[发明专利]一种长周期稳定的飞灰螯合剂的制备及其应用

说明书

本发明是解决固体废物处置领域中焚烧生活垃圾或危险废物产生的飞灰中的重金属或及其它有害物质(烷基汞、无机氟化物和氰化物)。本发明主要采用聚羧酸作为螯合剂对飞灰中的重金属进行稳定化。聚羧酸的减水性可以增加界面间的接触，增加螯合剂和飞灰中多种重金属接触的机会，同时，加入木质素磺酸盐或萘系磺酸盐甲醛缩合物的提高对于多种重金属螯合的普适性。聚羧酸中大量的羧基以及聚醚链中的氧上的孤对电子均可以可以在酸性条件下和重金属发生螯合反应且螯合物不溶于水，确保长周期储存条件下可以稳定重金属。螯合固化后的灰会进行填埋处理，聚羧酸的加入还可以提升保坍塌性能好。另外，聚羧酸绿色环保，不会造成二次污染。

技术领域

本发明属于固体废物处置领域，具体涉及一种稳定生活垃圾及危险废物焚烧产生的飞灰中的重金属及其它有害物质(烷基汞、无机氟化物和氰化物)的飞灰螯合剂的制备方法。

技术背景

固体垃圾焚烧由于具有减量化、无害化和资源化优势而逐渐成为国内固体废物垃圾无害化的主要处理方法。截止2018年，固体垃圾焚烧的日处理量为6.247×10⁵t，年焚烧量为2.28 ×10⁸t，圾焚烧后会产生相当于原垃圾质量2-5％的焚烧飞灰。但垃圾焚烧过程中会产生二次污染，其中飞灰富集重金属和二噁英，在我国2001年颁布的《危险废物污染防治技术政策》中，已把生活垃圾焚烧飞灰定义为危险废物(HW18)。生活垃圾焚烧飞灰在生产地必须进行必要的固化和稳定化处理之后方可运输进行安全填埋处置，这意味着焚烧飞灰要做到规范处置达到国家标准《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)后才能进入生活垃圾填埋场进行处置。另外，焚烧后的危险废物产生的飞灰填埋需参照《危险废物填埋污染控制标准》(GB18598-2019)进行处置。

焚烧产生的飞灰的处理方法主要有水泥固化、药剂稳定化、熔融热处理及提取重金属等方法。其中，水泥固化因添加量大导致增容成本升高而逐渐被淘汰，熔融热处理的成本高而且会导致二次污染。药剂稳定化技术因其低增容、低成本、重金属稳定效率高、抗酸浸出能力强等优势而成为主流技术。但是，目前，常用的飞灰稳定剂可分为无机药剂和有机药剂两类。无机螯合剂稳定化处理技术处理后的废弃物增容大，参照HJ 300和HJ 299的浸出方法进行处理，飞灰中的重金属会二次浸出，较难满足危险废物处理的长期安全性要求。因此，有机药剂已经成为飞灰稳定化处理的热点。但是，目前飞灰螯合剂采用的二硫代甲酸盐类、哌嗪类以及三巯三嗪三钠类均存在气味大、螯合物易分解、普适性差和液固异相导致螯合反应不充分等诸多问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种气味低、稳定周期长、普适性高和螯合反应充分的垃圾焚烧飞灰螯合剂的制备方法及其应用。

本发明提供的一种垃圾焚烧飞灰螯合剂的制备方法及其应用，其特征在于，包括以下步骤：

(1)所述的飞灰螯合剂是高分子聚合物的水溶液，所述的高分子聚合物主要包括聚羧酸。另外，添加木质素磺酸盐或萘系磺酸盐甲醛缩合物中的一种或多种进行复配使用；

(2)步骤(1)中所述的聚羧酸以丙烯酸或甲基丙烯酸为主链,接枝不同侧链长度的聚醚。其中，丙烯酸或甲基丙烯酸的聚合度为100-1000，侧链聚醚为单甲氧基封端的聚乙二醇，聚醚的聚合度为1-100，其中优选为10-50。

(3)步骤(1)中所述的聚羧酸与木质素磺酸盐或萘系磺酸盐甲醛缩合物中的一种或多种的质量比为100：(0-10)，优选为100：(0-5)，然后将其溶于水中制备得到。

(4)步骤(3)中所述聚合物和水的质量比为100：(1-60)，优选为100：(20-40)。按照上述比例，将聚合物均匀的溶于水中得到飞灰螯合剂。