一种具有垃圾焚烧飞灰重金属稳定性的复合稳定剂的制作方法

1.本发明属于环境保护领域，具体的说，属于危险废物处理技术中涉及对重金属污染废物 的稳定化固化处理领域，尤其涉及生活垃圾焚烧飞灰的稳定化固化处理领域。


背景技术：

2.生活垃圾焚烧飞灰是一种灰白色或深灰色的细小粉末，具有含水率低、一般呈棒状、多 角质状、棉絮状、球状等不规则形状、粒径不均、孔隙率高及比表面积大的特点。飞灰富含 高含量且易浸出的重金属和二噁英，被世界各国列为危险废弃物(中国，代码为hw18)，通 常采用填埋处置。
3.近年来，国内外开展了多种飞灰处置技术的研究，包括固化稳定化、分离萃取、烧结熔 融等热处理以及炭/铁浆等其它方法。但大规模工业化的处置技术主要集中于2种：螯合剂稳 定化后填埋处置和水泥窑协同处置或烧结陶粒资源化利用，但资源化利用存在处理成本高、 大规模推广经济性的问题。螯合剂稳定化后填埋处置应用最为广泛。
4.螯合剂稳定化是利用药剂与飞灰中的有毒物质发生化学反应，将其转变成低溶解性、低 溶出性及低毒性物质的过程。相对于其他稳定化技术，可实现废物无害化的同时，达到废物 少增容或不增容的目的。目前螯合剂分为无机和有机两大类，无机螯合剂主要有磷酸盐类、 硫化物、氧化钙/钠/镁等；有机螯合剂主要有硫脲、乙二胺四乙酸(edta)、二硫代氨基甲酸 盐(dtc类)、巯基化合物、硫代碳酸盐等。
5.有机类螯合剂由于具备投加量少、稳定化程度高、增容量小等优点，得到了普遍的应用。 但有机螯合剂与重金属反应形成“多键聚合物”，而非形成矿物质。有机螯合物在填埋场中随 温度、湿度、ph等环境的多变，会因老化或与异物(如酸雨)反应而分解，导致无法继续键 结重金属阳离子，使重金属阳离子重新浸出而回环境。常见的有机硫系-dtc类化合物亲水 性较强，可与重金属反应生成多键聚合物，可能因遇雨水经过一段时间，甚至短短数个月， 即会分解成二硫化碳(极具毒性)、甲胺(具毒性并易燃性)或其它胺类。这些分解副产品即 使经烹煮过也不分解，可能对人体健康造成突变、致癌以及畸形并会影响神经系统、甲状腺、 和肝脏等，且环境生态上会毒害鱼类。
6.无机药剂如磷酸盐、硫化物等，可通过化学反应，将重金属离子转化成为可长期稳定存 在的键合晶状体，即形成稳定的溶解度极低的矿物结构，使之无害，且无法进入生态系统， 获得好的长期稳定性。例如，磷酸盐可使重金属矿物化，转化为极为稳定的形态，长期稳定 性好；缺点是和重金属的反应性迟缓，添加量大。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于克服现有螯合剂单一使用存在的问题，提供一种添加量少、稳定化效 果好的复合药剂，以达到控制生活垃圾焚烧飞灰稳定化处理成本、满足飞灰处理的安全性要 求。本发明同样适用于被重金属污染的废水、污泥、土壤、工业废渣等的稳定化处理。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
9.一种具有垃圾焚烧飞灰重金属稳定性的复合稳定剂，按照重量百分比的原料：由40％-60％ 的有机螯合剂、25％-40％的无机螯合剂、10％-30％的无机碱性物质复配而成。
10.所述有机螯合剂是二甲基二硫代氨基甲酸盐、二乙基二硫代氨基甲酸盐、哌嗪二硫代氨 基甲酸盐中的一种或几种的混合物。
11.进一步，所述二甲基二硫代氨基甲酸盐为二甲基二硫代氨基甲酸钠、二甲基二硫代氨基 甲酸钾；所述二乙基二硫代氨基甲酸盐为二乙基二硫代氨基甲酸钠、二乙基二硫代氨基甲酸 钾；所述哌嗪二硫代氨基甲酸盐为哌嗪二硫代氨基甲酸钠、哌嗪二硫代氨基甲酸钾。
12.所述无机螯合剂是磷酸盐、铁盐中的一种或几种的混合物。
13.进一步，所述磷酸盐包括磷酸氢钠、磷酸氢钾、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、磷酸氢三钠、 磷酸氢三钾、六酸磷酸钠、六酸磷酸钾中的任何一种。
