一種焚燒飛灰用螯合劑及其制備方法、應用與流程

文檔序號:18167301發布日期:2019-07-13 09:42

本發明屬于焚燒飛灰處理領域,具體涉及一種焚燒飛灰用螯合劑及其制備方法、應用。



背景技術:

焚燒飛灰是一類危險廢物(HW18),其中富集了各種重金屬等有害物質,焚燒飛灰無害化處理技術研究成為固體廢物污染控制領域重大課題。

目前市面上大多用巰基(硫代)螯合劑(臭,氣味刺鼻,且合成工藝過程中有有毒的副產物,合成過程中有甲醛)處理飛灰?;瘜W藥劑穩定化一般用的是硫化物磷酸鹽和有機鰲合劑(很多研究者自己做出的帶多個巰基的配位化合物),市場上可以買到的巰基化合物中,礦物浮選劑比較多;除了巰基化合物也有其他的藥劑可以用,EDTA之類的,硫脲之類的,不過弊端很大,硫有毒、EDTA性價比不高;使用方法方面,熔融一般成本高,效果毋容置疑地好,但成本太高,比如說日本、歐洲已有應用;水洗跟浸提,過程有點麻煩。而發明人還發現:由于大多螯合劑刺激性味道比較大,很多焚燒廠都不使用。



技術實現要素:

為了克服上述不足,本發明提供一種焚燒飛灰用螯合劑及其制備方法、應用,在螯合重金屬的同時,既不會影響人體健康,又不會對環境造成二次污染,是純天然綠色的飛灰重金屬螯合技術、環保安全無毒。

為了實現上述目的,本發明采用如下技術方案:

一種焚燒飛灰用螯合劑,由以下重量份的原料組成:SA 1~3份;殼聚糖磷酸酯1~3份;腐殖酸鈉1~3份,硫鋁酸鹽水泥15~20份。

由于飛灰活性很低、不具有黏結性,而含海藻酸鈉(SA)具有粘性、良好的成膜性和對重金屬有優良的螯合作用,SA為主體的復合螯合劑為不含硫聚合物,無刺激性氣味,合成工藝環保,生產過程中不產生甲醛,因此,不會對環境帶來二次污染,所以與其他材料復配后得到新型的綠色環保型的飛灰重金屬螯合劑。而腐殖酸鈉是一種膠體物質,有較強的吸附和螯合作用且無毒無害,與SA 復配使用,在固化重金屬方面有協同增效的效果。

本發明的有益效果

(1)本發明螯合劑在螯合重金屬的同時,既不會影響人體健康,又不會對環境造成二次污染,是純天然綠色的重金屬螯合技術、環保安全無毒。

(2)本發明螯合速度快,螯合效率高。

(3)本發明處理成本低、操作方便。

具體實施方式

應該指出,以下詳細說明都是例示性的,旨在對本發明提供進一步的說明。除非另有指明,本文使用的所有技術和科學術語具有與本發明所屬技術領域的普通技術人員通常理解的相同含義。

一種焚燒飛灰用螯合劑,由以下重量份的原料組成:SA1~3份;殼聚糖磷酸酯1~3份;腐殖酸鈉1~3份,硫鋁酸鹽水泥15~20份。

固化處理試驗結果表明:投加SA復合配方螯合劑即可固化固體中重金屬使浸出濃度滿足《危險廢物填埋污染控制標準》(GB18598-2001),且效果明顯,表明應用含SA的復合螯合劑對焚燒飛灰無害化處理在技術上完全可行。

在一些實施例中,由以下重量份的原料組成:SA1~2份;殼聚糖磷酸酯1~2 份;腐殖酸鈉1~2份,硫鋁酸鹽水泥15~17.5份。

另一方面,為了避免飛灰固化后,隨著固化時間的延長,產生粉化以及螯合物分解所帶來的次生危害,本發明在螯合劑中還加入了水泥,水泥的添加不但對固化有作用,而且有效提高了飛灰固化后的穩定性。

水泥的用量過高,會影響SA、腐殖酸鈉與飛灰中重金屬的反應效率,若水泥的用量過低,則生成的螯合物穩定性差、后期易粉化、分解。因此,在一些實施例中,本發明優選的水泥用量為15~20份。

在一些實施例中,由以下重量份的原料組成:SA2~3份;殼聚糖磷酸酯2~3 份;腐殖酸鈉2~3份,硫鋁酸鹽水泥17.5~20份。

另一方面,本發明研究發現:單純地加入SA、腐殖酸鈉和硫鋁酸鹽水泥,易團聚,分散性差,達不到令人滿意的接觸效果。為此,本發明加入殼聚糖磷酸酯對其進行改性,有效提高了其分散性和粒子間的靜電作用,提高了飛灰固化效果。

