[發(fā)明專利]超快沉降型復(fù)合型重金屬捕捉劑及其生產(chǎn)方法及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711127109.1
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN107935152B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉鋒;唐秋實;陳燕舞;彭琦;洪丹;張浥琨;郭志杰;霍應(yīng)鵬;洪銀那
• 申請（專利權(quán)）人: 順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;C02F1/56;C02F1/52;C02F101/20;C02F103/16
• 代理公司: 佛山市科順專利事務(wù)所 44250
• 代理人: 梁紅纓

本發(fā)明涉及一種超快沉降型復(fù)合型重金屬捕捉劑及其生產(chǎn)方法及其應(yīng)用，特點是由水溶性聚羥甲基丙烯酰胺?接枝?（聚乙烯胺基環(huán)己二胺四乙酸鈉?無規(guī)?聚乙烯胺基二硫代氨基甲酸鈉）、二正丁基二硫代氨基甲酸鈉、水及氫氧化鉀制備超快沉降型復(fù)合型重金屬捕捉劑，并將超快沉降型復(fù)合型重金屬捕捉劑用于處理電鍍、冶煉、采礦、選礦、化工及機械等排放重金屬廢水。其成本低，每個基本單位能提供六配位原子進行強力螯合吸附并與二正丁基二硫代氨基甲酸鈉共同作用吸附絡(luò)合型重金屬離子，能超快與重金屬復(fù)合，在數(shù)秒內(nèi)生成大的聚集體，從而實現(xiàn)快速沉降，操作方便，利于推廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水處理技術(shù)及高分子功能材料領(lǐng)域，具體涉及一種超快沉降型復(fù)合型重金屬捕捉劑及其生產(chǎn)方法及其應(yīng)用，其主要應(yīng)用于電鍍、冶煉、采礦、選礦、化工及機械等排放重金屬廢水行業(yè)。

背景技術(shù)

重金屬廢水主要來源于電鍍、冶煉、采礦、選礦、化工及機械等行業(yè)。這些行業(yè)產(chǎn)生的含重金屬的廢水排入天然水體后，不僅對水生生物構(gòu)成威脅，而且可能通過食物鏈而不斷富集于生物體內(nèi)，最終危害到人類的健康。重金屬廢水處理傳統(tǒng)方法主要包括化學(xué)沉淀法、重金屬捕捉劑沉淀法、離子交換法、活性炭吸附法等。相比于離子交換法和活性炭吸附法，重金屬捕捉劑沉淀法具有設(shè)備投入少，處理高效率及成本低等優(yōu)勢，廣泛用于重金屬廢水處理行業(yè)。目前，在實際研究應(yīng)用較多的重金屬捕捉劑主要有二硫代胺基甲酸鹽類衍生物（DTC類）。

但在電鍍行業(yè)中，重金屬不再以單一的重金屬離子形式存在，而是與EDTA、酒石酸、檸檬酸、NH₃等物質(zhì)形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，因此去除難度更大， 普通的重金屬捕捉劑沉淀法難以獲得滿意的處理效果。目前，電鍍行業(yè)含鎳的絡(luò)合型電鍍廢水最難處理，很難通過調(diào)節(jié)重金屬捕捉劑配方及處理工藝達到電鍍污染物排放標準表3要求，鎳含量小于0.1 mg/L。鎳廢水已成為電鍍行業(yè)處理難題，急需研制新型重金屬捕捉劑，滿足行業(yè)需求。

近年來，新型重金屬捕捉劑成為研究熱點，中國專利公開了一種名稱為“聚乙烯二胺四乙酸單元的聚合物”的發(fā)明申請，其公開號為CN 106986432A，其具有較好的重金屬螯合能力，可廣泛應(yīng)用于各種重金屬廢水行業(yè)及土壤修復(fù)；但其存在一些技術(shù)缺陷：（1）大多數(shù)絡(luò)合型電鍍廢水是酸性廢水，不能直接添加使用；需調(diào)節(jié)pH值至中性到堿性才能發(fā)生有效沉降；（2）在堿性條件下，該新型重金屬捕捉劑投料比難控制問題，投料過量易產(chǎn)生沉淀慢或不沉淀反溶解現(xiàn)象；（3）該新型重金屬捕捉劑螯合能力一般，其每個單元化學(xué)結(jié)構(gòu)只能提供3個配位原子參與螯合反應(yīng)，對高度絡(luò)合型重金屬廢水處理效果不佳；（4）該新型重金屬捕捉劑制備成本較高，難推廣使用。

二正丁基二硫代氨基甲酸鈉（TP）常用作天然橡膠、丁苯膠、氯丁膠及其膠乳硫化促進劑，極少作為重金屬捕捉劑直接使用，其主原因為TP對低濃度重金屬廢水的沉降性能較差。與福美鈉相比，TP具有化學(xué)結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢，結(jié)構(gòu)上的二個正丁基官能團的疏水性比福美鈉二個甲基更強，對重金屬離子的捕捉性能強，更適合于捕捉絡(luò)合型重金屬離子，生成微納米級的不易沉淀聚集體。

總之，現(xiàn)有的重金屬捕捉劑的沉降速率通常會受官能基團、投料比、pH等因素影響。投料比因素最難控制，投料過量易造成沉降速率慢，投料少易造成重金屬沉淀不完全。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種超快沉降型復(fù)合型重金屬捕捉劑及其生產(chǎn)方法及其應(yīng)用，成本低，每個基本單位能提供六配位原子進行強力螯合吸附并與二正丁基二硫代氨基甲酸鈉共同作用吸附絡(luò)合型重金屬離子，能超快與重金屬復(fù)合，在數(shù)秒內(nèi)生成大的聚集體，從而實現(xiàn)快速沉降，操作方便，利于推廣。

為了達到上述目的，本發(fā)明的超快沉降型復(fù)合型重金屬捕捉劑的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的，其特征在于包括1～10份的水溶性聚羥甲基丙烯酰胺-接枝-（聚乙烯胺基環(huán)己二胺四乙酸鈉-無規(guī)-聚乙烯胺基二硫代氨基甲酸鈉）(PHAM-g-(PVACDTANa-r-PVACS₂Na))、1～30份的二正丁基二硫代氨基甲酸鈉（TP）、1～60份的水及1～5份的氫氧化鉀；以上均為質(zhì)量份數(shù)。