生物螯合剂

生物螯合剂原理

螯合剂又称螯合配体，螯合基团或多齿配体。配体中有两个或两个以上配位原子，且同时与一个中心原子（或离子）形成螯合环。螯合剂的成环作用使螯合物比组成和结构相近的非螯合配位化合物具有更高的稳定性。

目前已发现的螯合剂最多的达十四齿。螯合剂中的配位原子以氧和氮为最常见，其次是硫，还有磷、砷等。由一个简单正离子(称为中心离子)和几个中性分子或离子(称为配位体)结合而成的复杂离子叫配离子(又称络离子)，含有配离子的化合物叫配位化合物。在配合物中中心离子与配位体通过配位键结合。配位键是一种特殊的共价键，通常的共价键是由两个成键原子各出一个电子形成共同电子对的，而在配位键中是由一个原子提供电子对，另一原子提供空轨道形成的。为了区别把共价键用“一”表示，如H·+·H=H：H(H—H)，配位键用“←”表示，箭头指向提供空轨道的原子，如Cu+NH3=CuNH3(Cu←NH3)。如果配位体中只有一个配位原子，则中心离子与配位体之间只能形成一个配位键。而有些配位体分瑚中含有两个以上的配位原子而且这两个原子间相隔着两至三个其他非配位原子时，这个配体就可以与中心离子(或原子)同时形成两个以上的配位键，并形成一个包括两个配位剿五元或六元环的特殊结构，把这种配合物称为螯合物。螯合物比一般配合物更稳定。能形成螯合物的配位体叫整合剂。螯合剂包括无机和有机两类。它们在化学生产过程中有着重要用途。

生物螯合剂是一类高效、安全、经济的生物药剂。生物螯合剂通过其中的—

，—C—O(H)和C—Cl等络合基团与污染物如OH，—COOH，—NH，—C=O，—SO

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重金属Fe，Mn，Cd等，发生配位作用，形成性质稳定的螯合物，将目标污染物从废渣中固定，分离。

我公司研发的生物螯合剂100～110℃时，药剂中的特定官能团与含硫残渣中的元素硫进行螯合，形成含硫螯合物，继而与含硫残渣分离，在常温下对含硫螯合物进行解吸，生成生物药剂和单质硫。

生物螯合剂制备

生物螯合剂的二次回收小试方案

摘要

主要介绍了生物螯合剂的制备过程、生物螯合剂在处理硫渣时药剂与硫渣的投加配比、反应完成后药剂与回收产物的固液分离、反应中的热工分析与能耗的计算以及

前言

研究背景

我国是个硫磺用量大国，硫磺生产小国。硫磺是一种重要的化工产品和基本工业原料。为了节约资源以及提高资源的利用率，重新回收各种湿法冶金渣中的单质硫是有必要的。硫的回收方法有很多，主要为物理法和化学法。物理法回收硫对设备和物料有较高要求，具有一定的局限性；而化学法能处理各种物料，在一定程度上弥补了物理法的不足。化学法除了常用的硫化铵法、二甲苯法、煤油法、四氯乙烯法外，还有硫化钠-二氧化硫法和新型脱硫剂法，比如四氢萘、苯乙烯、和甲苯等；对于不溶性硫磺回收方法的研究也取得一定新的进展。

很多金属都会和硫伴生成硫化矿，比如闪锌矿（ZnS）和方铅矿（PbS）。在冶金生产过程中存在火法和湿法两种工艺，但工业上还是以火法处理硫化矿为主。火法处理时产生的SO2国内通常用来制酸，国内通常会用碱液吸收，需要大型的喷淋塔，这需要高额费用袁也有研究用再生装置来强化吸收，但SO2不会被完全吸收仍有大量的SO2排入大气，污染环境，给人们的生活，健康带来危害并造成资源的浪费。同时在处理低品位、复杂硫化矿时，不能采用火法工艺，

