一種處理焚燒飛灰的高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種處理焚燒飛灰的高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑及其應(yīng)用。該復(fù)合藥劑的有機(jī)物部分是由丙烯酰胺、羥基丙烯酸、環(huán)氧氯丙烷、胺類化合物、二硫化碳等聚合而成的高分子金屬離子螯合劑，無機(jī)物部分主要是由復(fù)合磷酸鹽組成。本發(fā)明的復(fù)合藥劑中綜合了聚丙烯酰胺與二硫代氨基等功能基團(tuán)，具有螯合與絮凝重金屬離子的雙重功效，再與無機(jī)鹽復(fù)配顯著提升了其螯合飛灰中金屬離子的能力；可實(shí)現(xiàn)在每千克飛灰加入18mL復(fù)合藥劑即可達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)下對(duì)飛灰的處理要求；相比純有機(jī)藥劑顯著降低了生產(chǎn)成本，且其制備方法簡便、原料廉價(jià)易得，有利于推廣應(yīng)用。
【專利說明】一種處理焚燒飛灰的高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)中固廢處理處置領(lǐng)域，涉及一種穩(wěn)定化處理焚燒飛灰中金屬離子的復(fù)合藥制，具體涉及一種處理焚燒飛灰的高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)境保護(hù)早已成為我國的一項(xiàng)基本國策，隨著環(huán)境保護(hù)的要求越來越高，目前全國各地建立了許多垃圾焚燒站，用于處理急劇增多的工業(yè)垃圾與生活垃圾。垃圾焚燒所產(chǎn)生的飛灰是一種危險(xiǎn)的廢物，它因?yàn)楹休^高浸出濃度的鉛、鉻、鎘、汞等重金屬及致癌物二噁英等持久性有機(jī)污染源，對(duì)人體健康和環(huán)境危害很大，因此對(duì)飛灰進(jìn)行妥善處理，對(duì)于保障市民的身心健康，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。
[0003]目前常用的焚燒飛灰處理方法有水泥固化、藥劑固化、熔融固化等，其中應(yīng)用較普遍的是水泥固化和藥劑固化，水泥固化所需的設(shè)備、操作要求較簡單，但是水泥固化后增容比大，水泥消耗量高，水泥的大量使用意味著資源消耗與間接的環(huán)境污染；化學(xué)藥劑一般分為無機(jī)藥劑或有機(jī)藥劑，無機(jī)藥劑主要是硫化鈉、磷酸鹽和鐵酸鹽藥劑，有機(jī)化學(xué)藥劑主要以有機(jī)螯合劑為主。化學(xué)藥劑穩(wěn)定技術(shù)因其減容大、處理效果好而具有很好的發(fā)展前景，但是其操作成本較高而限制了其使用面；無機(jī)化學(xué)藥劑處理的成本可能較低，但是固化效果較差，且其固化效率受體系的酸性條件影響較大。
[0004]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，需找一種既有效又經(jīng)濟(jì)的方法是非常必要且迫切的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種處理焚燒飛灰的高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑。
[0006]本發(fā)明的再一目的在于提供上述高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑的應(yīng)用。
`[0007]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
一種高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑，其制備方法包括以下步驟:
1)將丙烯酰胺和羥基丙烯酸單體在自由基引發(fā)劑的作用下發(fā)生聚合反應(yīng)，生成分子量為5000~20000的聚羥基丙烯酰胺；
2)在酸性條件下，將上述獲得的聚羥基丙烯酰胺溶液中加入醚化劑進(jìn)行醚化反應(yīng)，使羥基基團(tuán)醚化；
