一種新型合成的重金屬螯合劑的制作方法
【專利摘要】本發明屬于垃圾焚燒飛灰無害化處理【技術領域】，涉及飛灰中重金屬離子固化問題。該方法將聚乙烯亞胺的水溶液與氫氧化鈉的水溶液混合，然后逐滴加入二硫化碳，得到橘紅色果凍狀固體，即為產品。本發明工藝簡單，成本低，操作簡便，適用面廣，環境污染小，適用于工業化生產。
【專利說明】一種新型合成的重金屬螯合劑【技術領域】
[0001]本發明屬于環境保護方面，涉及垃圾焚燒后飛灰中重金屬離子的處理問題，具體地說，本發明以PEI為原料，與CS2在堿性條件下進行反應，生成重金屬離子螯合劑(改性多烯多胺)，然后利用合成的重金屬離子螯合劑對垃圾焚燒后飛灰中重金屬離子進行原位固定，從而防止了飛灰中重金屬對土壤及環境造成污染。
【背景技術】
[0002]隨著我國垃圾焚燒處理廠建設的逐步推廣，建成后的垃圾焚燒廠飛灰處理將是我們面臨的一個重大問題。城市生活垃圾焚燒飛灰是生活垃圾焚燒后煙氣除塵設備收集下來的那一部分物質，其產量與垃圾種類、焚燒條件、焚燒爐型及煙氣處理工藝有關，一般約占被焚燒垃圾量的3%飛％。分析表 明:垃圾焚燒飛灰并不是化學惰性物質，其中有含量較高的能被水浸出的Cd、Pb、Zn、Cr等多種有害重金屬物質和鹽類，若處理不當，將會造成重金屬遷移，污染地下水、土壤及空氣。如何安全有效地處置垃圾焚燒飛灰即成為急需解決的環境和社會問題。
[0003]根據垃圾成分的不同，目前國內、外對垃圾焚燒飛灰通常采用的處理方法有:安全填埋法；固化/穩定化法，如水泥固化、熔融固化、化學藥劑固化穩定等；濕式化學處理法等。安全填埋法處理費用較高；濕式化學處理法污染較嚴重；而固化/穩定化法主要是使飛灰中的重金屬及其污染組分呈現化學惰性或被包容起來，運輸和處理方便，可大大降低污染物的毒性并減少其向生態圈的遷移率，因此目前普遍采用的是固化/穩定化法。
[0004]氯離子對固化后砌塊的機械性能以及后期重金屬離子浸出有很大影響，因此進行水泥固化處理時必須進行前處理，這樣又提高了對飛灰處置場建設和運行的要求，造成成本增加，限制了該方法的應用。熔融固化法需在高溫下進行，需要消耗大量的能源，同時由于其中的Pb、Cd、Zn等易揮發重金屬元素需進行后續嚴格的煙氣處理，處理成本很高，不適合現階段中國使用。化學藥劑固定穩定法工藝簡單、穩定效果好，有很好的發展前景，該法發展較快的是螯合劑重金屬穩定化藥劑，技術關鍵是螯合劑對重金屬離子的固化效果，但飛灰中重金屬離子的固定效果不是特別理想，因此一直存在著技術頸。
[0005]為了克服上述現有技術所存在的缺陷，本發明人進行了廣泛的研究，探索并實踐出一種能夠最大限度將飛灰中重金屬離子進行原為固定，得到了意想不到的效果，與現有文獻方法相比，對節約生產成本及環境保護具有顯示意義。
【發明內容】
[0006]本發明屬于垃圾焚燒飛灰無害化處理【技術領域】，涉及飛灰中重金屬離子固化問題。該方法將聚乙烯亞胺的水溶液與氫氧化鈉的水溶液混合，然后逐滴加入二硫化碳，得到橘紅色果凍狀固體，即為產品。本發明工藝簡單，成本低，操作簡便，適用面廣，環境污染小，適用于工業化生產。
[0007]本發明所述的方法包括以下步驟。[0008](I)稱取155g 50%的PEI水溶液(2.04 mol)，加入220 HiLH2O稀釋均勻，一并轉移至三口燒瓶。向PEI水溶液中添加一定量的堿性溶液，然后維持反應溫度在28~32°C。
[0009](2)攪拌狀態下，滴加167.2g (2.2 mol) CS2,滴加耗時約1.5小時。
[0010](3)然后保持溫度為25~33°C，反應2.5^3.5小時。得到橘紅色果凍狀固體，即為
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[0011]為了實現本發明目的，本發明涉及的反應原理用如下反應路線表示 反應路線
【權利要求】
1.一種合成的新型重金屬離子螯合劑(改性多烯多胺)，其特征在于，該方法由以下步驟組成: (1)稱取155g50%的聚乙烯亞胺(PEI)水溶液(2.04mol)，加入220mlH20稀釋均勻，一并轉移至三口燒瓶，向PEI水溶液中添加一定量的堿性溶液，然后維持反應溫度在28~32 0C ； (2)攪拌狀態下，滴加167.2g (2.2mol) CS2,滴加耗時約1.5小時； (3)然后保持溫度為25~33°C，反應2.5~3.5小時，得到橘紅色果凍狀固體，即為產品O
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的堿性溶液選自:氫氧化鈉、氫氧化鉀，優選為氫氧化鈉。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的一定量的堿性溶液為:Na0H(wt=30 ~50%)。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于加入氫氧化鈉的物質的量為2mol。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述合成方程式為:
6.根據權利要求1的所述方法，其特征在于，所述的聚乙烯亞胺分子量在10000~150000，優選分子量在30000~120000。
7.根據權利要求1的所述方法，其特征在于，吸附重金屬離子的方法為形成下面結構的的化合物:
【文檔編號】C08G73/04GK103965471SQ201410187984
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月7日 優先權日:2014年5月7日
【發明者】羅仕忠, 張坡, 李浪, 黃亞軍, 黃先波, 倪宏志, 嚴張艷, 程郡 申請人:四川大學