[發(fā)明專利]一種重金屬螯合劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010614686.9
• 申請(qǐng)日: 2020-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN111848682B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭華軍;邵雁;向浩;覃慧;姜明明;蔣慶肯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中冶南方都市環(huán)保工程技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): C07F9/6574
• 分類號(hào): C07F9/6574;C02F1/54;C02F101/20
• 代理公司: 北京匯澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 吳靜

本發(fā)明涉及一種重金屬螯合劑，其主要有效成分的結(jié)構(gòu)式為：上述重金屬螯合劑的制備方法，包括如下步驟：1)先加入丙三醇，在攪拌、冷凝狀態(tài)下，再加入部分五硫化二磷，反應(yīng)立即進(jìn)行；2)將另一部分五硫化二磷分成兩份，先加入其中一份，待全部溶解后再加入另外一份，保持溫度(70±5)℃，反應(yīng)2.5?3h，得墨綠色的產(chǎn)物溶液；3)將產(chǎn)物溶液過濾后，用有機(jī)溶劑沖洗濾渣，得大蒜味的黑綠色濾液；靜置，除去有機(jī)溶劑，得黑綠色油狀液體；4)向黑綠色油狀液體中滴加堿溶液攪拌，再加入環(huán)己烷攪拌，過濾得白色產(chǎn)物，在熱乙醇中重結(jié)晶提純。上述重金屬螯合劑用于處理含有重金屬的廢水，不僅絮凝能力強(qiáng)、制備操作簡(jiǎn)單，而且能同時(shí)去除多種重金屬離子。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種重金屬螯合劑及其制備方法和應(yīng)用，適用于重金屬?gòu)U水中重金屬離子的去除。

背景技術(shù)

垃圾焚燒廠在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量含有汞、鉛、鉻、鎘、鋅等眾多重金屬元素的粉塵，并且這些重金屬元素很容易析出，根據(jù)中國(guó)《危險(xiǎn)廢物鑒別技術(shù)規(guī)范》，這些物質(zhì)被定義為危險(xiǎn)廢棄物。

重金屬捕集劑是一種與重金屬離子強(qiáng)力螯合的化工藥劑，其一方面能克服傳統(tǒng)化學(xué)沉淀法和低分子捕集沉淀劑處理所存在的缺點(diǎn)和不足，另一方面也能滿足更加嚴(yán)格的排放要求，在低濃度重金屬?gòu)U水處理領(lǐng)域作用日益明顯，因此有著良好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。現(xiàn)有的重金屬離子捕集劑一般只能選擇性地與某些重金屬離子反應(yīng)，而且具有毒性，對(duì)人體及環(huán)境影響較大，極大地限制了其應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用范圍。故研制一個(gè)更新型的無毒性的重金屬離子捕集劑，已成為行業(yè)研究的熱點(diǎn)。

目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的DTC類重金屬捕集劑主要有兩種：高分子螯合樹脂DTCR和小分子DTC沉淀劑。前者有一定的絮凝作用，但高分子鏈的空間位阻使其與重金屬離子的結(jié)合能力和沉淀效率降低，而后者存在的問題是沉淀顆粒太小，使用過程中需加入一定的絮凝劑。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種絮凝能力強(qiáng)、制備操作簡(jiǎn)單的重金屬螯合劑及其制備方法和應(yīng)用，能夠同時(shí)去除多種重金屬離子。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種重金屬螯合劑，其主要有效成分的結(jié)構(gòu)式為：

其中M為Na或K。

本發(fā)明還提供上述重金屬螯合劑的制備方法，具體步驟如下：

1)將裝有攪拌裝置和冷凝管的三口燒瓶固定在油浴鍋中，并向三口燒瓶中加入丙三醇，在攪拌、冷凝狀態(tài)下，慢慢地加入部分五硫化二磷，反應(yīng)立即進(jìn)行，并產(chǎn)生H₂S氣體，三口燒瓶?jī)?nèi)溶液開始由無色變?yōu)槿榘咨院笞優(yōu)榛液谏?/p>

2)將另一部分五硫化二磷分成兩份，先向三口燒瓶?jī)?nèi)加入其中一份五硫化二磷并繼續(xù)攪拌，待全部溶解后再加入另外一份五硫化二磷，保持溫度在(70±5)℃，繼續(xù)反應(yīng)2.5-3小時(shí)，反應(yīng)完畢，得墨綠色的產(chǎn)物溶液；

3)將墨綠色的產(chǎn)物溶液過濾后，用有機(jī)溶劑沖洗濾渣，得大蒜味的黑綠色濾液；靜置，分液除去有機(jī)溶劑，得黑綠色油狀液體；

4)向黑綠色油狀液體中滴加堿溶液，邊滴加邊攪拌，10-15分鐘后向溶液中加入環(huán)己烷，繼續(xù)攪拌10分鐘，有沉淀析出，過濾得白色產(chǎn)物，在熱乙醇中重結(jié)晶提純，得重金屬螯合劑。

進(jìn)一步地，步驟1)中加入的丙三醇與五硫化二磷的質(zhì)量份數(shù)比為230-250：50-60。

更進(jìn)一步地，步驟2)中先后加入三口燒瓶?jī)?nèi)的兩份五硫化二磷的質(zhì)量份數(shù)比為75-85：85-95。

進(jìn)一步地，步驟1)和步驟2)中所加的五硫化二磷均為研磨后的五硫化二磷，粒徑為200目以下。

進(jìn)一步地，所述冷凝管與尾氣吸收裝置連通，且尾氣吸收裝置內(nèi)裝有用于吸收H₂S氣體的堿液。