[发明专利]一种重金属离子络合剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于废水重金属污染控制技术领域，具体涉及一种重金属离子络合剂及其制备方法和应用。

背景技术

2010年，全国工业废水排放总量达到237.5亿吨，其中重金属废水排放量就超过40亿吨。如此大量重金属废水的排放，使得我国水体重金属污染问题日益突出，据不完全统计，我国江河湖库底质的重金属污染率高达80.1％。重金属主要指Hg、Cd、Pb、Cr、As、Cu和Ni等，主要来自化工、有色金属采选和冶炼、电池制造、电镀、印染、陶瓷、塑料等工业生产，由于重金属具有高毒性，难降解，易富集等特性，上述工业生产和排放的含有离子态、络合态的重金属如果不经处理直接排入水体中，不仅严重危害水生生物的生存，也会通过食物链富集进而危害人类的健康，严重破坏生态系统，造成严重的经济损失。因此水体重金属污染已逐渐成为制约我国经济、社会发展和民生改善的重大问题，迫切需要进行控制和治理。

目前，重金属废水的处理方法较多，常采用的有离子交换法、电解法、化学沉淀法、螯合沉淀法等。其中离子交换法处理效果好，但价格昂贵。电解法的处理效果较差，而且还存在二次污染问题。化学沉淀法是目前国内外最常用的方法，其中大多采用碱中和沉淀法，但该方法对含有多种重金属、两性重金属的废水处理工序复杂，无法直接处理含络合剂的重金属废水，处理达标往往需投加大量的碱导致处理后废水的pH值严重超标，此外还会产生大量不稳定的重金属氢氧化物污泥等，存在二次污染问题。螯合沉淀法是效果较好、成本较低的重金属废水处理方法，近年来重金属络合法发展较快，国内外已开始应用高分子重金属离子络合剂处理重金属废水的研究并已有实际应用。螯合沉淀法的关键在于开发高效价廉的重金属络合絮凝剂，目前国内外研究较多的重金属离子络合剂大都含有二硫代氨基甲酸基官能团，主要可分为高分子络合剂和小分子络合剂两类。高分子络合剂分子量大，沉降性能好，同时还具有一定的絮凝作用，但其官能团利用率降低，处理效果较差，且随着分子量的增加高分子络合剂在水中的溶解性能降低；而小分子络合剂的官能团利用率高，但是生成的沉淀物絮体细小，沉降性能不好，需加入絮凝药剂，才能使絮体有较理想的沉降性能；另外，目前制约重金属离子络合剂广泛应用的一个重要因素，是络合剂的生产成本较高，使得处理成本偏高，应用受到限制。

因此，为了经济高效的控制重金属废水污染，有必要在现有重金属离子络合剂的基础上开发一种使用成本低、污染物去除效率高且安全环保的新型重金属离子络合剂。

发明内容

为了克服现有技术的缺点和不足，本发明的首要目的是提供一种既具有小分子络合剂溶解性能好、官能团利用率高又具有高分子络合剂絮体大、沉降性能好等优点的重金属离子络合剂。

本发明的另一目的在于提供所述重金属离子络合剂的制备方法。

本发明的再一目的在于提供所述重金属离子络合剂的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种重金属离子络合剂，包含以下按质量百分比计的成分：

多胺：4％～22％，碱：10％～25％，氯代烷烃：2％～10％，CS₂：8％～35％，醇：0～5％。

所述的重金属离子络合剂，优选包含以下按质量百分比计的成分：

多胺：10％，碱：20％，氯代烷烃：5％，CS₂：25％，醇：2％。

所述的多胺为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺中的至少一种；

优选的，所述的多胺为乙二胺与二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺中的一种混合得到的混合物；

更优选的，所述的多胺为乙二胺与二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺中的一种按质量比1∶(10～20)配比得到的混合物；

更优选的，所述的多胺为乙二胺和四乙烯五胺的混合物；

所述的碱为氢氧化钠或氢氧化钾中的至少一种；

所述的氯代烷烃为二氯乙烷、二氯丙烷或环氧氯丙烷中的至少一种；

所述的醇为甲醇或乙醇中的至少一种；

优选的，所述的氯代烷烃为环氧氯丙烷；

优选的，所述的碱为氢氧化钠；

优选的，所述的醇为乙醇。

所述的重金属离子络合剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)取质量百分比10％～25％的碱溶于去离子水中制得碱液，将所得碱液分为A碱液和B碱液两部分；