【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及重金属处理，具体为一种二次飞灰的易挥发重金属固定方法。
技术介绍
1、
2、飞灰中含有pb、cu、zn和cd等重金属以及高毒性的二噁英，被列为危险废物管理，所以如何妥善处置焚烧飞灰成为众多学者迫切想要解决的一个难题。现有的处理飞灰的方法有水泥固化、药剂稳定化、萃取和高温热处理等方法，在热处理过程中烟气经冷凝净化会产生新的飞灰副产物，被称为二次飞灰，其中含有的重金属占比是飞灰中的1-10倍，由于其较高的金属含量，任然是一种可以利用的材料，但是其处理方法不同于飞灰的处理，较高的重金属含量使得在升温过程中，其中的重金属成分挥发，并会加入生物循环中，从而造成环境的污染，从而不再适用直接的水热处理法或者高温处理法。此外二次飞灰中的高氯含量，不仅增加重金属的浸出毒性，还严重限制了飞灰的无害化和资源利用率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种二次飞灰的易挥发重金属固定方法，以解决
技术介绍
中提出的问题。通过使用alcl3·6h2o和正硅酸乙酯制备双网络凝胶，加入交联促进剂以制备凝胶吸附剂，用于吸附二次飞灰高温预处理过程中挥发出的重金属。使用改性海藻酸盐、cacl2和1，2-环氧丙烷作为交联促进剂的组分，改性海藻酸盐上接枝了盐酸多巴胺从而带有双齿氢键和苯环等官能团，一方面可以与促进海藻酸盐凝胶的聚合，另一方面可以与进入凝胶体系中的重金属以金属-离子配位键的形式将重金属留在凝胶体系中，以达到吸附的效果，搭配氯化盐进行高温预处理，随后对收集了重金属的凝胶体系进行高能
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：。
3、一种二次飞灰的易挥发重金属固定方法，包括以下步骤：
4、s1、使用盐酸多巴胺对海藻酸盐进行改性，得到改性海藻酸盐，将改性海藻酸盐和cacl2、1，2-环氧丙烷混合，得到交联促进剂；
5、s2、使用alcl3·6h2o和正硅酸乙酯制备双网络凝胶，得到sio2-al2o3凝胶，在4℃下储存，备用；
6、s3、将交联促进剂加入sio2-al2o3凝胶中，搅拌均匀后，得到凝胶吸附剂，向二次飞灰中加入氯化盐，充分混合后进行高温预处理，收集挥发物，通入凝胶吸附剂中，尾部管道接入通风橱；
7、s4、将负载了挥发物的吸附体系进行超声水热处理，具体操作为：将挥发物体系在室温下搅拌均匀后，以240w和35khz的条件处理10-30分钟。
8、进一步地，改性海藻酸盐由以下步骤制得：
9、a1、将由无菌去离子水配置的0.585g 0.1mol/l 2-吗啉乙磺酸和0.0876g0.05mol/l nacl加入30ml无菌去离子水中，使用naoh溶液调节体系ph值为5.1，得到2-吗啉乙磺酸缓冲液，备用；
10、a2、将0.2g海藻酸盐、0.192g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、0.115gn-羟基琥珀酰亚胺和0.948g盐酸多巴胺溶解在100ml 2-吗啉乙磺酸缓冲液中，在室温和惰性气体氛围下充分搅拌24小时，随后置于冻干机中冷冻干燥，即得改性海藻酸盐。
11、上述反应过程中，利用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺/n-羟基琥珀酰亚胺酯化方法，将盐酸多巴胺和海藻酸盐上的羧基基团接枝，得到改性海藻酸盐。
12、进一步地，海藻酸盐为海藻酸钾。
13、进一步地，交联促进剂中改性海藻酸盐、cacl2和1，2-环氧丙烷的质量比为(0.1-0.5)：(0.5-1)：(1-3)。
14、进一步地，sio2-al2o3凝胶由以下步骤制得：
15、b1、将3g alcl3·6h2o加入10ml 90％乙醇溶液中，在50℃和30rpm速率搅拌2小时，得到al2o3溶胶；
16、b2、将正硅酸乙酯加入乙醇溶液中，搅拌均匀后加入硝酸，将体系温度升温至50℃，随后以30rpm速率搅拌2小时，得到sio2凝胶；
17、b3、在室温环境下，将sio2凝胶滴加到al2o3溶胶中，搅拌5-20小时，即得到sio2-al2o3凝胶。
18、上述反应过程中，b1步骤中，将alcl3·6h2o至于乙醇溶液中，al3+离子与记性水分子生成络合物[al(oh2)6]3+，络合物在体系中通过羟桥连生成r1-oh-r2二聚体，通过氧桥连形成r1-o-r2二聚体，从而形成交联体系。b2步骤中，正硅酸乙酯在体系中水解，生成si(oh)4分子，含有大量羟基的si(oh)4之间脱水缩合形成二聚体，形成凝胶体系。
19、进一步地，b1步骤中，乙醇溶液的质量分数为90％，alcl3·6h2o与乙醇的质量体积比为(1-5)g：(20-40)ml。
20、进一步地，b2步骤中，乙醇溶液的质量分数为90％，正硅酸乙酯、乙醇溶液和硝酸的质量比为(1-5)：(5-15)：(0.5-1.5)。
