地沟油制备飞灰重金属螯合剂的方法

摘要

本发明公开一种地沟油制备飞灰重金属螯合剂的方法。包括如下步骤：将地沟油依次进行粗过滤、静置分离、精过滤预处理得到地沟油滤液；调节地沟油滤液pH值至11‑12，并在双氧水或臭氧的引发下，加入环氧氯丙烷和乙二胺进行胺化反应，其中环氧氯丙烷的加量为地沟油滤液总量的1wt％‑2wt％，乙二胺的加量为地沟油滤液总量的2wt％‑4wt％；将胺化反应后的混合溶液pH值调节至10‑12，常温下缓慢加入二硫化碳，充分反应后得到螯合剂溶液；其中，二硫化碳的加入量为混合液总量的0.5wt％‑1wt％。本发明提供的地沟油制备飞灰重金属螯合剂的方法，制备得到的金属螯合剂成本低，且飞灰中重金属固化效果好。

说明书

【技术领域】

本发明涉及金属螯合剂技术领域，具体涉及一种地沟油制备飞灰重金属螯合剂的方法。

【背景技术】

地沟油是指餐饮企业等洗刷餐具过程中随水流入下水道中的各种油脂、食品残渣等组成复杂的混合物。这些物质经过不完全生物发酵，形成一种褐色、粘稠、具有恶臭的粥状体。这些物质中富含混合脂肪酸，主要含油酸30-40％，亚油酸30-40％，棕榈酸10-20％等，具有一定的利用价值。

垃圾焚烧过程中产生的飞灰，含有有毒重金属离子使其被列为危险废弃物，必须经过固化处理才能进入生活垃圾填埋场填埋。目前重金属固化方式一般采用螯合剂，螯合剂与重金属离子反应生成不溶于水的化合物，进行固化。

重金属螯合剂能与大多数重金属离子形成稳定的螯合物，从而将重金属离子从废水中分离，或者用于重金属离子的捕获。目前，对含有S原子的重金属离子吸附剂研究较多，原因在于S原子既是配位原子，也可以与重金属离子生成硫化物沉淀。

二硫代氨基甲酸盐简称DTC，对重金属离子的吸附能力强，可以应用于废水中重金属离子吸附，矿物中金属离子收集以及对垃圾焚烧飞灰中重金属离子的固化，作为常用的一类重金属螯合剂。然而，相关技术中，该类螯合剂的成本高，致使单位飞灰处理成本高。

因此，有必要提供一种新的工艺解决上述技术问题。

【发明内容】

本发明的目是克服上述技术问题，提供一种利用地沟油制备飞灰重金属螯合剂的方法，制备得到的重金属螯合剂成本低，且用于飞灰中重金属固化的效果好。

本发明的技术方案是：

一种地沟油制备飞灰重金属螯合剂的方法，包括如下步骤：

步骤S1：将地沟油依次进行粗过滤、静置分离、精过滤预处理得到地沟油滤液；

步骤S2：调节地沟油滤液pH值至11-12，并在双氧水或臭氧的引发下，加入环氧氯丙烷和乙二胺进行胺化反应，其中环氧氯丙烷的加量为地沟油滤液总量的1wt％-2wt％，乙二胺的加量为地沟油滤液总量的2wt％-4wt％；

步骤S3：将胺化反应后的混合溶液pH值调节至10-12，常温下缓慢加入二硫化碳，充分反应后得到螯合剂溶液；其中，二硫化碳的加入量为混合液总量的0.5wt％-1wt％。

