基氨基丙胺和乙基黄原酸钠中的一种。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述无机螯合剂为磷酸二氢钠和硫化钠中的一种或两种的混合物。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述氢氧化铁的颗粒度为10-100nm。

本发明还提供一种危险废物焚烧飞灰的重金属螯合剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、将改性硅藻土和氢氧化铁混合后在粉料搅拌机中混合搅拌10-30min，得到混合粉料；

步骤二、将有机螯合剂和无机螯合剂投入到水中，搅拌至溶解后，得到混合溶液；

步骤三、将步骤一所得混合粉料缓慢加入到步骤二所得混合溶液中，常温下搅拌1-2h，得到重金属螯合剂。

本发明的危险废物焚烧飞灰的重金属螯合剂及其制备方法相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)本发明的重金属螯合剂采用有机螯合剂和无机螯合剂进行复配，通过改性硅藻土以及氢氧化铁对该复配体系进行化学环境的优化，本发明采用表面活性剂对硅藻土进行优化，所使用的表面活性剂也具有一定的重金属螯合能力，一方面增加了不同种类螯合剂与硅藻土的亲和能力，同时利用硅藻土的多孔吸附效果使螯合重金属的螯合物能够被固定挂在硅藻土上，防止浸出；

(2)螯合剂中还采用氢氧化铁，利用氢氧化铁的两性特点，使体系中处于氢氧化铁胶体附近的螯合剂在微酸性环境中仍然能够保持良好的螯合效果。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

实施例1

改性硅藻土制备：

配置质量浓度为5％的壬基酚聚氧乙烯醚磷酸酯有机铵盐的水溶液，将100份硅藻土在800℃下活化20s，得到活化后的硅藻土，将活化后的硅藻土在质量浓度为5％的壬基酚聚氧乙烯醚磷酸酯有机铵盐的水溶液中浸泡搅拌30min，搅拌后过滤，取滤饼层的硅藻土，并将该硅藻土在80℃下干燥，至重量基本不变，得到改性硅藻土。

将2份改性硅藻土和2份氢氧化铁分别投入到粉料搅拌机中搅拌10min，得到混合粉料，再将2份丁基二硫代氨基甲酸钠和4份磷酸二氢钠分别投入到80份水中，搅拌至溶解，得到混合溶液，将混合粉料缓慢加入到混合溶液中，保持混合溶液搅拌状态，加入完毕，常温下搅拌1h，得到重金属螯合剂。

实施例2

改性硅藻土制备：

配置质量浓度为10％的多苯乙基酚聚氧乙烯醚磷酸酯有机胺盐的水溶液，将100份硅藻土在1000℃下活化30s，得到活化后的硅藻土，将活化后的硅藻土在质量浓度为10％的多苯乙基酚聚氧乙烯醚磷酸酯有机胺盐的水溶液中浸泡搅拌60min，搅拌后过滤，取滤饼层的硅藻土，并将该硅藻土在100℃下干燥，至重量基本不变，得到改性硅藻土。

将5份改性硅藻土和5份氢氧化铁分别投入到粉料搅拌机中搅拌30min，得到混合粉料，再将5份丁基二硫代磷酸钠和10份硫化钠分别投入到90份水中，搅拌至溶解，得到混合溶液，将混合粉料缓慢加入到混合溶液中，保持混合溶液搅拌状态，加入完毕，常温下搅拌2h，得到重金属螯合剂。

实施例3

改性硅藻土制备：

配置质量浓度为8％的脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯有机胺盐的水溶液，将100份硅藻土在900℃下活化25s，得到活化后的硅藻土，将活化后的硅藻土在质量浓度为8％的脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯有机胺盐的水溶液中浸泡搅拌40min，搅拌后过滤，取滤饼层的硅藻土，并将该硅藻土在90℃下干燥，至重量基本不变，得到改性硅藻土。

将3份改性硅藻土和4份氢氧化铁分别投入到粉料搅拌机中搅拌20min，得到混合粉料，再将3份二甲基氨基丙胺、3份磷酸二氢钠和3份硫化钠分别投入到85份水中，搅拌至溶解，得到混合溶液，将混合粉料缓慢加入到混合溶液中，保持混合溶液搅拌状态，加入完毕，常温下搅拌1.5h，得到重金属螯合剂。

实施例4

改性硅藻土制备：

配置质量浓度为7％的烷醇酰胺聚氧乙烯醚磷酸酯有机胺盐的水溶液，将100份硅藻土在900℃下活化28s，得到活化后的硅藻土，将活化后的硅藻土在质量浓度为7％的烷醇酰胺聚氧乙烯醚磷酸酯有机胺盐的水溶液中浸泡搅拌50min，搅拌后过滤，取滤饼层的硅藻土，并将该硅藻土在90℃下干燥，至重量基本不变，得到改性硅藻土。

将4份改性硅藻土和3份氢氧化铁分别投入到粉料搅拌机中搅拌20min，得到混合粉料，再将4份乙基黄原酸钠、4份磷酸二氢钠和4份硫化钠分别投入到90份水中，搅拌至溶解，得到混合溶液，将混合粉料缓慢加入到混合溶液中，保持混合溶液搅拌状态，加入完毕，常温下搅拌2h，得到重金属螯合剂。

取湖北某焚烧发电厂正常运行期间产生的飞灰，取飞灰100kg，均分五份，每份20kg，分别取实施例1-4的重金属螯合剂1kg，以及原水1kg作为对比例，将实施例1-4以及对比例分别加入到五份飞灰中，搅拌10min，搅拌均匀后静置固化养护，养护时间为3天，养护好后，按照《hj/t300-2007固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》进行浸出，并对浸出液中的重金属浓度进行检测，检测结果如下：

上述检测结果可以看出，采用本发明制备得到的重金属螯合剂能够对绝大部分的重金属进行有效螯合，浸出液中的重金属含量较低，均能够达到国家标准。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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