但若殼聚糖磷酸酯的用量過少,達不到預期的分散效果,若殼聚糖磷酸酯的用量過多,繼續增加用量對螯合劑的分散性提高不大,還會影響與SA、腐殖酸鈉的吸附性能,因此,在一些實施例中,本發明優選的殼聚糖磷酸酯2~3份,有效提高SA、腐殖酸鈉與飛灰的接觸效果,提高了對飛灰的固化能力。

在一些實施例中,所述螯合劑在飛灰中的加入量為1~3wt%。

本發明還提供了任一上述的螯合劑的制備方法,包括:

將SA、殼聚糖磷酸酯、腐殖酸鈉、硫鋁酸鹽水泥攪拌均勻,即得。

在一些實施例中,所述攪拌為磁力攪拌或槳式攪拌。

本發明還提供了任一上述的螯合劑固化飛灰的方法,將飛灰、螯合劑、水混合均勻,反應一段時間,即得。

在一些實施例中,所述混合的方法為機械攪拌、磁力攪拌、超聲震蕩、搖床。

在一些實施例中,所述反應時間為2~3h。

在一些實施例中,所述飛灰中包含Pb、Cd、Zn、Cu。

本發明中主要復配殼聚糖磷酸酯、腐殖酸鈉、硫鋁酸鹽水泥制成環保無味的復合螯合劑。

配方:SA加入量1-3%;殼聚糖磷酸酯1-3%;腐殖酸鈉1-3%,硫鋁酸鹽水泥15%-20%。

實施例1

螯合劑配方:SA加入量1%;殼聚糖磷酸酯1%;腐殖酸鈉1%,硫鋁酸鹽水泥15%。

以濟南某垃圾焚燒廠飛灰為例,含重金屬Pb、Cd、Zn、Cu含量 1036,108,2476,300mg/Kg,根據標準(HJ/T300-2007)用pH=2.64的醋酸溶液浸提后重金屬含量(Pb 1.25mg/L,Cd 3.111mg/L,Zn 9.206mg/L,Cu 3.089mg/L),其中Pb和Cd浸出濃度超過(GB16889-2008)限定值(Pb 0.25mg/L,Cd 0.15mg/L, Zn 100mg/L,Cu 40mg/L)。

加入螯合劑固化:

(1)取飛灰200克,加入灰量1wt%螯合劑,和3wt%水稀釋

(2)把螯合溶液加入飛灰充分攪拌15分鐘,反應2小時,稱取20克做浸提實驗。

實驗結果表明:

加入螯合劑固化后(Pb 0.062mg/L,Cd 0.0436mg/L,Zn 9.213mg/L,Cu 0.5132mg/L),其中Pb和Cd達到國家標準規定的范圍。

由此可知,加入本發明的螯合劑后達到國家標準有重金屬浸出濃度。

實施例2

螯合劑配方:SA加入量3%;殼聚糖磷酸酯3%;腐殖酸鈉3%,硫鋁酸鹽水泥20%。

以濟南某垃圾焚燒廠飛灰為例,含重金屬Pb、Cd、Zn、Cu含量 1036,108,2476,300mg/Kg,根據標準(HJ/T300-2007)用pH=2.64的醋酸溶液浸提后重金屬含量(Pb 1.25mg/L,Cd 3.111mg/L,Zn 9.206mg/L,Cu 3.089mg/L),其中Pb和Cd浸出濃度超過(GB16889-2008)限定值(Pb 0.25mg/L,Cd 0.15mg/L, Zn 100mg/L,Cu 40mg/L)。

加入螯合劑固化:

(1)取飛灰200克,加入灰量1wt%螯合劑和3wt%水稀釋

(2)把螯合溶液加入飛灰充分攪拌15分鐘,反應2小時,稱取20克做浸提實驗。

實驗結果表明:

加入螯合劑固化后(Pb 0.0572mg/L,Cd 0.0390mg/L,Zn 9.051mg/L,Cu 0.4819mg/L),其中Pb和Cd達到國家標準規定的范圍。

由此可知,加入本發明的螯合劑后達到國家標準有重金屬浸出濃度。

實施例3

螯合劑配方:SA加入量2.5%;殼聚糖磷酸酯1.5%;腐殖酸鈉1.8%,硫鋁酸鹽水泥17%。

以濟南某垃圾焚燒廠飛灰為例,含重金屬Pb、Cd、Zn、Cu含量1036,108,2476,300mg/Kg,根據標準(HJ/T300-2007)用pH=2.64的醋酸溶液浸提后重金屬含量(Pb 1.25mg/L,Cd 3.111mg/L,Zn 9.206mg/L,Cu 3.089mg/L),其中Pb和Cd浸出濃度超過(GB16889-2008)限定值(Pb 0.25mg/L,Cd 0.15mg/L, Zn 100mg/L,Cu 40mg/L)。

