一种重金属捕集固定药剂的制备及应用制造技术

本发明专利技术提供了一种重金属捕集固定药剂的制备及应用，具体采用了50份水、34份二硫化碳、50份40%二甲胺、0～10份磷酸盐和30份40%NaOH的反应体系，得到用于捕捉固定重金属元素并与其形成稳定矿化结构的药剂，能够有效满足对重金属的矿化固定化的技术要求，可广泛应用于土壤和飞灰中留存的重金属的捕集固定处置过程。

【技术实现步骤摘要】
一种重金属捕集固定药剂的制备及应用
本专利技术涉及环境功能材料
，具体涉及一种重金属捕集固定药剂的制备及应用。
技术介绍
重金属污染是环境污染的主要类型之一，重金属污染具有量大面广、隐蔽性、长期性、不可逆性和富集性等特点。一方面，土壤的重金属污染，一般可通过工业污水灌渗、雨水渗滤、废渣土非法转运等渠道或方式，甚至可借助大气尘埃污染的流动，最终在土壤中累积沉积，导致土壤的重金属污染，土壤重金属污染可通过食物链延伸至人体，造成人体累积和健康损伤。另一方面，城市垃圾焚烧发电飞灰中的存在的重金属元素，是另一种具有潜在环境危险性的重金属污染类型，飞灰重金属元素以氧化物、盐化物等颗粒形态混合物存在，粒径都小于280μm，粒径集中分布在50～76μm。当其含量超过国标限量值时，会产生较为严重的环境危害。在今天垃圾焚烧技术被广泛应用的情况下，也需要重点进行飞灰中重金属的捕集和固定化处置。为此需要对其进行无害化、稳定化固定处理，以消除其环境危害。在现有的重金属污染防治技术中，化学药剂法捕集固定化重金属的方法，被证明是一种成本低廉、应用便捷、技术稳定、性能可靠且经济性优良的首选技术方案。化学捕集技术通过改变重金属离子在土壤中的化学形态，抑制重金属在土壤中的迁移性和生物有效性，从而达到修复重金属污染土壤的目的。化学药剂作用于飞灰中的重金属，可形成不溶性矿化沉积物，能够有效实现飞灰重金属元素的全谱系固定，实现飞灰稳定化、无害化处置。实际应用中，由于重金属污染情况的不明确性和工况条件的复杂性，尤其在规模化的重金属捕集治理的工程实践中，捕集药剂的效能成为重金属治理技术体系中至关重要的关键。因此，开发高性能的重金属捕集药剂成为规模化、工程化的重金属治理技术的现实需要。
技术实现思路
本专利技术旨在制备一种重金属捕集固定药剂的制备及应用，主要针对土壤、飞灰中重金属的捕集固定，以克服现有技术中存在的效能差、效果受限等问题。本专利技术所述的一种重金属捕集固定药剂的制备及应用，是按照如下质量分数的物质组成：本专利技术所述的一种重金属捕集固定药剂的制备方法，具体采用如下步骤实现：(1)先将34份CS2加入反应釜作为底液，在持续搅拌下再依次加入50份纯水及50份二甲胺(质量百分浓度为40％)进行混合，过程中注意控制料液温度不超过20℃，加料时间控制在40分钟内，加料完毕后持续搅拌混合20分钟；(2)保持料液温度不超过20℃，搅拌状态下加入0～10份磷酸盐，再均匀加入30份NaOH(质量百分浓度为40％)，加液时长在30分钟内，完成后结束控温，保持搅拌30分钟；(3)升温至47℃，恒温搅拌1.5小时结束反应，得到的溶液即为本专利技术所述的一种重金属捕集固定化药剂。此外，本专利技术所述的一种重金属捕集固定药剂的制备及应用，采用了0～10份的磷酸盐，作为反应过程的分子结构调整剂。本专利技术所述一种重金属捕集固定药剂的制备及应用，适用于对土壤、飞灰、垃圾粉尘来源中的重金属的固定化用途。在土壤修复方面，采用本专利技术所述的重金属捕集固定药剂的土壤修复技术体系进行土壤修复，修复后的土壤重金属指标达到国家《土地环境质量标准》(GB15618-1995)三级标准，较好实现了重金属在土壤主体中的有效固定，降低重金属污染物向污染主体外的迁移，进而减弱重金属通过地表径流和淋溶作用对地表水体和地下水的污染，达到了降低重金属污染物向其它介质迁移的环境风险的目的。更进一步，本专利技术所述的一种重金属固定化药剂技术体系，进行了垃圾焚烧飞灰的实际现场固化应用，根据《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，比照《GB16889-2008生活垃圾填埋场污染控制标准的重金属浓度》对12种重金属含量的限定值，所形成的飞灰重金属固化块，其浸出结果满足国标相关的技术要求。本专利技术的有益效果是：(1)高效稳定固定化；(2)成本适宜，技术经济性好；(3)重金属捕集固化牢固，重金属离子迁移少。