3)往步驟2)的反應(yīng)體系中入有機(jī)胺進(jìn)行胺化反應(yīng)，使聚羥基丙烯酰胺的羥基在醚化后再連接上胺基；
4)在堿性條件下，往步驟3)的反應(yīng)體系中加入擴(kuò)鏈劑，發(fā)生先取代后加成的擴(kuò)鏈反
應(yīng)；
5)最后往步驟4)的反應(yīng)體系中加入硫化劑，在堿性條件下發(fā)生硫化劑與氨基的親核加成反應(yīng)，反應(yīng)完全后可獲得高分子螯合劑溶液；
6)把無機(jī)磷酸鹽加入上述高分子螯合劑溶液中，混合均勻，所得溶液即為高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑。[0008]進(jìn)一步的，一種高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑，其具體制備方法包括以下步驟:
1)將丙烯酰胺、羥基丙烯酸單體和自由基引發(fā)劑混勻，在不斷攪拌的情況下把該混合液滴加到裝有95~100°C水的反應(yīng)釜中，滴加完后再恒溫?cái)嚢?.5~2.5h，使反應(yīng)完全，獲得分子量為5000~20000的聚羥基丙烯酰胺的水溶液；
2)將上述聚羥基丙烯酰胺溶液溫度控制在45~65°C，調(diào)節(jié)pH值為I~3后，邊攪拌邊滴加醚化劑鹵代環(huán)氧烷進(jìn)行醚化反應(yīng)，滴加完后，恒溫?cái)嚢鐸~3h，使反應(yīng)完全，其中醚化劑的物質(zhì)的量為羥基丙烯酸單體所有羥基的0.5~2倍；
3)往步驟2)的反應(yīng)體系中滴加有機(jī)胺進(jìn)行胺化反應(yīng)，同時(shí)攪拌，滴加完后再攪拌I~3h，使反應(yīng)完全，整個(gè)過程的溫度為30~80°C，其中有機(jī)胺的物質(zhì)的量為醚化劑的I~4倍;
4)往步驟3)的反應(yīng)體系中加入堿，混合均勻形成堿性環(huán)境，在攪拌下加入擴(kuò)鏈劑，加完后繼續(xù)攪拌反應(yīng)I~2h，整個(gè)過程的溫度為30~80°C，其中堿的物質(zhì)的量為有機(jī)胺所有氨基的0.5~1.5倍，擴(kuò)鏈劑的物質(zhì)的量為有機(jī)胺的0.1~0.5倍；
5)往步驟4)的反應(yīng)體系中攪拌滴加硫化劑進(jìn)行親核加成反應(yīng)，加完后繼續(xù)攪拌反應(yīng)5.5~6.5h，整個(gè)過程的溫度為5~40°C，所得產(chǎn)物為以丙烯酰胺、羥基丙烯酸為基鏈的高分子螯合劑溶液，其中硫化劑的物質(zhì)的量為有機(jī)胺所有氨基的0.5~I倍；
6)把無機(jī)磷酸鹽投入到上述高分子螯合劑溶液中，混合均勻，所得溶液就為高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑，其中，無機(jī)磷酸鹽與高分子螯合劑溶液的質(zhì)量比為(0.3~0.6):1。
[0009]進(jìn)一步的，步驟I)中所述丙烯酰胺和羥基丙烯酸單體的物質(zhì)的量比為1:(5~9)，引發(fā)劑的用量為羥基丙烯酸酯單體與丙烯酰胺總質(zhì)量的0.5~2%，水的用量為羥基丙烯酸酯單體與丙烯酰胺總質(zhì)量的1.5~3.5倍。
[0010]進(jìn)一步的，上述羥基丙烯酸單體選自丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥乙酯中至少一種。
[0011]進(jìn)一步的，上述引發(fā)劑選自偶氮二異丁腈、過氧化苯甲酰、叔丁基過氧化物、叔戊基過氧化物中至少一種。
[0012]進(jìn)一步的，上述醚化劑選自環(huán)氧氯丙烷。
[0013]進(jìn)一步的，上述有機(jī)胺選自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中至少一種。
[0014]進(jìn)一步的，上述擴(kuò)鏈劑選自環(huán)氧氯丙烷、環(huán)氧氯乙烷、環(huán)氧溴丙烷中至少一種。
[0015]進(jìn)一步的,上述硫化劑選自二硫化碳。
