阅读说明：本技术 一种混合型重金属捕捉剂的合成方法 (Synthetic method of mixed heavy metal capture agent ) 是由 王涛 徐亚军 景奇超 于 2019-09-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种混合型重金属捕捉剂的合成方法,包括以下步骤：S1取样：取二硫化碳、苛性碱和有机混合胺待用、S2合成：以二硫化碳过量溶剂法,将二硫化碳、苛性碱和有机混合胺混合反应和S3二硫化碳回收：将步骤S2中合成后过量的二硫化碳,采用先常压、再减压的方式,分步蒸馏回收。本发明,不需要人工多不混合的繁琐步骤,且避免了混合不均匀的缺陷,不需要高温高压,能耗小且工艺简单可靠,几乎对所有的过渡态重金属都具有螯合沉除作用,相较与单一硫代氨基羧酸盐对飞灰中重金属有更好的稳定化效果。(The invention discloses a synthetic method of a mixed heavy metal capture agent, which comprises the following steps: s1 sampling: taking carbon disulfide, caustic alkali and organic mixed amine for standby, and synthesizing by S2: the carbon disulfide, caustic and organic mixed amine mixed reaction and S3 carbon disulfide recovery are carried out in a carbon disulfide excess solvent process: and (4) distilling and recovering the excessive carbon disulfide synthesized in the step S2 step by step in a mode of firstly carrying out normal pressure and then carrying out reduced pressure. The method does not need complicated manual steps without mixing, avoids the defect of uneven mixing, does not need high temperature and high pressure, has small energy consumption and simple and reliable process, almost has chelation and precipitation effects on all transition-state heavy metals, and has better stabilization effect on heavy metals in fly ash compared with single thiocarbamate.)

一种混合型重金属捕捉剂的合成方法

技术领域

本发明涉及有机混合胺合成技术领域，具体为一种混合型重金属捕捉剂的合成方法。

背景技术

城市生活垃圾是一种成分复杂的混合废物，其中含有数量可观的重金属。采用焚烧法处理城市生活垃圾时，大量挥发性元素如铅、镉、锌、汞、铬等重金属因为高温而挥发进入烟气，并最终富集于飞灰中。因此垃圾焚烧飞灰对环境及人体有较大危害，需对飞灰中重金属进行稳定化处置，使其达到填埋标准后进行集中处理。

作为飞灰固化和稳定化技术主要有水泥固化、药剂稳定、沥青固化和树脂固化，药剂稳定化法可以单独使用，具有增容比小、能耗低和工艺简单等优点，因此被广泛使用。硫代氨基羧酸盐分子结构中含有极性基团，与多种重金属具有极强的络合能力，与其他重金属捕收剂相比，具有用量低、反应速度快、生成的螯合物水溶性小等特点具有非常广阔的应用前景。

有研究表明(Hangone G,Bradshaw D,Ekmekci Z.The Journal of the SouthAfrican Institute of Mining and Metallurgy,2005,105：199-206)与用单一捕捉剂相比，不同混合基团捕捉剂具有协同作用，主要归因于充分利用长、短烃链及官能团之间的协同效应提高重金属稳定化性能且混合捕捉剂在飞灰固化物表面吸附特性比单一捕收剂要好。

然而，目前使用常规方法无法合成混合硫代氨基羧酸盐，实际使用中的混合硫代氨基羧酸盐都是将己经制备好的单一硫代氨基羧酸盐通过机械搅拌人为混合，然后使用。但是存在混合不均匀的缺陷，且操作复杂，混合过程中会有污染现场环境的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混合型重金属捕捉剂的合成方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种混合型重金属捕捉剂的合成方法，包括以下步骤：

S1：取样：取二硫化碳、苛性碱和有机混合胺待用；

S2：合成：以二硫化碳过量溶剂法，将二硫化碳、苛性碱和有机混合胺混合反应。

优选的，所述有机混合胺、苛性碱和二硫化碳的摩尔比为1﹕1﹕4～6。

优选的，所述有机混合胺为二甲胺、二乙胺、乙基甲基二胺、二乙胺、丙基乙基二胺和二乙胺中的多种。

优选的，所述有机混合胺占总质量的30％～50％。

优选的，所述苛性碱为粉末状、颗粒状或片状。

优选的，所述苛性碱为氢氧化钠或氢氧化钾。

优选的，所述步骤S2中合成的温度为0℃～40℃，合成的时间为2h～6h。

优选的，还包括以下步骤：S3：二硫化碳回收：将步骤S2中合成后过量的二硫化碳，采用先常压、再减压的方式，分步蒸馏回收。

优选的，所述步骤S3中的常压蒸馏温度为70℃～80℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明一步法合成混合硫代氨基羧酸盐，不需要人工多不混合的繁琐步骤，且避免了混合不均匀的缺陷；

