本发明涉及一种垃圾焚烧飞灰的稳定化药剂、其制备方法及其应用，属于固废处理领域。
背景技术：
随着我国社会经济的发展，城市化进程的加快以及人们物质生活的提高，全国城市生活垃圾年产生量已达1.5亿吨以上，并以每年8％～10％的速率增加。垃圾焚烧发电可以大大缓解城市垃圾填埋场日趋饱和的困境，近年来在我国得到大力发展。垃圾在焚烧过程中，其中所含的重金属由于沸点较低，会进入到烟气中并最终冷凝富集到飞灰之中，飞灰在填埋或二次利用之前如果不进行安全稳定性固化处理，其中所含的重金属会经过雨水或河水溶解，进入自然界水体中，对土地和水源造成污染。为此，我国陆续出台相关法规，规范垃圾焚烧飞灰的安全固化。其中《生活垃圾填埋场污染控制标准》和《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》中对进入垃圾卫生填埋场处理的飞灰、底渣浸出液重金属含量做出了严格规定。
固化技术与稳定化技术是国际上处理有毒有害废物的主要途径之一。固化技术主要有水泥固化、沥青固化等，具有工艺成熟、操作简单、处理成本低等优点，但处理后的废弃物增容比大，造成运输困难并需要占用大量的填埋处置场地，倘若固化体风化破坏后，重金属有再度溶出的危险。稳定化技术主要采用化学药剂来实现，有无机和有机两类稳定化药剂。无机稳定化药剂较为常用，包括硫化物、硅酸盐、石灰等，与固化技术相比，处理后的废弃物增容很小，但在环境ph条件发生改变时，废弃物中的重金属会因淋溶发生浸出现象，不能满足危险废物处理的长期安全性要求。有机稳定化药剂开发应用历史不长，该法发展较快的是螯合剂重金属稳定化药剂，技术关键是螯合剂对重金属离子的固化效果，目前报道的主要有二硫代氨基甲酸盐及其衍生物、有机多聚磷酸及其盐类和壳聚糖衍生物等，可以减缓处置物中重金属因环境ph改变发生浸出的程度，但飞灰中重金属离子的去除效果不太理想，并且存在试剂的生产成本高和原材料来源困难等问题，因此难以大量推广应用。
技术实现要素：
为解决现有技术的不足，提供一种垃圾焚烧飞灰的稳定化药剂、其制备方法及其应用，本申请药剂能与飞灰不同的重金属离子起到很好的螯合作用，生成稳定牢固的络合物质，从而减少重金属的水溶液浸出浓度浓度，达到保护土壤和水资源的目标；制备方法具有反应时间短，去除效果佳，生产工艺简单，成本低，操作方便，环保安全无毒等特点。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种垃圾焚烧飞灰的稳定化药剂，其原料组分包括：烃基硫代氨基甲酸盐、二巯基丙醇、纤维素、磷酸盐和水。
为进一步提高重金属的去除效率，垃圾焚烧飞灰的稳定化药剂中，烃基硫代氨基甲酸盐为20-50重量份，二巯基丙醇为1-20重量份，纤维素为0.1-5重量份，磷酸盐为20-30重量份，水为20-30重量份。进一步优选，烃基硫代氨基甲酸盐、二巯基丙醇、纤维素、磷酸盐和水的质量比为35：10：2：25：28。
为了进一步提高螯合的稳定性和彻底性，烃基硫代氨基甲酸盐中的羟基为甲基、二甲基、乙基或二乙基；烃基硫代氨基甲酸盐为钠盐、钾盐或锌盐。
为更进一步提高重金属的去除效率，纤维素为甲基纤维素、二甲基纤维素或二乙基纤维素中的至少一种；磷酸盐为磷酸二氢钾、磷酸二氢钠或羟基乙叉二膦酸钠中的至少一种。
所述二巯基丙醇，涵盖的名称有2,3-二巯基丙醇；2,3-二氢硫基-1-丙醇；2,3-二巯基-1-丙醇；二巯基丙醇；3-羟基-1,2-丙二硫醇；巴尔；巴尔双硫代甘油等。
所述水，指不影响产品质量的工业生产用水，例如自来水、纯水、回用水等。
上述垃圾焚烧飞灰的稳定化药剂的制备方法，包括顺序相接的如下步骤：
第一步：在反应釜中加入总水量50％的水，在搅拌状态下，将烃基硫代氨基甲酸盐加入反应釜中，加料完毕后继续搅拌30±3分钟，直至完全溶解，得到中间产物溶液a；
第二步：用剩余50％的水，配制二巯基丙醇溶液，得到均匀液体b。