[0016]高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑在處理焚燒飛灰中的應(yīng)用。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:
1)本發(fā)明克服了普通的無機(jī)或有機(jī)螯合劑進(jìn)行飛灰無害化處理重金屬離子時(shí)效果差或者成本高的問題，即本發(fā)明制備的高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑穩(wěn)化焚燒飛灰重金屬離子的效果好，且制備方法簡便、原料廉價(jià)易得，成本低。
[0018]2)本發(fā)明獲得的高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑中綜合了聚丙烯酰胺與二硫代氨基等功能基團(tuán)，具有螯合與絮凝重金屬離子的雙重功效，再與無機(jī)鹽復(fù)配顯著提升了本發(fā)明復(fù)合藥劑螯合金屬離子的能力；相比純有機(jī)藥劑顯著降低了生產(chǎn)成本，但螯合飛灰金屬離子的能力仍然顯著，可實(shí)現(xiàn)在每千克飛灰加入18mL復(fù)合藥劑即可達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)下對(duì)飛灰的處理要求。
[0019]3)本發(fā)明的復(fù)合藥劑和水泥結(jié)合使用，不僅解決了飛灰固化后揚(yáng)塵的問題，且大大減少了水泥的添加量，加入量可少至飛灰重量的10%，同時(shí)處理效果可達(dá)到新標(biāo)的要求，可以最大程度地降低成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為水泥單獨(dú)處理飛灰的效果；
圖2為水泥添加量為飛灰重量10%時(shí)復(fù)合藥劑穩(wěn)定飛灰金屬物的效果；
圖3為水泥添加量為飛灰重量20%時(shí)復(fù)合藥劑穩(wěn)定飛灰金屬物的效果。
【具體實(shí)施方式】
[0021]一種高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑，其制備方法為:
1)將丙烯酰胺、羥基丙烯酸單體和自由基引發(fā)劑混勻，在不斷攪拌的情況下把該混合液滴加到裝有95~100°C水的反應(yīng)釜中，滴加完后再恒溫?cái)嚢?.5~2.5h，使反應(yīng)完全，獲得分子量為5000~20000的聚羥基丙烯酰胺的水溶液；
2)將上述聚羥基丙烯酰胺溶液溫度控制在45~65°C，調(diào)節(jié)pH值為I~3后，邊攪拌邊滴加醚化劑鹵代環(huán)氧烷進(jìn)行醚化反應(yīng)，滴加完后，恒溫?cái)嚢鐸~3h，使反應(yīng)完全，其中醚化劑的物質(zhì)的量為羥基丙烯酸單體所有羥基的0.5~2倍；
3)往步驟2)的反應(yīng)體系中滴加有機(jī)胺進(jìn)行胺化反應(yīng)，同時(shí)攪拌，滴加完后再攪拌I~3h，使反應(yīng)完全，整個(gè)過程的溫度為30~80°C，其中有機(jī)胺的物質(zhì)的量為醚化劑的I~4倍;
4)往步驟3)的反應(yīng)體系中加入堿，混合均勻形成堿性環(huán)境，在攪拌下加入擴(kuò)鏈劑，加完后繼續(xù)攪拌反應(yīng)1~2h，整個(gè)過程的溫度為30~80°C，其中堿的物質(zhì)的量為有機(jī)胺所有氨基的0.5~1.5倍，擴(kuò)鏈劑的物質(zhì)的量為有機(jī)胺的0.1~0.5倍；
5)往步驟4)的反應(yīng)體系中攪拌滴加硫化劑進(jìn)行親核加成反應(yīng)，加完后繼續(xù)攪拌反應(yīng)5.5~6.5h，整個(gè)過程的溫度為5~40°C，所得產(chǎn)物為以丙烯酰胺、羥基丙烯酸為基鏈的高分子螯合劑溶液，其中硫化劑的物質(zhì)的量為有機(jī)胺所有氨基的0.5~I倍；
6)把無機(jī)磷酸鹽投入到上述高分子螯合劑溶液中，混合均勻，所得溶液就為高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑，其中，無機(jī)磷酸鹽與高分子螯合劑溶液的質(zhì)量比為(0.3~0.6):1。
