[发明专利]一种高效垃圾焚烧飞灰重金属三组份螯合剂

说明书

技术领域

本发明属于重金属修复领域，涉及一种螯合剂，尤其涉及一种高效垃圾焚烧飞灰重金属三组份螯合剂。

背景技术

焚烧法处理城市生活垃圾因其高效快捷、减容显著、能源利用率高及占用土地面积小等优点在全世界得到广泛的应用，已经成为城市垃圾的主要处理方式之一。然而城市生活垃圾焚烧炉中，高蒸气压的重金属随烟气移动，同时，在城市生活垃圾焚烧过程中，重金属可能会转化成金属氯化物，而金属氯化物具有比金属氧化物和金属元素更高的蒸气压。因此，重金属Cd、Pb、Cu、Zn和As很容易在飞灰和气相中富集，处理不好会造成重金属的渗漏，在进行填埋处理时还可能威胁地下水。

目前，现有垃圾焚烧飞灰常用固化处理方法有水泥固化、沥青固化、石灰固化、烧结固化等多种方式，但这些方式还存在着一些缺陷。水泥固化，虽然设备简单、操作方便、投资少，但含飞灰的物质体积增加，严苛环境长期持久作用，重金属的渗滤液难以避免。沥青固化，虽然固化物空隙小，致密度高，难以渗透，有害物质浸出率低，固化体性能稳定，但沥青参量交大，而且沥青具有可燃性。石灰固化，虽然设备简单、操作方便，但飞灰固化后的体积增加，固化物易受酸性溶液浸蚀。传统药剂稳定化，虽然少容甚至不增容，但处理成本较高，易产生二次污染。电化学处置，可以有效的稳定重金属，但工艺复杂，操作难度大，成本较高。烧结固化，处理效果较好，比之熔融固化，烟气减少，耗能降低，但对尾气处理工艺要求降低，能耗高。熔融固化，减容率高，熔渣性质稳定、无重金属溶出等优点，能耗高，成本低。因此，如何高效、快速、经济、环保的处理好垃圾焚烧飞灰重金属，成为环境工作者亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种高效垃圾焚烧飞灰重金属三组份螯合剂，以克服现有技术的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种高效垃圾焚烧飞灰重金属三组份螯合剂，由以下三个组分混合制成：第一组分是以丁基黄药和苄基氯为原料制成；第二组分是以二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、环氧氯丙烷和二硫化碳为原料制成；第三组分为水溶性离子型表面活性剂和/或水溶性非离子表面活性剂。

进一步，本发明提供一种高效垃圾焚烧飞灰重金属三组份螯合剂，还可以具有这样的特征：其中，第一组分、第二组分和第三组分的质量比为30-45:30-45:10-25。

优选的，第一组分和第二组分的质量比为1:1。

进一步，本发明提供一种高效垃圾焚烧飞灰重金属三组份螯合剂，还可以具有这样的特征：其中，第一组分的制备过程为：溶解丁基黄药，加热至45-55℃，然后加入苄基氯，反应6-7h，经后处理获得第一组分。

其中，苄基氯需逐滴加入。

进一步，本发明提供一种高效垃圾焚烧飞灰重金属三组份螯合剂，还可以具有这样的特征：其中，丁基黄药和苄基氯的质量比为8-10:7-9。

进一步，本发明提供一种高效垃圾焚烧飞灰重金属三组份螯合剂，还可以具有这样的特征：其中，用去离子水溶解丁基黄药，配制成2-3mol/L的丁基黄药溶液。

进一步，本发明提供一种高效垃圾焚烧飞灰重金属三组份螯合剂，还可以具有这样的特征：其中，后处理的具体步骤为：静置30-60min，得到的油层用去离子水洗涤，加入干燥剂，干燥后过滤出干燥剂。

其中，使用去离子水洗涤油层3-5次。干燥剂的用量与洗涤时加入去离子水的量相关。干燥时间为12-18h。优选的，干燥剂为硫酸镁。

进一步，本发明提供一种高效垃圾焚烧飞灰重金属三组份螯合剂，还可以具有这样的特征：其中，第二组分的制备过程为：步骤一、将二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺置于25-30℃恒温环境中，加入环氧氯丙烷，反应1-2h，得到中间产物；步骤二、去离子水溶解步骤一得到的中间产物，加入二硫化碳，于室温下，反应3-4h，再升温至60-65℃，反应2-3h，获得第二组分。

其中，步骤一中，环氧氯丙烷需边搅拌边逐滴加入，反应后得到的中间产物为乳白粘稠胶状物。步骤二中，用去离子水溶解中间产物，去离子水的用量为，使步骤一得到的中间产物完全溶解即可。二硫化碳需逐滴加入。升温反应后，冷却至室温即获得第二组分。本专利中，室温指23-27℃。

进一步，本发明提供一种高效垃圾焚烧飞灰重金属三组份螯合剂，还可以具有这样的特征：其中，二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、环氧氯丙烷和二硫化碳的质量比为10-15:10-15:10-15:10-20:8-15。

优选的，二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺的质量比为1:1:1。