第三步：将第一步制得的中间产物a与第二步制得的均匀液体b在反应釜中混合均匀；
第四步：将甲基纤维素和磷酸盐依次投加到步骤三所得的物料中，混匀，过滤，即得垃圾焚烧飞灰的稳定化药剂。
为了进一步提高所得药剂的药效，第一步的搅拌速度为60-80转/分。
使用时，上述垃圾焚烧飞灰的稳定化药剂的用量为飞灰质量的1-5％。
本发明未提及的技术均参照现有技术。
本发明的垃圾焚烧飞灰稳定化药剂，具有以下优点：适用于不同类型的垃圾焚烧工艺所产生的飞灰处理，使用范围较广，在水溶液的ph值4-14范围内完成有效反应；能与垃圾焚烧飞灰中不同的重金属离子发生螯合反应，生成不溶于水的螯合物沉淀，且反应时间短，去除效率很高；综合处理成本低、操作方便、环保安全无毒；与国内外知名同类产品比较，同等添加量情况下，使用该稳定剂去除效率高，可操作性优良，处理吨灰成本大为降低。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
第一步，在反应釜中加入纯水150kg，在搅拌状态下，转速为70转/分，将生产所需的乙基硫代氨基甲酸钠200kg缓慢加入反应釜中，搅拌30分钟后，完全溶解后，得到中间产物a。
第二步，在溶解槽中，加入150kg水，将200kg二巯基丙醇加入溶解，得到均匀液体b。
第三步，将产物a与b在反应釜中混合均匀。
第四步，在反应釜中，在常温25℃时，依次投加295kg磷酸二氢钾、5kg甲基纤维素，搅拌溶解，经过滤后，得到产品。
实施例2
第一步，在反应釜中加入纯水130kg，在搅拌状态下，转速为80转/分，将生产所需的二甲基硫代氨基甲酸钾300kg缓慢加入反应釜中，搅拌30分钟后，完全溶解后，得到中间产物a。
第二步，在溶解槽中，加入130kg水，将100kg二巯基丙醇加入溶解，得到均匀液体b。
第三步，将产物a与b在反应釜中混合均匀。
第四步，在反应釜中，在常温25℃时，依次投加290kg磷酸二氢钾、50kg二甲基纤维素，搅拌溶解，经过滤后，得到产品。
实施例3
第一步，在反应釜中加入纯水140kg，在搅拌状态下，转速为70转/分，将生产所需的二乙基硫代氨基甲酸钠300kg缓慢加入反应釜中，搅拌30分钟后，完全溶解后，得到中间产物a。
第二步，在溶解槽中，加入140kg水，将100kg二巯基丙醇加入溶解，得到均匀液体b。
第三步，将产物a与b在反应釜中混合均匀。
第四步，在反应釜中，在常温25℃时，依次投加300kg磷酸二氢钠、20kg甲基纤维素，搅拌溶解，经过滤后，得到产品。
实施例4
第一步，在反应釜中加入纯水140kg，在搅拌状态下，转速为70转/分，将生产所需的二乙基硫代氨基甲酸钠350kg缓慢加入反应釜中，搅拌30分钟后，完全溶解后，得到中间产物a。
第二步，在溶解槽中，加入140kg水，将100kg二巯基丙醇加入溶解，得到均匀液体b。
第三步，将产物a与b在反应釜中混合均匀。
第四步，在反应釜中，在常温25℃时，依次投加250kg磷酸二氢钠、20kg甲基纤维素，搅拌溶解，经过滤后，得到产品。
应用测试
供试飞灰来自南京地区垃圾焚烧发电厂飞灰车间，为未进行螯合处理的原灰，原灰中重金属含量及gb16889-2008要求的重金属含量极限值见表1，分别取实施例1-3的螯合剂按2wt％、3wt％的用量进行测试，并与苏州世普瑞重金属稳定化药剂在相同用量下进行测试对比，测试方法参考gb5085.3-2007，测试结果见表1、表2：
表1
表2
上表中nd指没有检测出相关元素。
总结:通过一系列实验及现有国内外垃圾焚烧飞灰稳定化药剂对比,我们可以得出以下结论:本申请稳定化飞灰处理稳定化药剂性能优良，满足相关标准要求；
原灰中重金属含量受到地域、季节、生活习惯、垃圾种类、焚烧控制等因素的影响很大，使用单位应及时收集相关数据，调整投加比例，以达到填埋标准。在实际使用过程中，应依据原灰中重金属含量的高低，稳定化药剂的加入量，可在在1.5-5％范围内进行适当调整。一般平稳运行工况条件下，建议投加比例为2-3％。