[0022]優(yōu)先的，步驟I)中所述丙烯酰胺和羥基丙烯酸單體的物質(zhì)的量比為1:(5~9)，引發(fā)劑的用量為羥基丙烯酸酯單體與丙烯酰胺總質(zhì)量的0.5~2%，水的用量為羥基丙烯酸酯單體與丙烯酰胺總質(zhì)量的1.5~3.5倍。
[0023]上述羥基丙烯酸單體優(yōu)選為丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥乙酯中至少一種。
[0024]上述引發(fā)劑優(yōu)選為偶氮二異丁腈、過氧化苯甲酰、叔丁基過氧化物、叔戊基過氧化物中至少一種。
[0025]上述步驟2)中的pH調(diào)節(jié)劑優(yōu)選為無機(jī)酸中的硫酸或鹽酸。
[0026]上述醚化劑優(yōu)選為環(huán)氧氯丙烷。
[0027]上述有機(jī)胺優(yōu)選為乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中至少一種。[0028]上述堿優(yōu)選為氫氧化鈉、氫氧化鉀中至少一種。
[0029]上述擴(kuò)鏈劑優(yōu)選為環(huán)氧氯丙烷、環(huán)氧氯乙烷、環(huán)氧溴丙烷中至少一種。
[0030]上述硫化劑優(yōu)選為二硫化碳。
[0031]上述無機(jī)磷酸鹽優(yōu)選為磷酸鹽、磷酸二氫鹽、磷灰石中至少一種。
[0032]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但并不局限于此。
[0033]實(shí)施例1
一種高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑，其制備方法包括以下步驟:
O向帶有攪拌及加熱裝置的反應(yīng)瓶中注入260.4g去離子水，加熱至體系中的水沸騰后再將0.2mol (14.2g)的丙烯酰胺、Imol (116g)的丙烯酸羥乙酯以及1.3g的偶氮二異丁腈的混合物滴加到其中，在一直維持?jǐn)嚢璧那闆r下用3h左右滴加完畢，然后繼續(xù)攪拌保溫2h，所得產(chǎn)物就為帶有羥基及酰胺基的低聚體水溶液，即分子量為5000~20000的聚羥基丙烯酰胺的水溶液；
2)將上述聚羥基丙烯酰胺溶液溫度控制在50°C左右，往其中加入20%的硫酸溶液(390.6g)攪拌均勻，使得pH值在I~3之間，然后往其中滴加Imol (92.9g)環(huán)氧氯丙烷，滴加同時(shí)攪拌，滴加完后繼續(xù)攪拌反應(yīng)2h ；
3)在40°C條件下，將lmol(103g)的二乙烯三胺滴加入2)中，同時(shí)攪拌，加完后繼續(xù)攪拌反應(yīng)3h ；
4)將400g濃度為40%的氫氧化鈉液慢慢加入3)中，攪拌均勻，再往其中滴加擴(kuò)鏈劑環(huán)氧氯丙烷0.2mol (18.58g)，控制在70°C左右反應(yīng)2h ；
5)將4)中的反應(yīng)體系溫度控制在30°C左右，往其中滴加3mol(228g) 二硫化碳，攪拌均勻，反應(yīng)6h，所得產(chǎn)物為高分子金屬離子螯合劑溶液；
6)最后將672g的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的磷酸鈉溶液與5)中產(chǎn)物混合均勻，即可獲得高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑。
[0034]實(shí)施例2
一種高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑，其制備方法包括以下步驟:
O向帶有攪拌及加熱裝置的反應(yīng)瓶中注入253.3g去離子水，加熱至體系中的水沸騰后再將0.15mol (10.65g)的丙烯酰胺、lmol (116g)的丙烯酸輕乙酯以及1.26g的偶氮二異丁腈的混合物滴加到其中，在一直維持?jǐn)嚢璧那闆r下用3h左右滴加完畢，然后繼續(xù)攪拌保溫2h，所得產(chǎn)物就為帶有羥基及酰胺基的低聚體水溶液，即分子量為5000~20000的聚羥基丙烯酰胺的水溶液；
2)將上述聚羥基丙烯酰胺溶液溫度控制在50°C左右，往其中加入30%的硫酸溶液(253.3g)攪拌均勻，使得pH值在I~3之間，然后往其中滴加1.5mol (139.35g)環(huán)氧氯丙烷，滴加同時(shí)攪拌，滴加完后繼續(xù)攪拌反應(yīng)2h ；
