【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及重金属废水处理和焚烧飞灰重金属固定领域，具体涉及一种兼具双螯合基团的重金属螯合絮凝剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、重金属是原子量在63.5到200.6之间，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等为人体必需微量元素，而绝大部分都是人体非必需元素，对人体是有害的。即使是人体必需重金属元素，超过一定量也会对人体产生伤害。随着工农业生产的快速发展，涉及重金属的行业日益增多，特别是矿物采选、冶炼、电解、电镀等工业的发展，排入环境的重金属日益增多。由于重金属不可生物降解性、微量即可产生显著的生物毒性，具有致癌性、致畸性、致突性，并具有隐蔽性和持久性的特点，已对生态环境和人类健康构成严重威胁。研发新型高效的重金属污染防治方法对生态环境保护和保卫人类生命安全具有重要意义。
2、重金属废水是一种重要的重金属污染源和主要的迁移转化形式。目前，针对重金属废水的处理已研发了诸多方法，如化学沉淀、吸附法、生物法、离子交换法、电化学法、膜过滤和螯合沉淀(絮凝)法等。但这些处理方法都存在一定缺点，如离子交换法虽有较高的材料再生和金属选择性，可从溶液介质中交换阴离子和阳离子，但不能在浓金属溶液中交换，处理过程过于依
3、专利技术的内容
4、针对上述复杂重金属废水难以处理的技术问题，本专利技术提供一种兼具双螯合基团的重金属螯合絮凝剂及其制备方法和应用。
5、本专利技术提供的兼具双螯合基团的重金属螯合絮凝剂，其主要成分的结构如式(ⅰ)所示：
6、
7、式(i)中，1≤x≤3，1≤y≤x，且x和y均为整数；当y＜x时，有x－y个n连接的是h原子；m为na或k；
8、上述主要成分的分子兼具—css－和—n(ch2coo－)2两种强螯合基团，能取长补短，对水中绝大多数重金属离子具有很强的螯合绑定能力，又具有良好的絮凝沉降性能，安全无毒，适用范围广，特别是对含有多种重金属离子的复杂废水尤为有效，能一步实现对多种重金属离子的高效去除。且制备方法简单，操作控制容易，收率高，工艺过程基本无三废排放，易于普及推广和实现工业化。
9、上述兼具双螯合基团的重金属螯合絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：
10、(1)按多亚乙基多胺与蒸馏水的体积比为1∶4～5，将多亚乙基多胺和蒸馏水加入到反应器中配制成质量分数为15.00％～19.20％的溶液，然后按(n-2)倍多亚乙基多胺的物质的量与碱的物质的量之比为1∶0.6～1.2加入碱，其中，n表示多亚乙基多胺分子中的n原子数，在室温下搅拌0.5～1h；
11、(2)按(n-2)倍多亚乙基多胺的物质的量与二硫化碳的物质的量之比为1∶0.33～1.05加入二硫化碳，其中，n表示多亚乙基多胺分子中的n原子数，在室温下搅拌反应3～4h，直到底层油珠消失，然后升温至50～60℃反应0.5～1h，再降温至室温，得溶液a；
12、(3)按卤代乙酸盐与多亚乙基多胺的物质的量比为4.0～4.2∶1，称取卤代乙酸盐加入到反应器中，加蒸馏水配制成质量分数为30％～35％的溶液，得溶液b；
13、(4)将步骤(2)所得溶液a加入到步骤(3)所得溶液b中，充分混匀；然后按碱与多亚乙基多胺的物质的量比为4～4.2∶1称取碱，加蒸馏水配制成质量分数为30％～35％的溶液，分三批缓慢加入，每加一批需等到溶液ph值降到9～11再加下一批，加完后继续在室温下反应4～6h，然后再升温到50～60℃继续反应0.5～1h，冷却至室温，即得兼具双螯合基团的重金属螯合絮凝剂。
14、进一步地，多亚乙基多胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺中的任一种，优选四乙烯五胺。
15、进一步地，步骤(1)和(4)中，所述的碱为naoh或koh，优选naoh。
16、进一步地，步骤(3)中，所述的卤代乙酸盐为氯乙酸钠或溴乙酸纳中任一种，优选氯乙酸钠。
17、进一步地，步骤(4)中，所述的缓慢加入时间为30～60min。
18、进一步地，所述的多亚乙基多胺、碱、二硫化碳和卤代乙酸盐均为工业级以上纯度的产品，使用时不作进一步纯化。
19、进一步地，步骤(1)和(3)中，所述的反应器均带有机械搅拌、滴液漏斗和回流冷凝管。...
【技术保护点】
1.一种兼具双螯合基团的重金属螯合絮凝剂，其特征在于，其主要成分的结构如式(Ⅰ)所示：
2.根据权利要求1所述的兼具双螯合基团的重金属螯合絮凝剂，其特征在于，所述螯合絮凝剂还包括辅助成分黄原酸和碱，所述螯合絮凝剂的外观为橙红色或红褐色粘稠液体。
3.权利要求1或2所述的兼具双螯合基团的重金属螯合絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的兼具双螯合基团的重金属螯合絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述多亚乙基多胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺中的任一种。
5.根据权利要求3所述的兼具双螯合基团的重金属螯合絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)和(4)中，所述的碱为NaOH或KOH。
6.根据权利要求3所述的兼具双螯合基团的重金属螯合絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的卤代乙酸盐为氯乙酸钠或溴乙酸纳中任一种。
7.根据权利要求3所述的兼具双螯合基团的重金属螯合絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述的缓慢加入时间为30～60min。
9.根据权利要求3所述的兼具双螯合基团的重金属螯合絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)和(3)中，所述的反应器均带有机械搅拌、滴液漏斗和回流冷凝管。
10.权利要求1至2任一项或权利要求3至9任一项所述的制备方法得到的兼具双螯合基团的重金属螯合絮凝剂在重金属废水或焚烧飞灰中重金属处理中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种兼具双螯合基团的重金属螯合絮凝剂，其特征在于，其主要成分的结构如式(ⅰ)所示：
2.根据权利要求1所述的兼具双螯合基团的重金属螯合絮凝剂，其特征在于，所述螯合絮凝剂还包括辅助成分黄原酸和碱，所述螯合絮凝剂的外观为橙红色或红褐色粘稠液体。
3.权利要求1或2所述的兼具双螯合基团的重金属螯合絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的兼具双螯合基团的重金属螯合絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述多亚乙基多胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺中的任一种。
5.根据权利要求3所述的兼具双螯合基团的重金属螯合絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)和(4)中，所述的碱为naoh或koh。
6.根据权利要求3所述的兼具双螯合基团的重金属螯合絮...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘立华，刘预枝，周晋勋，杨莹，李亚男，唐安平，薛建荣，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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