[发明专利]一种处理飞灰的复合螯合剂及飞灰处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及飞灰处理领域，具体而言，涉及一种处理飞灰的复合螯合剂及飞灰处理方法。

背景技术

焚烧垃圾产生大量含有重金属的飞灰，其含量大大超过了卫生填埋标准，成为危险废物，对人体和环境的危害极大。因此需对飞灰中的重金属进行稳定化处置，使其复合填埋标准或可以进行后续资源化利用。

目前对于飞灰中重金属稳定化处置的方法多集中于水泥固化技术及化学药剂稳定化技术。然而目前所使用的化学药剂多局限在单一成分，例如无机碱类、磷酸盐、硫化物及小分子DTC螯合物，仅有一小部分技术涉及到利用复合成分促进重金属稳定化。以上单一或复合成分的化学药剂都无法兼顾长期有效固定全部重金属离子和满足填埋标准(《生活垃圾填埋污染控制标准》，GB16889-2008)两个方面，具体如下。

无机碱类、磷酸盐、硫化物的添加量高，且难以达到浸出毒性要求。其中，无机碱类如Ca(OH)₂、片碱等会造成体系的pH过高，导致Zn、Pb等两性金属形成[Zn(OH)₄]^2-、[Pb(OH)₄]^2-，从而导致稳定化失败。磷酸盐和硫化物，主要为NaH₂PO₄和Na₂S，这两种药剂作为重金属的稳定剂难以保证对所有的重金属的稳定化效果,而是具有选择性，NaH₂PO₄对于Zn、Cd的稳定化效果不好，而Na₂S对Pb的稳定化效果欠佳。而小分子螯合剂对于Pb、Cd等重金属螯合效果也不好，同时，由于形成的重金属沉淀并不稳定，容易被醋酸酸化分解，也难以达到浸出毒性要求。复合成分促进重金属稳定化，但是已有的复合成分也仅仅是起到辅助作用，例如利用水泥、粉煤灰等无机材料固化重金属离子，但是，此类固体易受酸性介质浸蚀，并不能真正稳定化金属离子。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种处理飞灰的复合螯合剂，所述的复合螯合剂不仅能有效避免两性金属形成可溶性离子溶出，螯合飞灰中所有种类的重金属离子，达到填埋标准，而且可以使飞灰晶体表面成为完全钝化的云状形态，将重金属螯合物完全包裹，无法被酸液浸出，达到矿化效果。

本发明的第二目的在于提供一种所述的飞灰处理方法，所述的飞灰处理方法能够简单、全面、有效、长期地稳定飞灰中的所有重金属离子，使飞灰达到填埋标准。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种处理飞灰的复合螯合剂，包括以下成分：

按重量百分比计，1％～30％两亲性高分子，10％～50％有机硫化物，5％～20％酸碱缓冲剂，1％～10％反应性高分子，余量的水；并且所述复合螯合剂的pH值为9-11。

上述复合螯合剂是一种透明红色液体，易溶于水，具有很强的重金属螯合功能。组分中的两亲性高分子可以增加螯合剂在飞灰稳定化处置中的界面相互作用，使得药液迅速渗透飞灰。有机硫化物易溶于水，其水溶液在飞灰的渗透过程中可以与重金属离子形成稳定的复合盐体系，固定重金属离子，使之在酸性条件下无法溶出。酸碱缓冲剂可以调节体系的酸碱值，保证体系处于pH9～11之间，避免碱性过强导致飞灰中的Pb、Zn等形成碱性可溶离子，并稳定过量的两性金属离子不被溶出。反应性高分子能均匀地覆盖于飞灰晶体表面,使矿物晶体棱角变得模糊，可以改变飞灰颗粒的微观形态，使飞灰晶体表面成为完全钝化的云状形态，即形成屏障，从而将重金属螯合物完全包裹在高分子之中，无法被酸液浸出，达到矿化效果。

经试验证明，上述复合螯合剂螯合效率高、用量少，对镉、铅、铜、锌的螯合率分别可以达到95-97％、95-97％、89-91％、80-81％，用量仅需1.5％左右。

优选地，所述两亲性高分子为以下中的一种或多种：聚环氧乙烷脂肪醇醚、硬脂酸脂肪醇醚、月桂酸脂肪醇醚；这些两亲性分子不仅表面活性高，可以高效提高螯合剂的渗透性，而且与其它成分具有高度的相容性，能够互相有机结合，发生协同作用，更可以高效稳定飞灰中的重金属。

为增强以上效果，优选地，所述聚环氧乙烷脂肪醇醚的分子量为500～3000。