具体实施方式下面以具体的实施例证，对本专利技术的技术特征进行完整的说明，但所列举的实施例证，仅代表本专利技术的部分内容。其它任何基于本专利技术中技术实质的应用例证，在没有超出本专利技术实质范畴的情况下，对本专利技术所做的模仿和替代，都属于本专利技术要求的保护范围。实施例1首先，本专利技术所述的一种重金属捕集固定药剂的制备方法，其具体质量分数组成如下(见表1)：表1实施例1的重金属捕集固定化药剂组分纯水5040％二甲胺5040％NaOH30CS234磷酸盐1.0具体采用如下步骤：(1)先将34份CS2加入反应釜作为底液，在持续搅拌下再依次加入50份纯水及50份二甲胺(质量百分浓度为40％)进行混合，过程中注意控制料液温度不超过20℃，加料时间控制在40分钟内，加料完毕后持续搅拌混合20分钟；(2)保持料液温度不超过20℃，搅拌状态下加入1.0份磷酸盐，再均匀加入30份NaOH(质量百分浓度为40％)，加液时长在30分钟内，完成后结束控温，保持搅拌30分钟；(3)升温至47℃，恒温搅拌1.5小时结束反应，得到的溶液即为本专利技术所述的一种重金属捕集固定化药剂。土壤重金属捕集钝化应用实验：采用2％(质量比)的用量进行重金属污染的土壤淋洒修复，所有修复后土壤样点，其0.1mol/LCaCl2浸提的有效态Cu、Cd和Pb的下降幅度均达54.3％以上，其中有效态Cu含量降幅分布58.7％～91.6％，主要降幅为63％～89％；有效态Cd含量降幅为57.7％～69.8％，且主要集中在60％～64％之间；有效态Pb含量降幅为54.3％～63.7％，且主要集中在58～60％之间，较好实现了修复目标(见表3)。飞灰重金属捕集固定化应用试验：取某厂正常运行期间的飞灰，按照灰量的2.3％(质量比)，进行重金属捕集固定化实验，对形成的固化块养护1天后测试。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，比照《GB16889-2008生活垃圾填埋场污染控制标准的重金属浓度》对12种重金属含量的限定值，检测飞灰固化块浸出液中的重金属浓度。测试结果表明，高分子螯合药剂固化稳定后的飞灰固化块，其重金属浸出浓度满足国标限定的技术要求，达到了生活垃圾填埋场入场标准的要求(见表4)。实施例2～实施例5在实施例2～实施例5中，本专利技术所述的一种重金属捕集固定化药剂的制备以及现场应用测试，与实施例1过程基本相似。为方便进行实施例之间的比对，将实施例1～实施例5的制备物质组成、重金属污染土壤修复效果和飞灰固定化测试结果分别共同列出，详见表2、表3和表4。表2重金属捕集固定药剂的制备方法与过程列表(单位：质量份数)表3实施例1-实施例5的重金属污染土壤修复效果对比表4实施例1-实施例5的原灰及飞灰固化块的重金属浸出效果对比表3和表4中所列出的结果表明，本专利技术所述的一种重金属捕集固定化药剂的制备及应用，其重金属捕集钝化/固定化效果，较好满足了相关的国标限定的技术要求。以上实施例只是对本专利技术的部分举例说明，并不成为对本专利技术保护范围的限制，其它与本专利技术精神实质相同或相似的应用均属于本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重金属捕集固定药剂，其特征在于，按照如下质量分数的物质组成：纯水：50；质量百分浓度为40%的二甲胺：50；质量百分浓度为40%的NaOH：30；CS2:34磷酸盐：0～10。

【技术特征摘要】
1.一种重金属捕集固定药剂，其特征在于，按照如下质量分数的物质组成：纯水：50；质量百分浓度为40%的二甲胺：50；质量百分浓度为40%的NaOH：30；CS2:34磷酸盐：0～10。2.根据权利要求1所述的一种重金属捕集固定药剂，其特征在于，所述的药剂的制备方法是：（1）先将34份CS2加入反应釜作为底液，在持续搅拌下再依次加入50份纯水及50份二甲胺（质量百分浓度为40%）进行混合，过程中注意控制料液温度不超过20℃，加料时间控制在40分钟内，加料完毕后持续搅拌混合20分钟；（2）...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈远华，奈世杰，胡文，姜红，奈欣慧，李学峰，
申请(专利权)人：山东西格玛检测技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37