一種納米二氧化硅改性飛灰金屬離子螯合劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種納米二氧化硅改性飛灰金屬離子螯合劑，其為納米二氧化硅改性的二硫代氨基甲酸鹽飛灰金屬離子螯合劑，具有有機(jī)硫部分和硅酸鹽部分，所述有機(jī)硫部分由多元胺基化合物與二硫化碳反應(yīng)得到，所述硅酸鹽部分由多元胺基化合物與納米二氧化硅接枝反應(yīng)得到。本發(fā)明從微觀的角度結(jié)合了藥劑處理法與水泥處理法，大大提高了對(duì)飛灰金屬離子的捕捉效果，減少酸浸析出率，具有很好的指導(dǎo)與實(shí)用價(jià)值。
【專利說明】一種納米二氧化硅改性飛灰金屬離子螯合劑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于垃圾焚燒飛灰處理領(lǐng)域，具體涉及一種納米二氧化硅改性飛灰金屬離 子螯合劑及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市化水平和工業(yè)化水平的不斷提高，垃圾的產(chǎn)生量 與日俱增，隨著環(huán)境保護(hù)的要求越來越高，目前全國各地建立了許多垃圾焚燒站，用于處理 急劇增多的工業(yè)垃圾與生活垃圾。焚燒法對(duì)于持續(xù)、穩(wěn)定、安全、可靠地消耗大量工業(yè)、生活 垃圾，改善人們的居住環(huán)境、保障經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展無疑起著重要作用。但是垃圾焚燒所產(chǎn)生 的飛灰是一種危險(xiǎn)的廢物，因?yàn)樗休^高浸出濃度的鉛、鉻、鎘、汞等重金屬及致癌物二 噁英等持久性有機(jī)污染源，對(duì)人體健康和環(huán)境的危害很大，因此對(duì)飛灰進(jìn)行妥善處理，對(duì)于 保障人民的身體健康，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。
[0003] 目前常用的焚燒飛灰處理方法有水泥固化、藥劑固化、熔融固化等，其中應(yīng)用較普 遍的是水泥固化和藥劑固化，單獨(dú)水泥固化后增容比大，水泥消耗量高，并且水泥的大量使 用意味著直接的資源消耗與間接的環(huán)境污染；化學(xué)藥劑一般分為無機(jī)藥劑和有機(jī)藥劑，無 機(jī)藥劑主要是硫化鈉、磷酸鹽和鐵酸鹽藥劑，有機(jī)化學(xué)藥劑主要以有機(jī)螯合劑為主。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種納米二氧化硅改性飛灰金屬離子螯合劑，從微觀的角度 結(jié)合了藥劑處理法與水泥處理法，大大提高了對(duì)飛灰金屬離子的捕捉效果，減少酸浸析出 率，具有很好的指導(dǎo)與實(shí)用價(jià)值。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供該納米二氧化硅改性飛灰金 屬離子螯合劑的制備方法。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0006] -種納米二氧化硅改性飛灰金屬離子螯合劑，其為納米二氧化硅改性的二硫代氨 基甲酸鹽飛灰金屬離子螯合劑，具有有機(jī)硫部分和硅酸鹽部分，所述有機(jī)硫部分由多元胺 基化合物與二硫化碳反應(yīng)得到，所述硅酸鹽部分由多元胺基化合物與納米二氧化硅接枝反 應(yīng)得到。
[0007] 優(yōu)選地，所述多元胺基化合物是由二元環(huán)氧化合物與二元伯胺化合物聚合而成。
[0008] 優(yōu)選地，所述二元環(huán)氧化合物為乙二醇二縮水甘油醚、丙二醇二縮水甘油醚、1， 4_ 丁二醇二縮水甘油醚、1，6-已二醇二縮水甘油醚、新戊二醇二縮水甘油醚中的任意一種 或多種。
[0009] 優(yōu)選地，所述二元伯胺化合物為乙二胺、丙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯 五胺中的任意一種或多種。
[0010] 優(yōu)選地，所述二元環(huán)氧化合物和所述二元伯胺化合物的摩爾比為I : (1?2)。
[0011] 優(yōu)選地，所述二硫化碳和所述二元伯胺化合物的摩爾比為（2?6) :1。
[0012] 優(yōu)選地，所述納米二氧化硅的添加量為二元伯胺化合物重量的3-10%。
[0013] 一種制備所述的納米二氧化硅改性飛灰金屬離子螯合劑的方法，包括以下步驟：
[0014] a :將二元伯胺化合物注入反應(yīng)釜中，一邊攪拌一邊加熱，另外將二元環(huán)氧化合物 注入到高位槽中備用；
