【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及重金屬廢水處理和焚燒飛灰重金屬固定領域，具體涉及一種兼具雙螯合基團的重金屬螯合絮凝劑及其制備方法和應用。
技術介紹
1、重金屬是原子量在63.5到200.6之間，比重大于5.0的元素(srivastava,n.k.,majumder,c.b.,2008.novel?biofiltration?methods?for?the?treatment?of?heavymetals?fromindustrial?wastewater.j.hazard.mater.151,1-8.)。其中，zn、cu、mo、cr、co、fe等為人體必需微量元素，而絕大部分都是人體非必需元素，對人體是有害的。即使是人體必需重金屬元素，超過一定量也會對人體產生傷害。隨著工農業生產的快速發展，涉及重金屬的行業日益增多，特別是礦物采選、冶煉、電解、電鍍等工業的發展，排入環境的重金屬日益增多。由于重金屬不可生物降解性、微量即可產生顯著的生物毒性，具有致癌性、致畸性、致突性，并具有隱蔽性和持久性的特點，已對生態環境和人類健康構成嚴重威脅。研發新型高效的重金屬污染防治方法對生態環境保護和保衛人類生命安全具有重要意義。
2、重金屬廢水是一種重要的重金屬污染源和主要的遷移轉化形式。目前，針對重金屬廢水的處理已研發了諸多方法，如化學沉淀、吸附法、生物法、離子交換法、電化學法、膜過濾和螯合沉淀(絮凝)法等。但這些處理方法都存在一定缺點，如離子交換法雖有較高的材料再生和金屬選擇性，可從溶液介質中交換陰離子和陽離子，但不能在濃金屬溶液中交換，處理過程過于依
3、專利技術的內容
4、針對上述復雜重金屬廢水難以處理的技術問題，本專利技術提供一種兼具雙螯合基團的重金屬螯合絮凝劑及其制備方法和應用。
5、本專利技術提供的兼具雙螯合基團的重金屬螯合絮凝劑，其主要成分的結構如式(ⅰ)所示：
6、
7、式(i)中，1≤x≤3，1≤y≤x，且x和y均為整數；當y＜x時，有x－y個n連接的是h原子；m為na或k；
8、上述主要成分的分子兼具—css－和—n(ch2coo－)2兩種強螯合基團，能取長補短，對水中絕大多數重金屬離子具有很強的螯合綁定能力，又具有良好的絮凝沉降性能，安全無毒，適用范圍廣，特別是對含有多種重金屬離子的復雜廢水尤為有效，能一步實現對多種重金屬離子的高效去除。且制備方法簡單，操作控制容易，收率高，工藝過程基本無三廢排放，易于普及推廣和實現工業化。
9、上述兼具雙螯合基團的重金屬螯合絮凝劑的制備方法，包括以下步驟：
10、(1)按多亞乙基多胺與蒸餾水的體積比為1∶4～5，將多亞乙基多胺和蒸餾水加入到反應器中配制成質量分數為15.00％～19.20％的溶液，然后按(n-2)倍多亞乙基多胺的物質的量與堿的物質的量之比為1∶0.6～1.2加入堿，其中，n表示多亞乙基多胺分子中的n原子數，在室溫下攪拌0.5～1h；
11、(2)按(n-2)倍多亞乙基多胺的物質的量與二硫化碳的物質的量之比為1∶0.33～1.05加入二硫化碳，其中，n表示多亞乙基多胺分子中的n原子數，在室溫下攪拌反應3～4h，直到底層油珠消失，然后升溫至50～60℃反應0.5～1h，再降溫至室溫，得溶液a；
12、(3)按鹵代乙酸鹽與多亞乙基多胺的物質的量比為4.0～4.2∶1，稱取鹵代乙酸鹽加入到反應器中，加蒸餾水配制成質量分數為30％～35％的溶液，得溶液b；
13、(4)將步驟(2)所得溶液a加入到步驟(3)所得溶液b中，充分混勻；然后按堿與多亞乙基多胺的物質的量比為4～4.2∶1稱取堿，加蒸餾水配制成質量分數為30％～35％的溶液，分三批緩慢加入，每加一批需等到溶液ph值降到9～11再加下一批，加完后繼續在室溫下反應4～6h，然后再升溫到50～60℃繼續反應0.5～1h，冷卻至室溫，即得兼具雙螯合基團的重金屬螯合絮凝劑。
14、進一步地，多亞乙基多胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺中的任一種，優選四乙烯五胺。
15、進一步地，步驟(1)和(4)中，所述的堿為naoh或koh，優選naoh。
16、進一步地，步驟(3)中，所述的鹵代乙酸鹽為氯乙酸鈉或溴乙酸納中任一種，優選氯乙酸鈉。
17、進一步地，步驟(4)中，所述的緩慢加入時間為30～60min。
18、進一步地，所述的多亞乙基多胺、堿、二硫化碳和鹵代乙酸鹽均為工業級以上純度的產品，使用時不作進一步純化。
19、進一步地，步驟(1)和(3)中，所述的反應器均帶有機械攪拌、滴液漏斗和回流冷凝管。...
【技術保護點】
1.一種兼具雙螯合基團的重金屬螯合絮凝劑，其特征在于，其主要成分的結構如式(Ⅰ)所示：
2.根據權利要求1所述的兼具雙螯合基團的重金屬螯合絮凝劑，其特征在于，所述螯合絮凝劑還包括輔助成分黃原酸和堿，所述螯合絮凝劑的外觀為橙紅色或紅褐色粘稠液體。
3.權利要求1或2所述的兼具雙螯合基團的重金屬螯合絮凝劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的兼具雙螯合基團的重金屬螯合絮凝劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述多亞乙基多胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺中的任一種。
5.根據權利要求3所述的兼具雙螯合基團的重金屬螯合絮凝劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)和(4)中，所述的堿為NaOH或KOH。
6.根據權利要求3所述的兼具雙螯合基團的重金屬螯合絮凝劑的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述的鹵代乙酸鹽為氯乙酸鈉或溴乙酸納中任一種。
7.根據權利要求3所述的兼具雙螯合基團的重金屬螯合絮凝劑的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述的緩慢加入時間為30～60min。
9.根據權利要求3所述的兼具雙螯合基團的重金屬螯合絮凝劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)和(3)中，所述的反應器均帶有機械攪拌、滴液漏斗和回流冷凝管。
10.權利要求1至2任一項或權利要求3至9任一項所述的制備方法得到的兼具雙螯合基團的重金屬螯合絮凝劑在重金屬廢水或焚燒飛灰中重金屬處理中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種兼具雙螯合基團的重金屬螯合絮凝劑，其特征在于，其主要成分的結構如式(ⅰ)所示：
2.根據權利要求1所述的兼具雙螯合基團的重金屬螯合絮凝劑，其特征在于，所述螯合絮凝劑還包括輔助成分黃原酸和堿，所述螯合絮凝劑的外觀為橙紅色或紅褐色粘稠液體。
3.權利要求1或2所述的兼具雙螯合基團的重金屬螯合絮凝劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的兼具雙螯合基團的重金屬螯合絮凝劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述多亞乙基多胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺中的任一種。
5.根據權利要求3所述的兼具雙螯合基團的重金屬螯合絮凝劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)和(4)中，所述的堿為naoh或koh。
6.根據權利要求3所述的兼具雙螯合基團的重金屬螯合絮...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉立華，劉預枝，周晉勛，楊瑩，李亞男，唐安平，薛建榮，
申請(專利權)人：湖南科技大學，
類型：發明
國別省市：
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