[發(fā)明專利]一種用于去除重金屬污染的重金屬穩(wěn)定劑及其使用方法

有效

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• 申請日: 2012-07-18
• 公開（公告）號: CN102784452A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發(fā)明（設計）人: 葛圓圓
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西大學
• 主分類號: A62D3/33
• 分類號: A62D3/33;C07G1/00;B09C1/08;C02F9/04;A62D101/43;C02F101/20
• 代理公司: 廣西南寧匯博專利代理有限公司 45114
• 代理人: 朱萍球

技術領域

本發(fā)明屬于環(huán)境治理領域，涉及重金屬污染的治理，具體來說是一種用于去除重金屬污染的重金屬穩(wěn)定劑及其使用方法。

背景技術

重金屬通常具有急性或慢性毒性，有時會以更復雜的方式毒害人體，如致癌或非直接地引發(fā)某些疾病。在各類危險廢物中，重金屬廢物占有很大的比重。它們以各種各樣的方式危害人體和其它生物體。特別是在安全填埋處置過程中，由于重金屬的不可降解性決定了其將長期存在于填埋場中，對填埋場周圍的環(huán)境構(gòu)成極大的潛在威脅。土壤或灌溉水中的重金屬會對植物生長產(chǎn)生不利影響，并且將在植物的葉、莖或根部富集，以至其影響波及整個食物鏈。

自從上世紀發(fā)生在日本的由汞污染引起的“水俁病”和由鎘污染引起的“骨痛病”事件，以及在歐洲一些國家陸續(xù)發(fā)現(xiàn)重金屬污染產(chǎn)生的嚴重后果，使得關于重金屬污染與防治的研究倍受重視。重金屬廢物來源廣泛，涉及礦山、冶金、機械制造、化工、電子和儀表等行業(yè)。另一方面，隨著對重金屬毒理學的深入研究及檢測技術的發(fā)展，重金屬廢物的處理處置標準也逐漸趨向嚴格。這一點體現(xiàn)在需要監(jiān)測的重金屬類別的增加，以及所需達到的重金屬排放或浸出濃度的降低。關于重金屬廢物的處理，除了其中一部分可回收利用外，其余大部分都需進行穩(wěn)定化處理，以達到無害化的目的。因此，研究高效、經(jīng)濟的重金屬穩(wěn)定化技術對于保護人類健康和維持生態(tài)平衡具有重要意義。

目前，國內(nèi)外對土壤中重金屬的穩(wěn)定化技術主要是利用穩(wěn)定劑與土壤中的重金屬發(fā)生化學物理作用，改變土壤中重金屬的化學形態(tài)、降低其遷移性以及降低其毒性的過程。在歐美等發(fā)達國家已有許多專用螯合型有機重金屬穩(wěn)定劑用于處理土壤重金屬污染的應用實例。而我國在重金屬污染土壤穩(wěn)定化修復方面的專利報道較少，而且主要集中于采用水泥、石灰、石膏等低技術含量的工藝研究方面。而且這種靠水化反應后形成的吸附作用對土壤中重金屬的穩(wěn)定固定效果易受外界環(huán)境條件的影響，當土壤長期受到風化和酸雨侵蝕，其中的重金屬面臨著重新溶出的潛在危險。因此，開發(fā)新型重金屬穩(wěn)定劑及其在重金屬污染治理中的應用將在我國具有廣闊的市場和實用價值。

隨著重金屬污染治理技術的不斷發(fā)展，國內(nèi)外相繼開發(fā)出了各種重金屬穩(wěn)定劑，其中尤其突出的是二硫代氨基甲酸鹽及其衍生物類（DTC），DTC類有機物分子中含有重要的配位原子：N和S，其分布位置、取代基團種類（烷基或芳香基）、其它雜原子的存在和取代基的位置都會影響對重金屬離子的去除效果。國外專利US5013453、US5372726、US6454963、US20060060538等涉及的均屬二硫代氨基甲酸鹽類重金屬離子捕捉劑。國內(nèi)專利公開號為CN1911828，公開日為2007年2月14日的發(fā)明專利，公開了一種改性木質(zhì)素除油絮凝劑及其制備方法，該發(fā)明改性木質(zhì)素除油絮凝劑含有木質(zhì)素基二硫代氨基甲酸鹽，用于含油廢水除油的處理。而木質(zhì)素基二硫代氨基甲酸鹽用于除去重金屬離子，尚未見相關報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種新型用于去除重金屬污染的重金屬穩(wěn)定劑及其使用方法，可克服現(xiàn)有產(chǎn)品價格昂貴或者穩(wěn)定效果差的不足，用本發(fā)明處理后的重金屬含量達到環(huán)保標準要求。

本發(fā)明采取的技術方案是：

一種用于去除重金屬污染的重金屬穩(wěn)定劑，它含有化合物木質(zhì)素基二硫代氨基甲酸鹽，所述木質(zhì)素基二硫代氨基甲酸鹽為木質(zhì)素基二硫代氨基甲酸鈉、木質(zhì)素基二硫代氨基甲酸鉀或木質(zhì)素基二硫代氨基甲酸銨中的一種或一種以上的組合。

所述木質(zhì)素基二硫代氨基甲酸鹽，是以可再生的生物質(zhì)資源木質(zhì)素為原料制備而成，其制備方法將與本發(fā)明申請同日發(fā)明專利《木質(zhì)素基二硫代氨基甲酸鹽類重金屬離子捕捉劑及制備方法》。其制備方法包括如下步驟：

1.將木質(zhì)素加水制備成質(zhì)量分數(shù)為25~35%的混合液，然后加入堿性調(diào)節(jié)劑調(diào)pH值至9~11；再加入氧化劑，在80~90℃下進行氧化反應1~2小時，得到氧化木質(zhì)素。氧化反應的目的是對木質(zhì)素進行一定程度的降解，使更多的反應活性位暴露，提高反應活性，為下一步的改性奠定基礎，得到的物質(zhì)即氧化木質(zhì)素。

2.加入胺化試劑，保持80~90℃的反應溫度，再加入甲醛，在攪拌狀態(tài)下回流反應5~6小時；加入胺化試劑和甲醛與木質(zhì)素發(fā)生Mannich反應以接入胺基，同時可使氧化降解后的木質(zhì)素發(fā)生縮合反應以適當增加其分子量，改善其應用性能。

3.將步驟2得到的反應溶液冷卻至室溫，調(diào)pH值至10~11，再加入酯化劑，在40~45℃下進行酯化反應4~5小時，得到粗品木質(zhì)素基二硫代氨基甲酸鹽；