重金属螯合剂及其制备方法
专利名称：重金属螯合剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及化工领域，尤其涉及重金属螯合剂，特别是一种重金属螯合剂及其制
备方法。 垃圾焚烧厂在生产工艺过程中产生大量含有汞、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。 随着经济发展，越来越多的城市垃圾需要进行焚烧处理，垃圾焚烧过程中所产生的大量飞灰需要进一步处理。现有技术中，采用螯合剂使垃圾焚烧过程中所产生的飞灰得到稳定。但是，螯合剂的加工工艺复杂，产品需要提纯后才可使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种重金属螯合剂及其制备方法，所述的这种重金属螯合剂及其制备方法要解决现有技术中螯合剂加工工艺复杂、产品需要提纯后才能使用的技术问题。 本发明的这种重金属螯合剂，具有如下的结构式
其中，X为吡咯烷基、或哌啶基、或吗啡林基。 所述的吡咯烷基的结构式为 哌啶基的结构式为
背景技术：
X —C—(C2H5)3NS
c一c
吗啡林的结构式为
3\c—<y 本发明还提供了制备上述重金属螯合剂的方法，所述的方法中，将吡咯烷、或者哌啶、或者吗啡林与二硫化碳和三乙胺在温度20 6(TC的条件下充分反应后析出晶体，将晶体过滤，过滤后得到的晶体即为重金属螯合剂。 进一步的，所述的吡咯烷、或哌啶、或吗啡林与二硫化碳和三乙胺的摩尔比为
i : i : io 本发明还提供了一种利用上述重金属螯合剂来处理焚烧飞灰的方法，所述的方法中包括一个向焚烧后的飞灰中加入重金属螯合剂和水的过程，在所述的过程中，将所述的重金属螯合剂、水和飞灰按照1 5 : 25 35 : ioo的重量比例进行均匀混合，所述的方法中还包括一个螯合剂和焚烧飞灰中的重金属发生络合反应的过程。 本发明的工作原理是螯合剂中的+HNET3被飞灰中重金属离子所代替，形成稳定的不溶于水的络合物，该络合物的浸出毒性标准满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(2008年7月1日实施)中允许进入生活垃圾填埋场的浸出毒性标准。
螯合的反应方式如下图所示，
X卞"HEt3N + M— X卞SM++HEt3N
s s 重金属(M)可以是铅、汞、镉、铬、锌、砷等金属中任意一种或几种。
本发明与已有技术相对照，其效果是积极和明显的。本发明的螯合剂为高分子化学药品，能最大限度发挥络合效果。同时本发明的螯合剂产生极少量有CS2，对人体无害。处理过程中以及处理后，都不会造成二次污染，具有长期的安全稳定性。而且本发明用量少，效果好，反应速度快，制作工艺简单、纯度高、费用低廉，处理后产物不溶于水，具有良好的耐酸碱性、耐高温性、稳定性；本发明可以和水泥共同处理飞灰，螯合剂的处理效果不受影响。经过本发明处理后的产品可以节约大量安全填埋场用地和减少支付安全填埋费，对我国垃圾焚烧飞灰处理技术产生飞跃。
具体实施例方式实施例1 本发明提供了一种重金属螯合剂，具有如下的结构式
C—C\
I /N—^—(C2H5)3N 本发明的螯合剂(吡咯烷二硫代乙胺盐)的性状
外观白色或黄色晶体；
4
比重(20°C ) :1. 1 1. 25 ;
粘度(20°C ) :7. 8mPa s ;
pH(20。C ) :13. 5以上. 本发明的螯合剂(吡咯烷二硫代乙胺盐)的特性
