一种飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂及其制备方法，有效固化垃圾飞灰中的重金属，从而降低垃圾焚烧对环境的污染。本高分子螯合剂包括以下组分：纯水、低聚丙烯酰胺、多聚磷酸钠、CS2、40％NaOH。制备方法包括以下步骤：A、将0～10份多聚磷酸钠加入至40份低聚丙烯酰胺和100份纯水中，在体系温度为12℃均速搅拌至溶解，得到丙烯酰胺水溶液；B、在体系温度低于20℃以下，取10～30份CS2和15～35份40％NaOH同步且均匀滴加至所述丙烯酰胺水溶液中，保持搅拌90分钟；C、将体系升温至40℃，保持搅拌，1.5小时完成反应，得到飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂。

Polymer chelating agent for heavy metal capture in fly ash and preparation method thereof

The invention discloses a high polymer chelating agent for the fly ash heavy metal capture and its preparation method, effectively curing heavy metals in the waste fly ash, thus reducing the pollution of the garbage incineration to the environment. The polymeric chelating agents include the following components: pure water, low polyacrylamide, polyphosphate, CS2 and 40%NaOH. The preparation method includes the following steps: A, adding 0~10 portions of sodium polyphosphate to 40 portions of low polyacrylamide and 100 portions of pure water, stirring at a temperature of 12 C to the solution at a temperature of 12, and getting a solution of acrylamide; B, under the system temperature below 20 centigrade, 10~30 copies of CS2 and 15~35 copies of 40%NaOH are synchronized and uniformly added to the unit. In the aqueous solution of acrylamide, the mixture is kept stirring for 90 minutes. C, heating up the system to 40 C, keeping stirring and completing the reaction for 1.5 hours, and getting high polymer chelating agent for heavy metal capture in fly ash.