2、本发明一步法合成混合硫代氨基羧酸盐的制备方法不需要高温高压，能耗小且工艺简单可靠；

3、本发明一步法合成混合硫代氨基羧酸盐重金属捕捉剂几乎对所有的过渡态重金属都具有螯合沉除作用，相较与单一硫代氨基羧酸盐对飞灰中重金属有更好的稳定化效果。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种技术方案：

实施例1

一种混合型重金属捕捉剂的合成方法，包括以下步骤：包括以下步骤：

S1：取样：取二硫化碳、苛性碱和有机混合胺待用，有机混合胺、苛性碱和二硫化碳的摩尔比为1﹕1﹕4，有机混合胺为二甲胺、二乙胺和乙基甲基二胺，有机混合胺占总质量的30％，苛性碱为粉末状，方便反应，苛性碱为氢氧化钠；

S2：合成：以二硫化碳过量溶剂法，将二硫化碳、苛性碱和有机混合胺混合反应，温度为0℃℃，时间为2h；

S3：二硫化碳回收：将步骤S2中合成后过量的二硫化碳，采用先常压、再减压的方式，分步蒸馏回收，常压蒸馏温度为70℃。

实施例2

一种混合型重金属捕捉剂的合成方法，包括以下步骤：包括以下步骤：

S1：取样：取二硫化碳、苛性碱和有机混合胺待用，有机混合胺、苛性碱和二硫化碳的摩尔比为1﹕1﹕6，有机混合胺为二甲胺、二乙胺、乙基甲基二胺、二乙胺、丙基乙基二胺和二乙胺，有机混合胺占总质量的50％，苛性碱为片状，方便反应，苛性碱为氢氧化钾；

S2：合成：以二硫化碳过量溶剂法，将二硫化碳、苛性碱和有机混合胺混合反应，温度为40℃，时间为6h；

S3：二硫化碳回收：将步骤S2中合成后过量的二硫化碳，采用先常压、再减压的方式，分步蒸馏回收，常压蒸馏温度为80℃。

实施例3

一种混合型重金属捕捉剂的合成方法，包括以下步骤：包括以下步骤：

S1：取样：取二硫化碳、苛性碱和有机混合胺待用，有机混合胺、苛性碱和二硫化碳的摩尔比为1﹕1﹕5，有机混合胺为二乙胺、乙基甲基二胺、二乙胺和丙基乙基二胺，有机混合胺占总质量的40％，苛性碱为颗粒状，方便反应，苛性碱为氢氧化钠；

S2：合成：以二硫化碳过量溶剂法，将二硫化碳、苛性碱和有机混合胺混合反应，温度为20℃，时间为4h；

S3：二硫化碳回收：将步骤S2中合成后过量的二硫化碳，采用先常压、再减压的方式，分步蒸馏回收，常压蒸馏温度为75℃。

反应方程式为：

R-NH+CS₂+MOH→R-N-CS₂M+H₂O

其中R-NH为有机混合胺，M为Na或K。

试验

将47.5份纯度为99％的二硫化碳和15份纯度为99％的混合有机胺加入反应器中(混合有机胺中二甲胺和二乙胺的物质的量之比为n(二甲胺)﹕n(二乙胺)＝3﹕7)，在搅拌下将该混合物冷却20℃左右，然后分3次，分别为5份、4份和4份片状氢氧化钠(纯度为96％)加到反应器中，每次加完后搅拌10分钟左右，控制碱加料时的温度为15℃～30℃，加完苛性碱后，在20℃搅拌反应2小时，反应结束。将过量二硫化碳溶剂先常压、再减压分步蒸馏回收，得到所需要的二甲基-二乙基混合硫代氨基甲酸钠产物。

应用实验所制备的一种混合型重金属捕捉剂稳定化处理生活垃圾焚烧飞灰中的重金属，试验样品为国内某垃圾焚烧发电厂焚烧炉正常工况稳定运行时采集的飞灰，本试验药剂选取了试验所制备的二甲基-二乙基混合硫代氨基甲酸钠、二甲基硫代氨基甲酸钠、二乙基硫代氨基甲酸钠，在用量2％的情况下考察了飞灰中重金属的螯合效果。

不同药剂稳定化样品分别为A(原灰+2％二甲基-二乙基混合硫代氨基甲酸钠)，B(原灰+2％二甲基硫代氨基甲酸钠)，C(原灰+2％二乙基硫代氨基甲酸钠)。浸出实验按照《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》的规定，试验结果见下表1。

表1为试验制备的混合型重金属捕捉剂对飞灰重金属的稳定化处理效果

注：标准值取自GB 16889-2008；ND表示样品未检出

从表1数据结果可知，本发明制备的一种混合型重金属捕捉剂，在2％用量条件下可以完全满足GB 16889-2008规定的填埋标准，且不同官能团混合型重金属捕捉剂较单一药剂对飞灰中重金属有更好的稳定化效果。