加入螯合劑固化:

(1)取飛灰200克,加入灰量1wt%螯合劑,和3wt%水稀釋

(2)把螯合溶液加入飛灰充分攪拌15分鐘,反應2小時,稱取20克做浸提實驗。

實驗結果表明:

加入螯合劑固化后(Pb 0.0581mg/L,Cd 0.0418mg/L,Zn 9.123mg/L,Cu 0.5093mg/L),其中Pb和Cd達到國家標準規定的范圍。

實施例4

螯合劑配方:SA加入量4.3%;殼聚糖磷酸酯1.5%;硫鋁酸鹽水泥17%。

以濟南某垃圾焚燒廠飛灰為例,含重金屬Pb、Cd、Zn、Cu含量1036,108,2476,300mg/Kg,根據標準(HJ/T300-2007)用pH=2.64的醋酸溶液浸提后重金屬含量(Pb 1.25mg/L,Cd 3.111mg/L,Zn 9.206mg/L,Cu 3.089mg/L),其中Pb和Cd浸出濃度超過(GB16889-2008)限定值(Pb 0.25mg/L,Cd 0.15mg/L, Zn 100mg/L,Cu 40mg/L)。

加入螯合劑固化:

(1)取飛灰200克,加入灰量1wt%螯合劑,和3wt%水稀釋

(2)把螯合溶液加入飛灰充分攪拌15分鐘,反應2小時,稱取20克做浸提實驗。

實驗結果表明:

加入螯合劑固化后(Pb 0.0656mg/L,Cd 0.0478mg/L,Zn 9.347mg/L,Cu 0.5366mg/L),其中Pb和Cd達到國家標準規定的范圍。

實施例5

螯合劑配方:腐殖酸鈉加入量4.3%;殼聚糖磷酸酯1.5%;硫鋁酸鹽水泥17%。

以濟南某垃圾焚燒廠飛灰為例,含重金屬Pb、Cd、Zn、Cu含量 1036,108,2476,300mg/Kg,根據標準(HJ/T300-2007)用pH=2.64的醋酸溶液浸提后重金屬含量(Pb 1.25mg/L,Cd 3.111mg/L,Zn 9.206mg/L,Cu 3.089mg/L),其中Pb和Cd浸出濃度超過(GB16889-2008)限定值(Pb 0.25mg/L,Cd 0.15mg/L, Zn 100mg/L,Cu 40mg/L)。

加入螯合劑固化:

(1)取飛灰200克,加入灰量1wt%螯合劑,和3wt%水稀釋

(2)把螯合溶液加入飛灰充分攪拌15分鐘,反應2小時,稱取20克做浸提實驗。

實驗結果表明:

加入螯合劑固化后(Pb 0.0663mg/L,Cd 0.0479mg/L,Zn 9.497mg/L,Cu 0.5461mg/L),其中Pb和Cd達到國家標準規定的范圍。

實施例6

螯合劑配方:SA加入量2.5%;腐殖酸鈉1.8%;硫鋁酸鹽水泥17%。

以濟南某垃圾焚燒廠飛灰為例,含重金屬Pb、Zn、Cd、Cu含量 1036,108,2476,300mg/Kg,根據標準(HJ/T300-2007)用pH=2.64的醋酸溶液浸提后重金屬含量(Pb 1.25mg/L,Cd 3.111mg/L,Zn 9.206mg/L,Cu 3.089mg/L),其中Pb和Cd浸出濃度超過(GB16889-2008)限定值(Pb 0.25mg/L,Cd 0.15mg/L, Zn 100mg/L,Cu 40mg/L)。

加入螯合劑固化:

(1)取飛灰200克,加入灰量1wt%螯合劑,和3wt%水稀釋

(2)把螯合溶液加入飛灰充分攪拌15分鐘,反應2小時,稱取20克做浸提實驗。

實驗結果表明:

加入螯合劑固化后(Pb 0.0763mg/L,Cd 0.0501mg/L,Zn 9.743mg/L,Cu 0.5614mg/L),其中Pb和Cd達到國家標準規定的范圍。

最后應該說明的是,以上所述僅為本發明的優選實施例而已,并不用于限制本發明,盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明,對于本領域的技術人員來說,其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。上述雖然對本發明的具體實施方式進行了描述,但并非對本發明保護范圍的限制,所屬領域技術人員應該明白,在本發明的技術方案的基礎上,本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍以內。

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