优选的，步骤S1包括如下步骤：

将地沟油在常温下进行粗过滤去除主要固体杂质，过滤后杂质用80～95℃热水洗涤过滤，分离过滤物中附着的地沟油；

粗过滤后的地沟油在常温下静置，进行油水分离，并将上层油脂收集待用；

将上层油脂进行加热至50～80℃后进行精过滤，得到地沟油滤液。

优选的，粗过滤工艺中的滤网筛孔直径为20-50目；精过滤工艺中的滤网筛孔直径为100-150目。

优选的，步骤S2中胺化反应在常温搅拌状态下反应24-48小时。

优选的，步骤S3中，反应时间在12小时以上。

优选的，步骤S3中，pH调节剂为NaOH溶液或HCl溶液。

与相关技术相比，本发明提供的地沟油制备飞灰重金属螯合剂的方法，有益效果在于：

一、以地沟油为主要原料，地沟油富含脂肪酸，通过胺化反应，生成不同基团类型的硫代酸类物质，可对不同类型的重金属离子进行吸附；且制备得到的螯合剂属于高分子化合物类物质，单分子物质有多个络合中心，且单位分子量可螯合的重金属离子容量大。

二、所述螯合剂以地沟油为主要原料，制备方法简单，生产成本低；且解决了地沟油的食品安全、环境污染等问题，变废为宝，使制备得到为重金属螯合剂为环保药剂。

【具体实施方式】

下面将通过具体实施方式对本发明作进一步说明。

实施例一

一种地沟油制备飞灰重金属螯合剂的方法，包括如下步骤：

步骤S1：将地沟油依次进行粗过滤、静置分离、精过滤预处理得到地沟油滤液；

具体的，粗过滤步骤为：将地沟油在常温下进行粗过滤去除其中含有的主要固体杂质，过滤网筛孔直径为20-50目，过滤后杂质用80℃热水洗涤过滤，分离过滤物中附着的地沟油；

静置分离步骤为：粗过滤后的地沟油在常温下静置，利用油、水不互溶原理进行油水分层分离，并将上层油脂收集待用；

精过滤步骤为：将上层油脂进行加热至50℃后进行精过滤，得到地沟油滤液；其中过滤网筛孔直径为100-150目。

步骤S2：调节地沟油滤液pH值至11-12，并在双氧水的引发下，加入环氧氯丙烷和乙二胺进行胺化反应，其中环氧氯丙烷的加量为滤液总量的1wt％，乙二胺的加量为滤液总量的2wt％；

其中，胺化反应条件为常温搅拌状态下反应24-48小时；

步骤S3：将胺化反应后的混合溶液pH值调节至10-12，常温下缓慢加入二硫化碳，充分反应12小时后得到重金属螯合剂；其中，二硫化碳的加入量为混合液总量的0.5wt％；

其中，pH调节剂根据混合溶液的酸碱性确定，且选择NaOH溶液作为碱性调节剂，HCl溶液作为酸性调节剂。

实施例二

一种地沟油制备飞灰重金属螯合剂的方法，包括如下步骤：

步骤S1：将地沟油依次进行粗过滤、静置分离、精过滤预处理得到地沟油滤液；

具体的，粗过滤步骤为：将地沟油在常温下进行粗过滤去除其中含有的主要固体杂质，过滤网筛孔直径为20-50目，过滤后杂质用90℃热水洗涤过滤，分离过滤物中附着的地沟油；

静置分离步骤为：粗过滤后的地沟油在常温下静置，利用油、水不互溶原理进行油水分层分离，并将上层油脂收集待用；

精过滤步骤为：将上层油脂进行加热至70℃后进行精过滤，得到地沟油滤液；其中过滤网筛孔直径为100-150目。

步骤S2：调节地沟油滤液pH值至11-12，并在臭氧的引发下，加入环氧氯丙烷和乙二胺进行胺化反应，其中环氧氯丙烷的加量为滤液总量的2wt％，乙二胺的加量为滤液总量的3wt％；

其中，胺化反应条件为常温搅拌状态下反应24-48小时；

步骤S3：将胺化反应后的混合溶液pH值调节至10-12，常温下缓慢加入二硫化碳，充分反应12小时后得到重金属螯合剂；其中，二硫化碳的加入量为混合液总量的0.8wt％。

实施例三

一种地沟油制备飞灰重金属螯合剂的方法，包括如下步骤：

步骤S1：将地沟油依次进行粗过滤、静置分离、精过滤预处理得到地沟油滤液；

具体的，粗过滤步骤为：将地沟油在常温下进行粗过滤去除其中含有的主要固体杂质，过滤网筛孔直径为20-50目，过滤后杂质用95℃热水洗涤过滤，分离过滤物中附着的地沟油；