3)在40°C條件下，將2mol(206g)的二乙烯三胺滴加入2)中，同時(shí)攪拌，加完后繼續(xù)攪拌反應(yīng)3h ；
4)將600g濃度為40%的氫氧化鈉液慢慢加入3)中，攪拌均勻，再往其中滴加擴(kuò)鏈劑環(huán)氧氯丙烷0.4mol (37.2g)，控制在70°C左右反應(yīng)3h ；
5)將4)中的反應(yīng)體系溫度控制在30°C左右，往其中滴加8mol(608g) 二硫化碳，攪拌均勻，反應(yīng)6h，所得產(chǎn)物為高分子金屬離子螯合劑溶液；6)最后將678.6g的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的磷酸鈉溶液與5)中產(chǎn)物混合均勻，即可獲得高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑。
[0035]實(shí)施例3
一種高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑，其制備方法包括以下步驟:
1)將0.2mol (14.2g)丙烯酰胺、丙烯酸羥丙酯和過氧化苯甲?；靹?，在不斷攪拌的情況下把該混合液滴加到裝有95~100°C水的反應(yīng)釜中，滴加完后再恒溫?cái)嚢?.5h，使反應(yīng)完全，獲得分子量為5000~20000的聚羥基丙烯酰胺的水溶液；
其中，丙烯酸羥丙酯的物質(zhì)的量為丙烯酰胺5倍，過氧化苯甲酰的用量為丙烯酸羥丙酯與丙烯酰胺總質(zhì)量的0.5%，水的用量為丙烯酸羥丙酯與丙烯酰胺總質(zhì)量的1.5倍；
2)將上述聚羥基丙烯酰胺溶液溫度控制在45~65°C，用硫酸調(diào)節(jié)pH值為3后，邊攪拌邊滴加環(huán)氧氯丙烷進(jìn)行醚化反應(yīng)，滴加完后，恒溫?cái)嚢鑜h，使反應(yīng)完全，其中環(huán)氧氯丙烷的物質(zhì)的量為丙烯酸羥丙酯所有羥基的2倍；
3)往步驟2)的反應(yīng)體系中滴加乙二胺進(jìn)行胺化反應(yīng)，同時(shí)攪拌，滴加完后再攪拌3h，使反應(yīng)完全，整個(gè)過程的溫度為30°C，其中乙二胺的物質(zhì)的量為環(huán)氧氯丙烷的I倍；
4)往步驟3)的反應(yīng)體系中加入質(zhì)量濃度為40%的氫氧化鈉溶液，混合均勻后，在攪拌下加入擴(kuò)鏈劑環(huán)氧氯乙烷，加完后繼續(xù)攪拌反應(yīng)lh，整個(gè)過程的溫度為80°C，其中氫氧化鈉的物質(zhì)的量為乙二胺所有氨基的0.5倍，擴(kuò)鏈劑環(huán)氧氯乙烷的物質(zhì)的量為乙二胺的0.1倍;
5)往步驟4)的反應(yīng)體系中攪拌滴加二硫化碳進(jìn)行親核加成反應(yīng)，加完后繼續(xù)攪拌反應(yīng)5.5h，整個(gè)過程的溫度為40°C，所得產(chǎn)物為以丙烯酰胺、羥基丙烯酸為基鏈的高分子螯合劑溶液，其中硫化劑的物質(zhì)的量為乙二胺所有氨基的0.5倍；
6)把磷酸鹽投入到上述高分子螯合劑溶液中，混合均勻，所得溶液就為高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑，其中，無機(jī)磷酸鹽與高分子螯合劑溶液的質(zhì)量比為0.3:1。
[0036]實(shí)施例4
一種高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑，其制備方法包括以下步驟:
1)將0.2mol (14.2g)丙烯酰胺、甲基丙烯酸羥乙酯和過氧化苯甲?；靹?，在不斷攪拌的情況下把該混合液滴加到裝有95~100°C水的反應(yīng)釜中，滴加完后再恒溫?cái)嚢?.5h，使反應(yīng)完全，獲得分子量為5000~20000的聚羥基丙烯酰胺的水溶液；
其中，甲基丙烯酸羥乙酯的物質(zhì)的量為丙烯酰胺9倍，過氧化苯甲酰的用量為甲基丙烯酸羥乙酯與丙烯酰胺總質(zhì)量的2%，水的用量為甲基丙烯酸羥乙酯與丙烯酰胺總質(zhì)量的3.5 倍；