14.进一步，所述铁盐包括硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁、氯化亚铁中的一种或几种的混合物。
15.所述无机碱性物质是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁或氧化钠、氧化钾、氧 化钙、氧化镁中的任何一种。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
17.本发明得到的复合稳定剂，药剂原料价廉易得、添加量少、无二次污染等。通过不同药 剂匹配、不同活性和选择性互补获得更好的重金属稳定化效果，稳定化产物重金属浸出毒性 仍满足《生活垃圾焚烧飞灰污染控制标准》(gb 16889-2008)的限值要求。与常规药剂相比， 本发明的复合稳定剂螯合能力高出普通市售螯合剂的2-10％，可显著降低飞灰的无害化处理 成本。
18.本发明提供的复合稳定剂不仅适用于生活垃圾焚烧飞灰的稳定化处理，同样适用于被重 金属污染的废水、污泥、土壤、工业废渣等的稳定化处理。
具体实施方式
19.下面结合具体实施案例说明本发明的实施方式和效果。
20.实施方案1：
21.40℃下以130r/min速度搅拌溶解如下组分，二甲基二硫代氨基甲酸钠25％，哌嗪二硫代 氨基甲酸钠15％，磷酸氢钠30％，氢氧化钠30％，搅拌时间1h，即得复合稳定剂。
22.实施方案2：
23.45℃下以140r/min速度搅拌溶解如下组分，二甲基二硫代氨基甲酸钾25％，哌嗪二硫代 氨基甲酸钾15％，磷酸氢钾30％，氢氧化钾30％，搅拌时间1.5h，即得复合稳定剂。
24.实施方案3：
25.50℃下以145r/min速度搅拌溶解如下组分，二乙基二硫代氨基甲酸钠30％，哌嗪二硫代 氨基甲酸钾10％，磷酸氢二钠35％，氧化钠25％，搅拌时间2h，即得复合稳定剂。
26.实施方案4：
27.取某地生活垃圾焚烧飞灰100g，按照《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲液法》hj/t300-2007的方法浸出。取实施方案1制备的复合稳定剂产品1g，加入到生活垃圾焚烧
飞灰100g 中，同样按照hj/t 300-2007的方法浸出。重金属浸出浓度见表1。采用本发明的复合稳定剂 稳定化飞灰后，重金属毒性浸出值满足《生活垃圾焚烧飞灰污染控制标准》(gb 16889-2008) 的限值要求。
28.表1 飞灰重金属浸出浓度
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实施方案5：
[0031]
取某地生活垃圾焚烧飞灰100g，按照《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲液法》hj/t 300-2007的方法浸出。分别取实施方案2制备的复合稳定剂产品1g、二甲基二硫代氨基甲酸 钠1g(固体，市售，含量95％)、磷酸氢二钠1g(固体，市售，含量99％)，加入到生活垃 圾焚烧飞灰100g中，同样按照hj/t 300-2007的方法浸出。重金属浸出浓度见表2。采用本 发明的复合稳定剂稳定化飞灰后，重金属毒性浸出值满足《生活垃圾焚烧飞灰污染控制标准》 (gb 16889-2008)的限值要求，效果明显优于单纯的二甲基二硫代氨基甲酸钠及磷酸氢二钠。
[0032]
表2 飞灰重金属浸出浓度
[0033][0034]
但是，本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不 是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所 保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。