静置分离步骤为：粗过滤后的地沟油在常温下静置，利用油、水不互溶原理进行油水分层分离，并将上层油脂收集待用；

精过滤步骤为：将上层油脂进行加热至80℃后进行精过滤，得到地沟油滤液；其中过滤网筛孔直径为100-150目。

步骤S2：调节地沟油滤液pH值至11-12，并在双氧水的引发下，加入环氧氯丙烷和乙二胺进行胺化反应，其中环氧氯丙烷的加量为滤液总量的1.5wt％，乙二胺的加量为滤液总量的4wt％；

其中，胺化反应条件为常温搅拌状态下反应24-48小时；

步骤S3：将胺化反应后的混合溶液pH值调节至10-12，常温下缓慢加入二硫化碳，充分反应12小时后得到重金属螯合剂；其中，二硫化碳的加入量为混合液总量的1wt％。

实施例四

一种地沟油制备飞灰重金属螯合剂的方法，包括如下步骤：

步骤S1：将地沟油依次进行粗过滤、静置分离、精过滤预处理得到地沟油滤液；

具体的，粗过滤步骤为：将地沟油在常温下进行粗过滤去除其中含有的主要固体杂质，过滤网筛孔直径为20-50目，过滤后杂质用85℃热水洗涤过滤，分离过滤物中附着的地沟油；

静置分离步骤为：粗过滤后的地沟油在常温下静置，利用油、水不互溶原理进行油水分层分离，并将上层油脂收集待用；

精过滤步骤为：将上层油脂进行加热至60℃后进行精过滤，得到地沟油滤液；其中过滤网筛孔直径为100-150目。

步骤S2：调节地沟油滤液pH值至11-12，并在双氧水的引发下，加入环氧氯丙烷和乙二胺进行胺化反应，其中环氧氯丙烷的加量为滤液总量的1.8wt％，乙二胺的加量为滤液总量的2.5wt％；

其中，胺化反应条件为常温搅拌状态下反应24-48小时；

步骤S3：将胺化反应后的混合溶液pH值调节至10-12，常温下缓慢加入二硫化碳，充分反应12小时后得到重金属螯合剂；其中，二硫化碳的加入量为混合液总量的0.6wt％。

地沟油中富含脂肪酸，主要成分为油酸30-40％，亚油酸30-40％，棕榈酸10-20％。通过上述实施例所述的地沟油制备飞灰重金属螯合剂的方法制备得到的螯合剂为复合型螯合剂，地沟油中复杂的脂肪酸成分经反应后生成不同类型的硫代酸类物质，可对飞灰中不同种类的重金属进行吸附。

将上述实施例所述的地沟油制备飞灰重金属螯合剂的方法制备得到的螯合剂应用于垃圾电厂飞灰重金属固化中，螯合剂的用量为2％-3％即可使飞灰重金属和浸出浓度达到生活垃圾填埋污染控制标准(GB16889-2008)；在同样的应用实施例中，将本发明的方法制备得到的螯合剂固化与水泥固化同时使用时，螯合剂的用量是可当降低至1.5％-2％。

经过本发明螯合剂稳定化固定的飞灰，重金属离子浸出方法采用《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB 16889-2008)中规定的HJ/T 300-2007浸出程序(固体废物浸出毒性浸出方法，醋酸缓冲液法)。

与相关技术相比，本发明提供的地沟油制备飞灰重金属螯合剂的方法，有益效果在于：

一、以地沟油为主要原料，地沟油富含脂肪酸，通过胺化反应，生成不同基团类型的硫代酸类物质，可对不同类型的重金属离子进行吸附；且制备得到的螯合剂属于高分子化合物类物质，单分子物质有多个络合中心，且单位分子量可螯合的重金属离子容量大。

二、所述螯合剂以地沟油为主要原料，制备方法简单，生产成本低；且解决了地沟油的食品安全、环境污染等问题，变废为宝，使制备得到为重金属螯合剂为环保药剂。

以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。