CN102145239A - 水净化用沸石滤料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水净化用沸石滤料的制备方法，以天然沸石为原料粉碎后，经过盐酸、硫酸铝钾、氢氧化钠、三氯化铁等多道溶液改性处理，使沸石中用于离子交换除污的阳离子数增加，继而离子交换吸附容量加大，使用寿命延长，净水效果显著提高；可以同时去除水中的氟、砷、氨氮、重金属等污染物质；并且制备工艺简单、稳定，可用于饮用水、城市污水、工业污水和养殖废水的净化，适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于净化水的滤料及其制备方法，具体为可同时去除水中氟、砷、氨氮、重金属等污染物质的沸石滤料的制备方法。
背景技术
水污染的问题越来越严重，河流、湖泊、乃至自来水中或多或少的都含有氟、砷、氨氮、重金属等有害物质，这些物质的存在对人或生物产生毒性、对身体健康产生影响。在这一背景下，各种水处理方法应运而生，而天然沸石以其优异的性能得到广泛应用。
天然沸石在自然界中广泛存在，并且无毒、无味且对环境没有影响。沸石是一种含水的碱金属或碱土金属的硅铝酸盐矿物，因为特殊的四面体结构，使其有较大的比表面积，具备较强的离子交换和吸附能力。但由于天然沸石的内部孔道多含有其他杂质而形成阻塞，所以吸附效果不显著；并且，天然沸石离子交换去除污染物的方法，没有目标性，当水中存有其他离子时，容易与目标污染物竞争吸附点，导致对目标污染物的去除效果降低。所以天然沸石在水处理之前一般会经过改性处理，从而提高其性能。主要的沸石改性手段主要有，高温活化处理、酸碱处理、离子交换处理几种，并且这些手段多组合使用。
虽然水处理中天然沸石改性已经成为共识，但由于沸石中铝氧四面体数量是一定的，从而决定了用于离子交换的阳离子的数量，所以制约了沸石在离子交换去除污染物方面的表现；离子交换的原理是用特定金属离子对沸石进行改性，使沸石对待去除离子具有高选择的交换性能，所以使得一种改性方法只针对一种污染物是有效的，从而降低了沸石的利用率。
发明内容
本发明的目的是提供一种水净化用沸石滤料的制备方法，此方法可使用沸石滤料的吸附容量加大，使用寿命更长；并且可以同时去除水中的氟、砷、氨氮、重金属等污染物质。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种水净化用沸石滤料的制备方法，它的制备步骤为：
（1） 以天然沸石为原料，粉碎至10-50目；
（2） 将物料放入浓度为0.3mol/L的盐酸中浸泡3-7h；
（3） 将酸处理后的物料放入浓度为5mol/L的硫酸铝钾溶液中浸泡8-12h，反应温度为60-80℃；
（4） 将盐处理后的物料放于浓度为0.3mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡3-7h；
（5） 配制浓度为1g/L的三氯化铁溶液，将碱处理后的物料放入浸泡8-12h，反应温度为60-80℃，并不时的搅拌溶液；
（6） 将改性后的沸石取出，用去离子水冲洗干净，110-120℃烘干，250-350℃焙烧3-5h后，得水净化用沸石滤料。
优选步骤（2）中酸处理的时间为5h。
优选步骤（3）中，在硫酸铝钾盐溶液中浸泡的时间为10h，反应温度为70-75℃。
优选步骤（4）中碱处理的时间为5h。
优选步骤（5）中盐处理的时间为10h，反应温度为70-75℃。
优选天然沸石为斜发沸石或丝光沸石。
在天然沸石的改性中用盐酸进行处理的目的是，清除沸石孔穴和孔道内的二氧化硅、硫酸铁和有机物等杂质，使孔穴和孔道得到疏通，从而对重金属元素的吸附性能加强；用硫酸铝钾盐溶液进行处理，主要是希望更多的铝原子取代沸石中四面体硅的数量，从而引入更多的碱金属或碱土金属元素用于离子交换，使离子交换除污染物的效果更显著； 碱处理可以调整沸石的孔道结果 ，比表面积增大，能更好的吸附铝盐及其水解产物，成为铝盐良好的载体，铝离子可置换水中的氨氮、铝离子与氟的配位稳定，可有效吸附去除水中的氨氮、氟元素；沸石结构中的电荷平衡离子钠、钾、钙可以被高电荷积阳离子（铁离子）交换，三价铁离子被交换到沸石的硅氧、铝氧四面体骨架上，其配位数达不到饱和，具有与砷配位的能力，从而吸附去除砷元素。
本发明的有益效果是：经改性后的沸石滤料中，可用于离子交换除污的阳离子数增加，继而离子交换吸附容量加大，使用寿命延长，净水效果显著提高；可以同时去除水中的氟、砷、氨氮、重金属等污染物质；并且制备工艺简单、稳定，可用于饮用水、城市污水、工业污水和养殖废水的净化，适用范围广。
具体实施方式
下面通过优选实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
以天然斜发沸石为原料，粉碎至10-20目；将粉碎后的原料放浓度为0.3mol/L的盐酸中浸泡5h；将经过酸处理沸石物料放入浓度为5mol/L的硫酸铝钾溶液中浸泡10h，反应温度控制在70-75℃；盐处理后的物料进行碱处理，将其置于浓度为0.3mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡5h后；配制浓度为1g/L的三氯化铁溶液，将碱处理后的物料放入、浸泡10h，反应温度为70-75℃，并不时的搅拌溶液，处理后的沸石物料用去离子水冲洗干净，110-120℃烘干，250-350℃焙烧3-5h后，得改性沸石滤料。
Claims (6)
1.一种水净化用沸石滤料的制备方法，其特征在于，其步骤为：
以天然沸石为原料，粉碎至10-50目；
将物料放入浓度为0.3mol/L的盐酸中浸泡3-7h；
将酸处理后的物料放入浓度为5mol/L的硫酸铝钾溶液中浸泡8-12h，反应温度为60-80℃；
将盐处理后的物料放于浓度为0.3mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡3-7h；
配制浓度为1g/L的三氯化铁溶液，将碱处理后的物料放入浸泡8-12h，反应温度为60-80℃，并不时的搅拌溶液；
将改性后的沸石取出，用去离子水冲洗干净，110-120℃烘干，250-350℃焙烧3-5h后，得水净化用沸石滤料。
2.根据权利要求1所述的沸石滤料制备方法，其特征在于，步骤（2）中酸处理的时间为5h。
3.根据权利要求1所述的沸石滤料制备方法，其特征在于， 步骤（3）中，在硫酸铝钾盐溶液中浸泡的时间为10h，反应温度为70-75℃。
4.根据权利要求1所述的沸石滤料制备方法，其特征在于，步骤（4）中碱处理的时间为5h。
5.根据权利要求1所述的沸石滤料制备方法，其特征在于，步骤（5）中盐处理的时间为10h，反应温度为70-75℃。
6.根据权利要求1所述的沸石滤料制备方法，其特征在于，所述天然沸石为斜发沸石或丝光沸石。
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