[发明专利]一种高分子螯合剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高分子螯合剂及其制备方法，制得的高分子螯合剂可以直接使用，方便灵活，用药成本低，使用过程中固化迅速，效果显著，高效稳定，可以在较宽泛的pH范围固化Pb、Cd、Cu、Zn、Ni、Hg等重金属，从而消除烟气中的重金属污染物，而且在螯合固化过程中不产生体积增量，填埋成本低。本高分子螯合剂包括以下组分：纯水、丙烯酰胺、40％NaOH、二硫化碳CS₂、硫脲、过硫酸铵、亚硫酸钠。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种高分子螯合剂及其制备方法。

背景技术

人们在生活中，每天都会制造大量的垃圾，尤其是生活垃圾，处理生活垃圾的其中一个方法有焚烧。

焚烧是将有机垃圾在高温及供氧充足的条件下氧化成惰性气态物和无机不可燃物，形成稳定的容易处理的固态残渣，而且在焚烧过程中释放的热能可以回收利用继而发电等，但是焚烧会产生大量的含有重金属的飞灰。飞灰又称粉煤灰或烟灰，是一种环境危害性废物，严重时会造成大气污染，进入水体会淤塞河道，内含的化学物质会对人体造成危害。

为此，选择焚烧的方式处理垃圾，则需要处理飞灰中的重金属物质，如何控制焚烧垃圾排出的烟气符合环境要求，这是本领域技术人员急需研发的方向。

发明内容

本发明提供了一种高分子螯合剂及其制备方法，制得的高分子螯合剂可以直接添加到飞灰中使用，方便灵活，用药成本低，使用过程中固化迅速，效果显著，高效稳定，可以在较宽泛的pH范围固化Pb、Cd、Cu、Zn、Ni、Hg等重金属，从而消除烟气中的重金属污染物，而且在螯合固化过程中不产生体积增量，填埋成本低。

为解决上述问题，本发明提供的一种高分子螯合剂，包括以下组分：纯水、丙烯酰胺、40％NaOH、二硫化碳CS₂、硫脲、过硫酸铵、亚硫酸钠。

优选地，以重量份计算，所述组分为：100份纯水、40份丙烯酰胺、10份40％NaOH、10份CS₂、1～5份硫脲、1～8份过硫酸铵、0.5～2份亚硫酸钠。

优选地，所述高分子螯合剂与飞灰的重量份比例为：

飞灰：高分子螯合物＝100:2.5。

本发明还提供一种高分子螯合剂的制备方法，包括以下步骤：

A、依次将1～5份硫脲、40份丙烯酰胺和100份纯水加入反应器内，在12℃下搅拌至完全溶解，得到丙烯酰胺水溶液；

B、将10份CS₂加入步骤A得到的丙烯酰胺水溶液中，在20℃以下持续搅拌60分钟；

C、升温至40℃，保持恒温1小时；

D、持续升温至80℃，同步加入0.5～2份亚硫酸钠和1～8份过硫酸铵，反应1小时，冷却待其降温至室温时均匀滴加10份40％NaOH，在室温下搅拌30分钟，得到高分子螯合剂。

优选地，所述步骤A具体为：

依次将0.5～4份硫脲、40份丙烯酰胺及100份纯水加入反应器，在12℃下搅拌，搅拌至溶解后加入0.5～2份硫脲，并继续搅拌至完全溶解，得到丙烯酰胺水溶液。

优选地，所述步骤B具体为：

将10份CS₂加入步骤A得到的丙烯酰胺水溶液中，在温度为10～20℃下搅拌40分钟，接着在0℃下搅拌20分钟。

优选地，所述步骤C具体为：

每2分钟上升10℃，至20℃起缓慢升温至40℃，并保持恒温1小时。

优选地，硫脲选取1～2份、过硫酸铵选取1～5份、亚硫酸钠选取0.5～1.7份。