2)將上述聚羥基丙烯酰胺溶液溫度控制在45~65°C，用鹽酸調(diào)節(jié)pH值為I后，邊攪拌邊滴加環(huán)氧氯丙烷進(jìn)行醚化反應(yīng)，滴加完后，恒溫?cái)嚢?h，使反應(yīng)完全，其中環(huán)氧氯丙烷的物質(zhì)的量為甲基丙烯酸羥乙酯所有羥基的0.5倍；
3)往步驟2)的反應(yīng)體系中滴加三乙烯四胺進(jìn)行胺化反應(yīng)，同時(shí)攪拌，滴加完后再攪拌lh，使反應(yīng)完全，整個(gè)過程的溫度為80°C，其中三乙烯四胺的物質(zhì)的量為環(huán)氧氯丙烷的4倍;
4)往步驟3)的反應(yīng)體系中加入質(zhì)量濃度為40%的氫氧化鉀溶液，混合均勻后，在攪拌下加入擴(kuò)鏈劑環(huán)氧溴丙烷，加完后繼續(xù)攪拌反應(yīng)2h，整個(gè)過程的溫度為30°C，其中氫氧化鉀的物質(zhì)的量為三乙烯四胺所有氨基的1.5倍，擴(kuò)鏈劑環(huán)氧溴丙烷的物質(zhì)的量為三乙烯四胺的0.5倍；
5)往步驟4)的反應(yīng)體系中攪拌滴加二硫化碳進(jìn)行親核加成反應(yīng)，加完后繼續(xù)攪拌反應(yīng)6.5h，整個(gè)過程的溫度為5°C，所得產(chǎn)物為以丙烯酰胺、羥基丙烯酸為基鏈的高分子螯合劑溶液，其中硫化劑的物質(zhì)的量為三乙烯四胺所有氨基的I倍；
6)把磷酸二氫鹽投入到上述高分子螯合劑溶液中，混合均勻，所得溶液就為高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑，其中，磷酸二氫鹽與高分子螯合劑溶液的質(zhì)量比為0.6:1。
[0037]下面對(duì)實(shí)施例中制備的高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑的效果作進(jìn)一步的檢測，以及對(duì)高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑處理焚燒飛灰方案的優(yōu)化。
[0038]高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑穩(wěn)定飛灰金屬離子效果的檢測 (O國家標(biāo)準(zhǔn)和飛灰樣品
按照國家標(biāo)準(zhǔn)HJ/T 300-2007對(duì)焚燒飛灰進(jìn)行固化、制備浸出液，其中，國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)浸出液中各種重金屬濃度限值和檢測標(biāo)準(zhǔn)作出了如表1的規(guī)定。
[0039]表1焚燒飛灰浸出液污染物濃度限值及國家檢測標(biāo)準(zhǔn)
【權(quán)利要求】
1.一種高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑，其特征在于:其制備方法包括以下步驟: 1)將丙烯酰胺和羥基丙烯酸單體在自由基引發(fā)劑的作用下發(fā)生聚合反應(yīng)，生成分子量為5000~20000的聚羥基丙烯酰胺； 2)在酸性條件下，將上述獲得的聚羥基丙烯酰胺溶液中加入醚化劑進(jìn)行醚化反應(yīng)，使羥基基團(tuán)醚化； 3)往步驟2)的反應(yīng)體系中入有機(jī)胺進(jìn)行胺化反應(yīng)，使聚羥基丙烯酰胺的羥基在醚化后再連接上胺基； 4)在堿性條件下，往步驟3)的反應(yīng)體系中加入擴(kuò)鏈劑，發(fā)生先取代后加成的擴(kuò)鏈反應(yīng)； 5)最后往步驟4)的反應(yīng)體系中加入硫化劑，在堿性條件下發(fā)生硫化劑與氨基的親核加成反應(yīng)，反應(yīng)完全后可獲得高分子螯合劑溶液； 6)把無機(jī)磷酸鹽加入上述高分子螯合劑溶液中，混合均勻，所得溶液即為高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑，其特征在于:其制備方法包括以下步驟: 1)將丙烯酰胺、羥基丙烯酸單體和自由基引發(fā)劑混勻，在不斷攪拌的情況下把該混合液滴加到裝有95~100°C水的反應(yīng)釜中，滴加完后再恒溫?cái)嚢?.5~2.5h，使反應(yīng)完全，獲得分子量為5000~20000的聚羥基丙烯酰胺的水溶液； 