[0015] b :當(dāng)反應(yīng)釜中溫度升到40-80°C時(shí)，在攪拌的同時(shí)滴加高位槽中的二元環(huán)氧化合 物，滴完后繼續(xù)保溫?cái)嚢璺磻?yīng)2-4h，得到多元胺基化合物；
[0016] c :調(diào)整溫度至30_50°C，滴入強(qiáng)堿溶液，攪拌熟化使其溶解均勻；
[0017] d :在Ι-a內(nèi)分3-4次加入納米二氧化娃，然后繼續(xù)攪拌l_2h，得到硅酸鹽溶膠；
[0018] e :維持溫度在30-50°C，滴加二硫化碳，滴完后繼續(xù)攪拌反應(yīng)3_5h，反應(yīng)完全后冷 卻出料。
[0019] 優(yōu)選地,所述強(qiáng)堿溶液為氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液。
[0020] 優(yōu)選地，所述強(qiáng)堿溶液的質(zhì)量百分比濃度為10-40 %。
[0021] 主要發(fā)生的反應(yīng)如下，其中R表示二元環(huán)氧化合物的分子主鏈，A表示二元伯胺化 合物的分子主鏈：
[0022]

【權(quán)利要求】
1. 一種納米二氧化硅改性飛灰金屬離子螯合劑，其特征在于：其為納米二氧化硅改性 的二硫代氨基甲酸鹽飛灰金屬離子螯合劑，具有有機(jī)硫部分和硅酸鹽部分，所述有機(jī)硫部 分由多元胺基化合物與二硫化碳反應(yīng)得到，所述硅酸鹽部分由多元胺基化合物與納米二氧 化娃接枝反應(yīng)得到。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米二氧化硅改性飛灰金屬離子螯合劑，其特征在于：所述 多元胺基化合物是由二元環(huán)氧化合物與二元伯胺化合物聚合而成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的納米二氧化硅改性飛灰金屬離子螯合劑，其特征在于：所述 二元環(huán)氧化合物為乙二醇二縮水甘油醚、丙二醇二縮水甘油醚、1，4-丁二醇二縮水甘油醚、 1，6-已二醇二縮水甘油醚、新戊二醇二縮水甘油醚中的任意一種或多種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的納米二氧化硅改性飛灰金屬離子螯合劑，其特征在于：所述 二元伯胺化合物為乙二胺、丙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的任意一種或 多種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的納米二氧化硅改性飛灰金屬離子螯合劑，其特征在于：所述 二元環(huán)氧化合物和所述二元伯胺化合物的摩爾比為I : (1?2)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的納米二氧化硅改性飛灰金屬離子螯合劑，其特征在于：所述 二硫化碳和所述二元伯胺化合物的摩爾比為（2?6) :1。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的納米二氧化硅改性飛灰金屬離子螯合劑，其特征在于：所述 納米二氧化硅的添加量為二元伯胺化合物重量的3-10%。
8. -種制備權(quán)利要求1-7所述的納米二氧化硅改性飛灰金屬離子螯合劑的方法，其特 征在于包括以下步驟： a:將二元伯胺化合物注入反應(yīng)釜中，一邊攪拌一邊加熱，另外將二元環(huán)氧化合物注入 到高位槽中備用； b :當(dāng)反應(yīng)釜中溫度升到40-80°C時(shí)，在攪拌的同時(shí)滴加高位槽中的二元環(huán)氧化合物， 滴完后繼續(xù)保溫?cái)嚢璺磻?yīng)2-4h，得到多元胺基化合物； c :調(diào)整溫度到30-50°C，滴入強(qiáng)堿溶液，攪拌熟化使其溶解均勻； d :在l-2h內(nèi)分3-4次加入納米二氧化硅，然后繼續(xù)攪拌l-2h，得到硅酸鹽溶膠； e :維持溫度在30-50°C，滴加二硫化碳，滴完后繼續(xù)攪拌反應(yīng)3-5h，反應(yīng)完全后冷卻出 料。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于：所述強(qiáng)堿溶液為氫氧化鈉溶液或氫氧化 鉀溶液。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于：所述強(qiáng)堿溶液的質(zhì)量百分比濃度為 10-40%。
【文檔編號(hào)】C07F7/02GK104211957SQ201410431264
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】伍海斌 申請(qǐng)人:中山市宏科化工有限公司