吡咯烷二硫代乙胺盐也可以是碱土金属盐或者氨盐； 本发明还提供了上述的重金属螯合剂的制备方法，是由吡咯烷与二硫化碳、三乙胺在温度20 6(TC的条件下充分反应后析出晶体，将晶体过滤后即获得重金属螯合剂。
进一步的，所述的吡咯烷与二硫化碳和三乙胺的摩尔比为1 :1:1。
本发明还提供了上述的重金属螯合剂处理焚烧飞灰的方法，包括一个向焚烧后的飞灰中加入重金属螯合剂和水的过程，所述的重金属螯合剂、水和飞灰按照1 5 : 25 35 : IOO的重量比例进行均匀混合，还包括螯合剂和焚烧飞灰中的重金属发生络合反应的过程。 实施例2 本发明提供了一种重金属螯合剂，具有如下的结构式
/C—c、c\ /N-C-(C2H5)3N 本发明还提供了上述的重金属螯合剂的制备方法，是由哌啶与二硫化碳、三乙胺在温度20 6(TC的条件下充分反应后析出晶体，将晶体过滤后即获得重金属螯合剂。
进一步的，所述的哌啶与二硫化碳、三乙胺的摩尔比为i :i:i。 本发明还提供了上述的重金属螯合剂处理焚烧飞灰的方法，包括一个向焚烧后
的飞灰中加入所述的重金属螯合剂和水的过程，所述的重金属螯合剂、水和飞灰按照1
5 : 25 35 : IOO的重量比例进行均匀混合，还包括螯合剂和焚烧飞灰中的重金属发生络
合反应的过程。 实施例3
本发明提供了一种重金属螯合剂，具有如下的结构式
<formula>formula see original document page 5</formula> 本发明还提供了上述的重金属螯合剂的制备方法，是由吗啡林与二硫化碳、三乙胺在温度20 6(TC的条件下充分反应后析出晶体，将晶体过滤后即获得重金属螯合剂。
进一步的，所述的吗啡林与二硫化碳、三乙胺的摩尔比为i :i:i。 本发明还提供了上述的重金属螯合剂处理焚烧飞灰的方法，包括一个向焚烧后的飞灰中加入所述的重金属螯合剂和水的过程，所述的重金属螯合剂、水和飞灰按照1 5 : 25 35 : IOO的重量比例进行均匀混合，还包括螯合剂和焚烧飞灰中的重金属发生络合反应的过程。
权利要求
一种重金属螯合剂，其特征在于具有如下的结构式其中，X为吡咯烷基、或哌啶基、吗啡林基。F2008102031672C0000011.tif
2. —种制备权利要求1所述的重金属螯合剂的方法，其特征在于将吡咯烷、或者哌啶、或者吗啡林与二硫化碳和三乙胺在温度20 6(TC的条件下充分反应后析出晶体，将晶体过滤，过滤后得到的晶体即为重金属螯合剂。
3. 如权利要求2所述的重金属螯合剂的制备方法，其特征在于所述的吡咯烷、或者哌啶、或者吗啡林与二硫化碳和三乙胺的摩尔比为i :i:i。
4. 一种利用权利要求1所述的重金属螯合剂来处理焚烧飞灰的方法，其特征在于包括一个向焚烧后的飞灰加入所述的重金属螯合剂和水的过程，在所述的过程中，将所述的重金属螯合剂、水和飞灰按照1 5 : 25 35 : 100的重量比例均匀混合，还包括一个螯合剂和焚烧飞灰中的重金属发生络合反应的过程。
全文摘要
本发明提供了一种重金属螯合剂，具有如下的结构式其中，X为吡咯烷基、或哌啶基、吗啡林基；本发明还提供了上述的重金属螯合剂的制备方法，还提供了上述的重金属螯合剂处理焚烧飞灰的方法；本发明与其他类似药剂相比具有反应速度快、制作工艺简单、纯度高、费用低廉等优点。
文档编号A62D3/00GK101735173SQ20081020316
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月21日 优先权日2008年11月21日
发明者何刚, 夏子卿, 张志坤, 秘子昂, 邵军, 高海鸣 申请人:上海市环境工程设计科学研究院有限公司
