生活垃圾焚烧飞灰中含有大量重金属,处理不当将会造成二次污染危害环境与人类健康。药剂稳定化处理因其工艺简单、能耗低、增容量小而备受关注。二硫代氨基甲酸盐类(DTCs)螯合剂与重金属有较强的配位能力,在飞灰稳定化处理方面存在较大优势。实际应用较多的是福美钠(SDD),但螯合效果不稳定,螯合产物中重金属重新溶出甚至超标的问题亟待解决。考虑由于其分子量小导致重金属易迁移,因此,合成出螯合效果更好且螯合产物稳定性更强的大分子重金属螯合剂成为研究关键。本文以分子量10000的聚乙烯亚胺(PEI)为原料,在碱性条件下与CS2反应,通过单因素实验和响应面分析法对合成条件(反应时间、反应温度、CS2滴加速度、CS2滴加温度、NaOH:PEI摩尔比、CS2:PEI摩尔比)进行系统的筛选与优化,合成出最佳条件大分子螯合剂DTC。对比SDD与DTC对重金属(飞灰中易浸出超标的Cd、Pb、Zn)的去除能力,进一步阐述DTC的螯合性能。利用螯合剂对飞灰进行稳定化处理,研究了加药量、体系含水率、搅拌时间等因素对飞灰重金属(Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Ni)浸出的影响。并模拟填埋场环境(紫外线照射、接触空气、35℃、酸浸提剂)对飞灰螯合产物稳定性进行探究。通过重金属形态分级研究和螯合前后飞灰的XRD、SEM表征分析飞灰稳定化处置机理。结果表明,DTC最佳合成条件为反应时间10 h、反应温度70℃、NaOH:PEI为1.78(摩尔比)、CS2:PEI为0.8(摩尔比),DTC分子量在20000以上。相同加药量下,DTC对重金属的去除率较SDD更高,且能够在较宽pH(3-12)范围内去除重金属。在飞灰处理上,最适螯合条件为加药量3%、体系含水率30%、搅拌时间不低于2 min。飞灰螯合产物在不同模拟环境下,28天内只有Zn和Cr有浸出,紫外线照射及接触空气不利于Zn的稳定,较高的放置温度不利于Cr的稳定,但两者浸出浓度均满足GB16889-2008标准,且DTC处理灰中重金属浸出浓度更低。pH为2.0-2.7浸提剂下,DTC处理灰中Zn的浸出浓度比原灰降低50%-60%,而SDD处理灰中Zn浸出浓度反而高;Cr在pH 2.0-2.2浸提剂下有少量浸出且螯合处理对其没有明显作用。根据重金属形态转化机理研究发现,SDD处理后,Zn的稳定形态(可氧化态、残渣态)占比较原灰降低11.2%,从而更容易被浸出;Cr主要以残渣态为主,且螯合前后Cr形态变化不大。DTC处理后6种重金属不稳定形态减少,稳定态增加,且稳定态含量相比SDD更高。因此DTC稳定重金属能力更强。相比商业产品福美钠,本研究合成的DTC有着重金属螯合能力更强,螯合产物更稳定等优点,在飞灰稳定化处理上具有良好的应用前景和市场价值。