[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，其主要有效成分的结构式为：上述重金属螯合剂的制备方法，包括如下步骤：1)先加入丙三醇，在搅拌、冷凝状态下，再加入部分五硫化二磷，反应立即进行；2)将另一部分五硫化二磷分成两份，先加入其中一份，待全部溶解后再加入另外一份，保持温度(70±5)℃，反应2.5‑3h，得墨绿色的产物溶液；3)将产物溶液过滤后，用有机溶剂冲洗滤渣，得大蒜味的黑绿色滤液；静置，除去有机溶剂，得黑绿色油状液体；4)向黑绿色油状液体中滴加碱溶液搅拌，再加入环己烷搅拌，过滤得白色产物，在热乙醇中重结晶提纯。上述重金属螯合剂用于处理含有重金属的废水，不仅絮凝能力强、制备操作简单，而且能同时去除多种重金属离子。

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种重金属螯合剂及其制备方法和应用，适用于重金属废水中重金属离子的去除。

背景技术

垃圾焚烧厂在生产过程中会产生大量含有汞、铅、铬、镉、锌等众多重金属元素的粉尘，并且这些重金属元素很容易析出，根据中国《危险废物鉴别技术规范》，这些物质被定义为危险废弃物。

重金属捕集剂是一种与重金属离子强力螯合的化工药剂，其一方面能克服传统化学沉淀法和低分子捕集沉淀剂处理所存在的缺点和不足，另一方面也能满足更加严格的排放要求，在低浓度重金属废水处理领域作用日益明显，因此有着良好的市场应用前景。现有的重金属离子捕集剂一般只能选择性地与某些重金属离子反应，而且具有毒性，对人体及环境影响较大，极大地限制了其应用领域和应用范围。故研制一个更新型的无毒性的重金属离子捕集剂，已成为行业研究的热点。

目前，国内市场上的DTC类重金属捕集剂主要有两种：高分子螯合树脂DTCR和小分子DTC沉淀剂。前者有一定的絮凝作用，但高分子链的空间位阻使其与重金属离子的结合能力和沉淀效率降低，而后者存在的问题是沉淀颗粒太小，使用过程中需加入一定的絮凝剂。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种絮凝能力强、制备操作简单的重金属螯合剂及其制备方法和应用，能够同时去除多种重金属离子。

为实现上述目的，本发明的技术方案为一种重金属螯合剂，其主要有效成分的结构式为：

其中M为Na或K。

本发明还提供上述重金属螯合剂的制备方法，具体步骤如下：

1)将装有搅拌装置和冷凝管的三口烧瓶固定在油浴锅中，并向三口烧瓶中加入丙三醇，在搅拌、冷凝状态下，慢慢地加入部分五硫化二磷，反应立即进行，并产生H₂S气体，三口烧瓶内溶液开始由无色变为乳白色，稍后变为灰黑色；

2)将另一部分五硫化二磷分成两份，先向三口烧瓶内加入其中一份五硫化二磷并继续搅拌，待全部溶解后再加入另外一份五硫化二磷，保持温度在(70±5)℃，继续反应2.5-3小时，反应完毕，得墨绿色的产物溶液；

3)将墨绿色的产物溶液过滤后，用有机溶剂冲洗滤渣，得大蒜味的黑绿色滤液；静置，分液除去有机溶剂，得黑绿色油状液体；

4)向黑绿色油状液体中滴加碱溶液，边滴加边搅拌，10-15分钟后向溶液中加入环己烷，继续搅拌10分钟，有沉淀析出，过滤得白色产物，在热乙醇中重结晶提纯，得重金属螯合剂。

进一步地，步骤1)中加入的丙三醇与五硫化二磷的质量份数比为230-250：50-60。

更进一步地，步骤2)中先后加入三口烧瓶内的两份五硫化二磷的质量份数比为75-85：85-95。

进一步地，步骤1)和步骤2)中所加的五硫化二磷均为研磨后的五硫化二磷，粒径为200目以下。

进一步地，所述冷凝管与尾气吸收装置连通，且尾气吸收装置内装有用于吸收H₂S气体的碱液。