技术领域：
本发明涉及化工领域，尤其涉及重金属螯合剂，特别是一种重金属螯合剂及其制
备方法。 垃圾焚烧厂在生产工艺过程中产生大量含有汞、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。 随着经济发展，越来越多的城市垃圾需要进行焚烧处理，垃圾焚烧过程中所产生的大量飞灰需要进一步处理。现有技术中，采用螯合剂使垃圾焚烧过程中所产生的飞灰得到稳定。但是，螯合剂的加工工艺复杂，产品需要提纯后才可使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种重金属螯合剂及其制备方法，所述的这种重金属螯合剂及其制备方法要解决现有技术中螯合剂加工工艺复杂、产品需要提纯后才能使用的技术问题。 本发明的这种重金属螯合剂，具有如下的结构式
其中，X为吡咯烷基、或哌啶基、或吗啡林基。 所述的吡咯烷基的结构式为 哌啶基的结构式为
背景技术：
X —C—(C2H5)3NS
c一c
吗啡林的结构式为
3\c—<y 本发明还提供了制备上述重金属螯合剂的方法，所述的方法中，将吡咯烷、或者哌啶、或者吗啡林与二硫化碳和三乙胺在温度20 6(TC的条件下充分反应后析出晶体，将晶体过滤，过滤后得到的晶体即为重金属螯合剂。 进一步的，所述的吡咯烷、或哌啶、或吗啡林与二硫化碳和三乙胺的摩尔比为
i : i : io 本发明还提供了一种利用上述重金属螯合剂来处理焚烧飞灰的方法，所述的方法中包括一个向焚烧后的飞灰中加入重金属螯合剂和水的过程，在所述的过程中，将所述的重金属螯合剂、水和飞灰按照1 5 : 25 35 : ioo的重量比例进行均匀混合，所述的方法中还包括一个螯合剂和焚烧飞灰中的重金属发生络合反应的过程。 本发明的工作原理是螯合剂中的+HNET3被飞灰中重金属离子所代替，形成稳定的不溶于水的络合物，该络合物的浸出毒性标准满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(2008年7月1日实施)中允许进入生活垃圾填埋场的浸出毒性标准。
螯合的反应方式如下图所示，
X卞"HEt3N + M— X卞SM++HEt3N
s s 重金属(M)可以是铅、汞、镉、铬、锌、砷等金属中任意一种或几种。
本发明与已有技术相对照，其效果是积极和明显的。本发明的螯合剂为高分子化学药品，能最大限度发挥络合效果。同时本发明的螯合剂产生极少量有CS2，对人体无害。处理过程中以及处理后，都不会造成二次污染，具有长期的安全稳定性。而且本发明用量少，效果好，反应速度快，制作工艺简单、纯度高、费用低廉，处理后产物不溶于水，具有良好的耐酸碱性、耐高温性、稳定性；本发明可以和水泥共同处理飞灰，螯合剂的处理效果不受影响。经过本发明处理后的产品可以节约大量安全填埋场用地和减少支付安全填埋费，对我国垃圾焚烧飞灰处理技术产生飞跃。
具体实施例方式实施例1 本发明提供了一种重金属螯合剂，具有如下的结构式
C—C\
I /N—^—(C2H5)3N 本发明的螯合剂(吡咯烷二硫代乙胺盐)的性状
外观白色或黄色晶体；
4
比重(20°C ) :1. 1 1. 25 ;
粘度(20°C ) :7. 8mPa s ;
pH(20。C ) :13. 5以上. 本发明的螯合剂(吡咯烷二硫代乙胺盐)的特性
吡咯烷二硫代乙胺盐也可以是碱土金属盐或者氨盐； 本发明还提供了上述的重金属螯合剂的制备方法，是由吡咯烷与二硫化碳、三乙胺在温度20 6(TC的条件下充分反应后析出晶体，将晶体过滤后即获得重金属螯合剂。
