[發(fā)明專利]一種多硫代酰胺型重金屬螯合劑的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611097988.3
• 申請(qǐng)日: 2016-12-06
• 公開（公告）號(hào): CN106588725B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 祝濤;王惠健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島柏森環(huán)保工程有限公司
• 主分類號(hào): C07C333/16
• 分類號(hào): C07C333/16;A62D3/33;A62D101/43
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬于環(huán)境工程領(lǐng)域，具體涉及一種多硫代酰胺型重金屬螯合劑的制備方法。本發(fā)明的多硫代酰胺型重金屬螯合劑以有機(jī)酸二酰胺、二硫化碳為主要反應(yīng)物，通過加成反應(yīng)得到。所得的螯合劑產(chǎn)物分子中存在亞胺基、醚鍵等高效助螯基團(tuán)，可顯著增強(qiáng)重金屬的穩(wěn)定化程度。本發(fā)明合成工藝簡單，成本較低，投加量少，可顯著降低垃圾焚燒飛灰的無害化處理成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境工程領(lǐng)域，具體涉及一種多硫代酰胺型重金屬螯合劑的制備方法。

背景技術(shù)

生活垃圾處理處置是環(huán)境工程和環(huán)境衛(wèi)生領(lǐng)域的重要課題之一。目前生活垃圾處理處置的方式有衛(wèi)生填埋、好氧堆肥、厭氧發(fā)酵以及熱解、焚燒等，其中衛(wèi)生填埋應(yīng)用最普遍。生活垃圾的衛(wèi)生填埋具有成本低、操作簡單等優(yōu)勢(shì)，但隨著生活垃圾產(chǎn)生量的急劇增加，填埋場(chǎng)的選址及其潛在二次污染風(fēng)險(xiǎn)受到了極大的挑戰(zhàn)。焚燒法是一種生活垃圾減量化、無害化、資源化的新途徑，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。生活垃圾焚燒煙氣在除塵過程中產(chǎn)生的飛灰，因其中含有大量的重金屬元素，按照國家危險(xiǎn)廢物名錄規(guī)定，屬于危險(xiǎn)廢物，必須進(jìn)行無害化處理后才能進(jìn)行填埋處置。將焚燒飛灰中的重金屬通過螯合作用將其穩(wěn)定化，是目前最常用的飛灰處理工藝，穩(wěn)定化后的飛灰可進(jìn)入填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋處置。

目前穩(wěn)定飛灰中重金屬的螯合劑分為無機(jī)和有機(jī)兩大類，其中有機(jī)類螯合劑由于具備用量少、穩(wěn)定化程度高、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，得到了普遍的應(yīng)用。常見的有機(jī)類飛灰螯合劑有乙二胺四乙酸鹽（EDTA）、二硫代氨基羧酸鹽（DTC）、三巰基三嗪三鈉鹽（TMT）等，主要通過有機(jī)分子中配位硫的螯合作用捕集飛灰中的重金屬。然而，這一類螯合劑中無助螯基團(tuán)，對(duì)活性較高的鉛、鎘等少數(shù)重金屬的螯合效果仍亟待加強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明以有機(jī)酸二酰胺、二硫化碳為主要反應(yīng)物，通過加成反應(yīng)得到了多硫代酰胺型重金屬螯合劑。由于有機(jī)酸二酰胺分子兩端均具有獨(dú)特的酰胺結(jié)構(gòu)，在每個(gè)螯合劑產(chǎn)物分子中存在亞胺基、醚鍵等高效助螯基團(tuán)，可顯著增強(qiáng)重金屬的穩(wěn)定化程度。

本發(fā)明所述的多硫代酰胺型重金屬螯合劑的制備方法如下：（1）將有機(jī)酸二酰胺、氫氧化鈉、水加入反應(yīng)釜，攪拌均勻并保持20分鐘，氫氧化鈉的摩爾數(shù)是有機(jī)酸二酰胺摩爾數(shù)的2-2.5倍，水的質(zhì)量是有機(jī)酸二酰胺質(zhì)量的10-13倍；（2）在15-30℃下，往反應(yīng)釜中滴加二硫化碳，完畢后繼續(xù)攪拌反應(yīng)3-5小時(shí)，二硫化碳的摩爾數(shù)是有機(jī)酸二酰胺摩爾數(shù)的2.1-2.3倍，反應(yīng)后即可得到多硫代酰胺型重金屬螯合劑的水溶液。

本發(fā)明所述的制備多硫代酰胺型重金屬螯合劑的反應(yīng)方程式為：

其中，反應(yīng)式中n的值為0，或1，或2，或4。

本發(fā)明得到的多硫代酰胺型重金屬螯合劑，具有羰基與硫羰基電子云交互形成醚鍵以及亞胺基在電子云干涉下活性增強(qiáng)的特點(diǎn)，相對(duì)于其他有機(jī)類螯合劑，使用量可減少30%以上。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明不應(yīng)受限于下述實(shí)施例。

實(shí)施例1

將草酰胺、氫氧化鈉、水加入反應(yīng)釜，攪拌均勻并保持20分鐘。其中草酰胺加入量為88克，氫氧化鈉的加入量為80克，水的加入量為880克。此后，保持反應(yīng)體系溫度為15℃，往反應(yīng)釜中滴加二硫化碳160克，完畢后繼續(xù)攪拌反應(yīng)3小時(shí)，即得到多硫代酰胺型重金屬螯合劑的水溶液。

實(shí)施例2

將丙二酰胺、氫氧化鈉、水加入反應(yīng)釜，攪拌均勻并保持20分鐘。其中丙二酰胺加入量為102克，氫氧化鈉的加入量為100克，水的加入量為1120克。此后，保持反應(yīng)體系溫度為20℃，往反應(yīng)釜中滴加二硫化碳165克，完畢后繼續(xù)攪拌反應(yīng)4小時(shí)，即得到多硫代酰胺型重金屬螯合劑的水溶液。

實(shí)施例3