[发明专利]一种重金属螯合剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种重金属螯合剂及其制备方法和应用，其制备方法包括以多烯多胺分子为原料，用二碳酸二叔丁酯对其端基伯胺进行单边保护后，将其与增链剂进行增链交联反应，再脱除交联多烯多胺的单边保护，最后将其与二硫化碳进行黄原酰化反应，得到所述重金属螯合剂。该重金属螯合剂的制备方法可操作性强，工艺简单，且制备得到的螯合剂含有较多的螯合位点，具有高反应活性和高螯合性能，能使重金属得到高效的沉淀。

技术领域

本发明涉及金属螯合剂技术领域，具体涉及一种重金属螯合剂及其制备方法和应用，尤其涉及一种高反应活性高螯合性能的重金属螯合剂及其制备方法和应用。

背景技术

垃圾焚烧飞灰是一种深灰色或灰白色的细微粉末，90％的飞灰颗粒粒径小于300μm，飞灰中往往富含有铜、铬、铅、锌、镉、镍、锡、锰、汞、砷等重金属及其相应的氧化物，如何有效处理垃圾焚烧飞灰中的重金属是我们所要关注的。化学螯合法是一种效果较好、成本较低的重金属飞灰处理方法，还能适用于大规模飞灰的治理。基于此，现有技术公开了许多处理飞灰的人工合成的高分子螯合剂，如二硫代氨基甲酸盐类螯合剂、乙二胺四乙酸(EDTA)螯合剂等；此外还有一些天然的螯合剂，如柠檬酸、酒石酸、草酸等传统处理方法，但是都暴露出在重金属回收难、螯合不彻底、沉降效果不理想等一系列问题。究其主要原因还是由于螯合剂螯合功能单一，螯合点少，因此形成的螯合体积小、螯合面积小、沉降性能差且需维持大过量浓度才能达到较好效果。

CN103172159A公开了一种复合型重金属螯合剂的制备方法，包括如下步骤：1)在反应釜中加入水和多胺化合物并搅拌均匀；2)在反应釜中缓慢滴加卤代环氧烷并保持温度不超过50℃；3)反应釜升温至50-90℃之间，并在此温度下继续搅拌反应2-6小时；4)在反应釜中通冷却水降至25-35℃，然后加入1.3.5-三嗪-2.4.6-三硫醇三钠盐，搅拌0.5-1小时即得复合型重金属螯合剂。本发明制备的重金属螯合剂，保留了TMT-15环境友好的优点，又克服了它絮体小，沉淀难过滤的缺点，能够在后续无需另加聚丙烯酰胺絮凝剂的情况下使出水重金属含量低于国家标准。但是该螯合剂存在螯合点较少的缺点，其沉降性能受到一定的限制。

CN108379765A公开了一种重金属螯合剂及其制备方法，所述重金属螯合剂由福美钠10-25重量份、磷酸钠5-15重量份、EDTA 5-20重量份、聚羧酸0.5-1重量份和葡萄糖5-10重量份组成。将上述原料加入软化水中，搅拌混匀、静置20小时后固液分离，所分离出的液体即为所述重金属螯合剂。本该重金属螯合剂可在不同温度下使用，对pH范围为3-11的飞灰有较好的螯合效果，环保安全无毒，螯合后产物性质稳定，在相关标准规定的酸度和时间下不会重新释放出重金属。但是依然存在螯合点少、形成的螯合体积小、螯合面积小、沉降性能差等缺点。

CN106955451A公开了一种垃圾焚烧飞灰重金属螯合剂，包括按重量比为1:(2-3)混合的复配螯合剂和氢氧化钠溶液，其中所述复配螯合剂包括按如下重量百分比计的成分：有机螯合剂：60-90％；无机螯合剂：10-40％；所述有机螯合剂为二硫代氨基甲酸盐类，选自二乙基二硫代氨基甲酸锌、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二丁基二硫代氨基甲酸钠或二苄基二硫代氨基甲酸钠中的一种或多种；所述无机螯合剂选自硫化钠、磷酸钠中的一种或两种。该重金属螯合剂，能降低重金属浸出浓度，保证飞灰固化样块满足浸出浓度限定值，但螯合点少、形成的螯合体积小、螯合面积小、不能使垃圾飞灰中的重金属有效沉降。

因此，开发出一种含有多螯合位点，具有高反应活性高螯合性能，能使垃圾飞灰中的重金属得到高效沉淀的重金属螯合剂是很有意义的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种重金属螯合剂及其制备方法和应用，尤其提供一种高反应活性高螯合性能的重金属螯合剂及其制备方法和应用。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种重金属螯合剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：