进一步的，所述的吡咯烷与二硫化碳和三乙胺的摩尔比为1 :1:1。
本发明还提供了上述的重金属螯合剂处理焚烧飞灰的方法，包括一个向焚烧后的飞灰中加入重金属螯合剂和水的过程，所述的重金属螯合剂、水和飞灰按照1 5 : 25 35 : IOO的重量比例进行均匀混合，还包括螯合剂和焚烧飞灰中的重金属发生络合反应的过程。 实施例2 本发明提供了一种重金属螯合剂，具有如下的结构式
/C—c、c\ /N-C-(C2H5)3N 本发明还提供了上述的重金属螯合剂的制备方法，是由哌啶与二硫化碳、三乙胺在温度20 6(TC的条件下充分反应后析出晶体，将晶体过滤后即获得重金属螯合剂。
进一步的，所述的哌啶与二硫化碳、三乙胺的摩尔比为i :i:i。 本发明还提供了上述的重金属螯合剂处理焚烧飞灰的方法，包括一个向焚烧后
的飞灰中加入所述的重金属螯合剂和水的过程，所述的重金属螯合剂、水和飞灰按照1
5 : 25 35 : IOO的重量比例进行均匀混合，还包括螯合剂和焚烧飞灰中的重金属发生络
合反应的过程。 实施例3
本发明提供了一种重金属螯合剂，具有如下的结构式
<formula>formula see original document page 5</formula> 本发明还提供了上述的重金属螯合剂的制备方法，是由吗啡林与二硫化碳、三乙胺在温度20 6(TC的条件下充分反应后析出晶体，将晶体过滤后即获得重金属螯合剂。
进一步的，所述的吗啡林与二硫化碳、三乙胺的摩尔比为i :i:i。 本发明还提供了上述的重金属螯合剂处理焚烧飞灰的方法，包括一个向焚烧后的飞灰中加入所述的重金属螯合剂和水的过程，所述的重金属螯合剂、水和飞灰按照1 5 : 25 35 : IOO的重量比例进行均匀混合，还包括螯合剂和焚烧飞灰中的重金属发生络合反应的过程。
权利要求
一种重金属螯合剂，其特征在于具有如下的结构式其中，X为吡咯烷基、或哌啶基、吗啡林基。F2008102031672C0000011.tif
2. —种制备权利要求1所述的重金属螯合剂的方法，其特征在于将吡咯烷、或者哌啶、或者吗啡林与二硫化碳和三乙胺在温度20 6(TC的条件下充分反应后析出晶体，将晶体过滤，过滤后得到的晶体即为重金属螯合剂。
3. 如权利要求2所述的重金属螯合剂的制备方法，其特征在于所述的吡咯烷、或者哌啶、或者吗啡林与二硫化碳和三乙胺的摩尔比为i :i:i。
4. 一种利用权利要求1所述的重金属螯合剂来处理焚烧飞灰的方法，其特征在于包括一个向焚烧后的飞灰加入所述的重金属螯合剂和水的过程，在所述的过程中，将所述的重金属螯合剂、水和飞灰按照1 5 : 25 35 : 100的重量比例均匀混合，还包括一个螯合剂和焚烧飞灰中的重金属发生络合反应的过程。
全文摘要
本发明提供了一种重金属螯合剂，具有如下的结构式其中，X为吡咯烷基、或哌啶基、吗啡林基；本发明还提供了上述的重金属螯合剂的制备方法，还提供了上述的重金属螯合剂处理焚烧飞灰的方法；本发明与其他类似药剂相比具有反应速度快、制作工艺简单、纯度高、费用低廉等优点。
文档编号A62D3/00GK101735173SQ20081020316
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月21日 优先权日2008年11月21日
发明者何刚, 夏子卿, 张志坤, 秘子昂, 邵军, 高海鸣 申请人:上海市环境工程设计科学研究院有限公司
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