应采用湿法工艺来处理。采用湿法冶金工艺处理的硫化矿，硫以元素硫的形式富集到渣中，这样既不会产生SO2 污染，也可以综合利用硫资源生产一系列产品。

2007年，株冶引进OUTOKUMPU公司常压富氧直接浸出技术的10万吨锌精矿直接浸出工程已投产近三年，每年产出含硫残渣8.906万吨〔7.3万吨（干基），含水量按22%计算，下同〕。随着电锌产能的进一步释放，含硫残渣将会大幅增加。当前，由于株冶含硫残渣大量堆存，而未得到有效治理，已给企业带来沉重的安全环保压力。含硫残渣中不仅有大量的硫资源，还有大量的有价金属。通过对含硫残渣的回收资源化处理，既消除了对环境的污染与安全隐患，又最大程度减小了资源消耗浪费，创造出一定的经济效益，节约了企业成本；同时对调整产品结构，发展适销对路产品，提高企业对市场的应变能力有积极的作用。对带动当地及周边地区相关产业的发展、改善当地的产业结构和弥补化工工业的不足、解决当地劳动力的出路、提高人民生活质量和增加地方财政收入等都有着十分重要的意义，对国家、地方和企业的经济都会做出较大的贡献。

现有技术分析

目前对硫尾渣的处理技术主要是利用硫尾渣中的硫来制成硫产品系列，包括硫磺、硫酸、二氧化硫等，主要有下面的几种技术：

一硫尾渣直接焚硫燃烧制酸

传统的硫磺制酸装置，原料采用固体硫磺，硫磺一般杂质很低，见下表：

因此采用粗硫澄清、精制进入精硫罐，精硫贮罐的精制液体硫磺自流至精硫地下槽，由精硫泵连续送往焚硫炉前端的两只硫磺喷枪，液硫经喷枪雾化后喷入炉内，干空气由前端进气口进入，经旋流装置与雾化后的硫磺充分接触燃烧。炉膛内操作温度控制在1050～1100℃之间。

二硫尾渣提纯后焚硫制酸

本工艺方案是将硫尾渣通过干燥、熔融、过滤提纯后，进行焚硫制酸。其主要想法是将水分在25％左右的硫尾渣通过闪蒸干燥机，利用蒸汽换热对硫尾渣进行加热脱水，要求将水分降低到3％以下。干燥后的硫尾渣输送到溶硫釜。溶硫釜采用压力为8kg/cm2的蒸汽间接加热，控制釜内温度在140～150℃。元素硫在釜内溶化进入液相，其他杂质呈不溶物残留在渣中，硫磺进入精硫地下槽，渣返回。来自精硫贮罐的精制液体硫磺自流至精硫地下槽，由精硫泵连续送往焚硫炉前端的两只硫磺喷枪，液硫经喷枪雾化后喷入炉内，干空气由前端进气口进入，经旋流装置与雾化后的硫磺充分接触燃烧。焚硫炉内设置三道挡板，以强化硫磺与空气的混合和确保停留时间。为防止硫磺燃烧不完全，设有二次风，用于补充氧量和调节炉温，促使反应完全，不致产生升华硫。炉膛内操作温度控制在950℃左右。出焚硫炉的炉气进入火管型废热锅炉，回收热量后降温至420℃，再进入转化器一段触媒层，进转化的SO2炉气浓度控制在10～11%左右。废热锅炉回收热量后产生的3.82MPa、249℃的中压饱和蒸汽用于发电。

三HSJ-biochem药剂生物提取硫磺+高银渣

研究目的及意义

为了积极响应国家十二五计划关于节能减排的要求和政策，遵循持续发展的战略观念，严格执行环境保护法规、安全和工业卫生法规，切实做到“三同时”，控制对环境的污染，建设清洁生产工厂我公司特组织专业科研队伍运用新型生物螯合剂对株冶湿法炼锌工艺所产生的硫渣进行回收利用。一方面降低了企业废渣的排放量，减小了其对环境的危害，另一方面节约了资源，并创造出一定的经济效益，减少了企业成本。并以此研究的技术在新型干法水泥窑生产线进行工程应用示范。其研发过程和成果的收获不但能提高我公司的科技研发能力，更能为湖南的环保事业做贡献，具有积极的推广意义。