2)將上述聚羥基丙烯酰胺溶液溫度控制在45~65°C，調(diào)節(jié)pH值為I~3后，邊攪拌邊滴加醚化劑鹵代環(huán)氧烷進(jìn)行醚化反應(yīng)，滴加完后，恒溫?cái)嚢鐸~3h，使反應(yīng)完全，其中醚化劑的物質(zhì)的量為羥基丙烯酸單體所有羥基的0.5~2倍； 3)往步驟2)的反應(yīng)體系中滴加有機(jī)胺進(jìn)行胺化反應(yīng)，同時(shí)攪拌，滴加完后再攪拌I~3h，使反應(yīng)完全，整個(gè)過程的溫度為30~80°C，其中有機(jī)胺的物質(zhì)的量為醚化劑的I~4倍; 4)往步驟3)的反應(yīng)體系中加入堿，混合均勻形成堿性環(huán)境，在攪拌下加入擴(kuò)鏈劑，加完后繼續(xù)攪拌反應(yīng)I~2h，整個(gè)過程的溫度為30~80°C，其中堿的物質(zhì)的量為有機(jī)胺所有氨基的0.5~1.5倍，擴(kuò)鏈劑的物質(zhì)的量為有機(jī)胺的0.1~0.5倍； 5)往步驟4)的反應(yīng)體系中攪拌滴加硫化劑進(jìn)行親核加成反應(yīng)，加完后繼續(xù)攪拌反應(yīng)5.5~6.5 h，整個(gè)過程的溫度為5~40°C，所得產(chǎn)物為以丙烯酰胺、羥基丙烯酸為基鏈的高分子螯合劑溶液，其中硫化劑的物質(zhì)的量為有機(jī)胺所有氨基的0.5~I倍； 6)把無機(jī)磷酸鹽投入到上述高分子螯合劑溶液中，混合均勻，所得溶液就為高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑，其中，無機(jī)磷酸鹽與高分子螯合劑溶液的質(zhì)量比為(0.3~0.6):1。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑，其特征在于:步驟I)中所述丙烯酰胺和羥基丙烯酸單體的物質(zhì)的量比為1:(5~9)，引發(fā)劑的用量為羥基丙烯酸酯單體與丙烯酰胺總質(zhì)量的0.5~2%，水的用量為羥基丙烯酸酯單體與丙烯酰胺總質(zhì)量的1.5 ~3.5 倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3任意所述的一種高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑，其特征在于:所述的羥基丙烯酸單體選自丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥乙酯中至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~3任意所述的一種高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑，其特征在于:所述的引發(fā)劑選自偶氮二異丁腈、過氧化苯甲酰、叔丁基過氧化物、叔戊基過氧化物中至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑，其特征在于:所述的醚化劑選自環(huán)氧氯丙烷。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑，其特征在于:所述的有機(jī)胺選自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑，其特征在于:所述的擴(kuò)鏈劑選自環(huán)氧氯丙烷、環(huán)氧氯乙烷、環(huán)氧溴丙烷中至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑，其特征在于:所述的硫化劑選自二硫化碳。
10.權(quán)利要求 1~3任意所述的高分子有機(jī)-無機(jī)復(fù)合藥劑在處理焚燒飛灰中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C08F8/34GK103819124SQ201410068459
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】伍海斌 申請(qǐng)人:中山市宏科化工有限公司