【技术实现步骤摘要】
一种飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂及其制备方法
本专利技术涉及高分子螯合剂领域，尤其涉及一种飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂及其制备方法。
技术介绍
人们在生活中，每天都会制造大量的垃圾，尤其是生活垃圾，处理生活垃圾的其中一个方法有焚烧。焚烧是将有机垃圾在高温及供氧充足的条件下氧化成惰性气态物和无机不可燃物，形成稳定的容易处理的固态残渣，而且在焚烧过程中释放的热能可以回收利用继而发电等，但是焚烧会产生大量的含有重金属的飞灰。飞灰又称粉煤灰或烟灰，是一种环境危害性废物，飞灰的主要组成为各种含重金属元素的氧化、盐化混合物，严重时会造成大气污染，进入水体会淤塞河道，内含的化学物质会对人体造成危害。为此，选择焚烧的方式处理垃圾，则需要处理飞灰中的重金属物质，如何控制焚烧垃圾排出的烟气符合环境要求，这是本领域技术人员急需研发的方向。
技术实现思路
本专利技术提供了一种飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂及其制备方法，有效固化垃圾飞灰中的重金属，从而降低垃圾焚烧对环境的污染。为解决上述问题，本专利技术提供的一种飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂，包括以下组分：纯水、低聚丙烯酰胺、多聚磷酸钠、CS2、40％NaOH。优选地，以重量份计算，所述组分为：100份纯水、40份低聚丙烯酰胺、0～10份多聚磷酸钠、10～30份CS2、15～35份40％NaOH。优选地，所述低聚丙烯酰胺的重均分子量Mw≤10000。优选地，所述低聚丙烯酰胺的重均分子量Mw≤8000。优选地，飞灰与所述飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂的重量份比例为：飞灰：高分子螯合物＝100：1.8。本专利技术还提供一种飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂的制备方法，包括以下步骤：A、将0～10份多聚磷酸钠加入至40份低聚丙烯酰胺和100份纯水中，在体系温度为12℃均速搅拌至溶解，得到丙烯酰胺水溶液；B、在体系温度低于20℃以下，取10～30份CS2和15～35份40％NaOH同步且均匀滴加至所述丙烯酰胺水溶液中，保持搅拌90分钟；C、将体系升温至40℃，保持搅拌，1.5小时完成反应，得到飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂。优选地，所述步骤A具体为：在3℃的温度下将多聚磷酸钠加入至40份低聚丙烯酰胺和100份纯水中，体系升温至12℃，均速搅拌至溶解，得到丙烯酰胺水溶液。优选地，所述步骤B具体为：体系温度控制在5℃，取10～30份CS2和15～35份40％NaOH同步且均匀滴加至所述丙烯酰胺水溶液中，搅拌30分钟，缓慢升温至20℃持续搅拌60分钟。优选地，所述步骤C具体为：将体系在5分钟内迅速升温至40℃，并保持搅拌1.5小时，结束反应，得到飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂。优选地，所述多聚磷酸钠为2.5～7.5份、所述CS2为25～30份，40％NaOH为30～35份。从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：本专利技术的飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂，由组分纯水、低聚丙烯酰胺、多聚磷酸钠、CS2、40％NaOH组成，其制备得到的高分子螯合剂是能使垃圾焚烧飞灰中重金属得到全面固化的固化剂，能克服现有技术中存在的对重金属漏捕的不足。进一步说，垃圾焚烧飞灰中存在大量的氧化物，本高分子螯合剂利用该氧化物和有机氨硫低聚高分子进行水化反应，尤其针对重金属阳离子(如Pb2+、Cd2+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Hg2+等)发生水化结合作用，生成不溶性固结物，促使飞灰中氧化物形成安定的矿化物，从而全面满足环境安全处理规范的标准要求。具体实施方式本专利技术提供了一种飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂及其制备方法，有效固化垃圾飞灰中的重金属，从而降低垃圾焚烧对环境的污染。使用本专利技术的飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂，只需收集飞灰，将飞灰与中水混合，再添加本专利技术的飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂，搅拌养护，即可。中水也就是再生水，由废水或雨水经过适当的处理，达到一定的水质指标，质量满足本专利技术检测的使用要求的水。本专利技术提供的一种飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂，包括以下组分：纯水、低聚丙烯酰胺、多聚磷酸钠、CS2、40％NaOH。优选地，以重量份计算，所述组分为：100份纯水、40份低聚丙烯酰胺、0～10份多聚磷酸钠、10～30份CS2、15～35份40％NaOH。优选地，所述低聚丙烯酰胺的重均分子量Mw≤10000。优选地，所述低聚丙烯酰胺的重均分子量Mw≤8000。优选地，飞灰与所述飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂的重量份比例为：飞灰：高分子螯合物＝100：1.8。本专利技术还提供了一种飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂的制备方法，包括以下步骤：A、将0～10份多聚磷酸钠加入至40份低聚丙烯酰胺和100份纯水中，在体系温度为12℃均速搅拌至溶解，得到丙烯酰胺水溶液；B、在体系温度低于20℃以下，取10～30份CS2和15～35份40％NaOH同步且均匀滴加至所述丙烯酰胺水溶液中，保持搅拌90分钟；C、将体系升温至40℃，保持搅拌，1.5小时完成反应，得到飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂。优选地，所述步骤A具体为：在3℃的温度下将多聚磷酸钠加入至40份低聚丙烯酰胺和100份纯水中，体系升温至12℃，均速搅拌至溶解，得到丙烯酰胺水溶液。优选地，所述步骤B具体为：体系温度控制在5℃，取10～30份CS2和15～35份40％NaOH同步且均匀滴加至所述丙烯酰胺水溶液中，搅拌30分钟，缓慢升温至20℃持续搅拌60分钟。优选地，所述步骤C具体为：将体系在5分钟内迅速升温至40℃，并保持搅拌1.5小时，结束反应，得到飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂。优选地，所述多聚磷酸钠为2.5～7.5份、所述CS2为25～30份，40％NaOH为30～35份。其中，本专利技术使用了多聚磷酸钠作为反应体系的稳定剂，同时，多聚磷酸钠能强化对重金属粒子的稳定性；聚丙烯酰胺选用了低聚分子量的聚丙烯酰胺溶液，重均分子量Mw≤10000或Mw≤8000，作为硫代酸化反应的结构骨架；本专利技术的技术可以得到以下有益效果：(1)固化迅速，高效稳定，效果显著，性价比高，可以在较宽泛的pH范围，有效稳定固化Pb、Cd、Cu、Zn、Ni、Hg等重金属；(2)螯合剂是水剂，本水剂原液可以直接添加，无需溶解，使用方便灵活，用药成本低；(3)经过螯合剂螯合固化后的固化块没有体积增量，无需加水泥，填埋量少，降低填埋成本；(4)按照飞灰的不同时段的重金属变化特性进行用药，可以达到最经济、高效、安全的飞灰螯合固化效果。(5)本高分子螯合剂还可以用于回收重金属。优选实施方式有：本专利技术的制备方法包括以下步骤：(A)、在3℃的温度下将多聚磷酸钠加入至40份低聚丙烯酰胺和100份纯水中，体系升温至12℃，均速搅拌至溶解，得到丙烯酰胺水溶液；(B)、体系温度控制在5℃，取10～30份CS2和15～35份40％NaOH同步且均匀滴加至所述丙烯酰胺水溶液中，搅拌30分钟，缓慢升温至20℃持续搅拌60分钟；(C)、将体系在5分钟内迅速升温至40℃，并保持搅拌1.5小时，结束反应，得到飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂。下面通过多个实施例和检测飞灰固化结果对本专利技术进行详细描述：实施例1飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂的制备方法，包括以下步骤：A1、将0.5Kg多聚磷酸钠加入至2Kg低聚丙烯酰胺(Mw≤10000)和5Kg纯水中，在体系温度为12℃均速搅拌至溶解，得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂，其特征在于，包括以下组分：纯水、低聚丙烯酰胺、多聚磷酸钠、CS2、40％NaOH。

【技术特征摘要】
1.一种飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂，其特征在于，包括以下组分：纯水、低聚丙烯酰胺、多聚磷酸钠、CS2、40％NaOH。2.根据权利要求1所述的飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂，其特征在于，以重量份计算，所述组分为：100份纯水、40份低聚丙烯酰胺、0～10份多聚磷酸钠、10～30份CS2、15～35份40％NaOH。3.根据权利要求1所述的飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂，其特征在于，所述低聚丙烯酰胺的重均分子量Mw≤10000。4.根据权利要求1所述的飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂，其特征在于，所述低聚丙烯酰胺的重均分子量Mw≤8000。5.根据权利要求1所述的飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂，其特征在于，飞灰与所述飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂的重量份比例为：飞灰：高分子螯合物＝100：1.8。6.一种飞灰重金属捕捉用高分子螯合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A、将0～10份多聚磷酸钠加入至40份低聚丙烯酰胺和100份纯水中，在体系温度为12℃均速搅拌至溶解，得到丙烯酰胺水溶液；B、在体系温度低于20℃以下，取10～30份CS2和15～35份40％NaOH同步且均...

【专利技术属性】
技术研发人员：金银悦，
申请(专利权)人：广东中科乐活环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44