21、进一步地，s3步骤中，交联促进剂和sio2-al2o3凝胶的质量比为(2.2-4.0)g：100ml。
22、进一步地，s3步骤中，对二次飞灰进行高温预处理的具体操作为：
23、向真空管式炉中通入氮气，随后将二次飞灰推入炉中，以5℃/分钟的升温速率将体系温度升温至700℃-1000℃，保温60分钟。
24、进一步地，s3步骤中，所述氯化盐为cacl2、fecl3、alcl3和mgcl2中的一种或多种。
25、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
26、(1)本专利技术技术方案中，通过使用alcl3·6h2o和正硅酸乙酯制备双网络凝胶，加入交联促进剂以制备凝胶吸附剂，用于吸附二次飞灰高温预处理过程中挥发出的重金属，使用凝胶状的吸附剂相较于传统固体吸附剂来说，可以清晰的看见吸附剂的消耗量，且凝胶可以吸收挥发蒸气中的热量，避免了温度对吸附效果的影响。
27、(2)本专利技术技术方案中，使用改性海藻酸盐、cacl2和1，2-环氧丙烷作为交联促进剂的组分，改性海藻酸盐上接枝了盐酸多巴胺从而带有双齿氢键和苯环等官能团，一方面可以与促进海藻酸盐凝胶的聚合，另一方面可以与进入凝胶体系中的重金属以金属-离子配位键的形式将重金属留在凝胶体系中，通过使用cacl2向体系中引入ca离子，可以抑制多种重金属在环境中的流转和吸收、使用海藻酸钾作为制备凝胶的材料，一方面钾也可以与双齿氢键生成配位键，同时降低具有放射性的重金属在环境中的循环，以达到利用元素之间的拮抗作用，降低植物对重金属吸收的可能性，以阻止重金属污染物的循环。由于二次飞灰中存在的高氯含量，并且添加1，2-环氧丙烷，可以与氯离子反应开环，形成烷烃链，降低氯离子和重金属之间的反应，以降低其迁移形式，避免了对二次飞灰脱氯的处理步骤，降低处理成本，烷烃链可以与体系中的al3+结合，也可以和改性海藻酸盐通过疏水相互作用，促进凝胶网络的交联。
28、(3)本专利技术技术方案中，通过向二次飞本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种二次飞灰的易挥发重金属固定方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种二次飞灰的易挥发重金属固定方法，其特征在于，所述改性海藻酸盐由以下步骤制得：
3.根据权利要求2所述的一种二次飞灰的易挥发重金属固定方法，其特征在于，所述海藻酸盐为海藻酸钾。
4.根据权利要求1所述的一种二次飞灰的易挥发重金属固定方法，其特征在于，交联促进剂中改性海藻酸盐、CaCl2和1，2-环氧丙烷的质量比为(0.1-0.5)：(0.5-1)：(1-3)。
5.根据权利要求1所述的一种二次飞灰的易挥发重金属固定方法，其特征在于，SiO2-Al2O3凝胶由以下步骤制得：
6.根据权利要求5所述的一种二次飞灰的易挥发重金属固定方法，其特征在于，B1步骤中，乙醇溶液的质量分数为90％，AlCl3·6H2O与乙醇的质量比为(1-5)g：(20-40)mL。
7.根据权利要求5所述的一种二次飞灰的易挥发重金属固定方法，其特征在于，B2步骤中，乙醇溶液的质量分数为90％，正硅酸乙酯、乙醇溶液和硝酸的质量比为(1-5)：(5-
8.根据权利要求5所述的一种二次飞灰的易挥发重金属固定方法，其特征在于，S3步骤中，交联促进剂和SiO2-Al2O3凝胶的质量体积比为(2.2-4.0)g：100mL。
9.根据权利要求5所述的一种二次飞灰的易挥发重金属固定方法，其特征在于，S3步骤中，对二次飞灰进行高温预处理的具体操作为：
10.根据权利要求5所述的一种二次飞灰的易挥发重金属固定方法，其特征在于，S3步骤中，所述氯化盐为CaCl2、FeCl3、AlCl3和MgCl2中的一种或多种。
...【技术特征摘要】
1.一种二次飞灰的易挥发重金属固定方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种二次飞灰的易挥发重金属固定方法，其特征在于，所述改性海藻酸盐由以下步骤制得：
3.根据权利要求2所述的一种二次飞灰的易挥发重金属固定方法，其特征在于，所述海藻酸盐为海藻酸钾。
4.根据权利要求1所述的一种二次飞灰的易挥发重金属固定方法，其特征在于，交联促进剂中改性海藻酸盐、cacl2和1，2-环氧丙烷的质量比为(0.1-0.5)：(0.5-1)：(1-3)。
5.根据权利要求1所述的一种二次飞灰的易挥发重金属固定方法，其特征在于，sio2-al2o3凝胶由以下步骤制得：
6.根据权利要求5所述的一种二次飞灰的易挥发重金属固定方法，其特征在于，b1步骤中，乙醇溶液的质量分数为90％，alcl3·6...
【专利技术属性】
技术研发人员：张锦彬，陈黎东，张嘉梁，
申请(专利权)人：广西中玻新材料科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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