CN102614849B - 水体除氟材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水体除氟材料的制备方法,将市售贝壳砂用清水清洗干净,小于100℃温度烘干,破碎后过40-120目筛,将过筛的贝壳砂,用质量分数5%柠檬酸溶液按1∶10固液比震荡浸泡24h,将震荡浸泡后的贝壳砂水洗6次,然后于小于100℃温度烘干,然后400℃焙烧0.5h,用0.6mol/L的磷酸溶液以1∶25固液比浸泡0.5h,用氨水将溶液的PH值调整到8,在室温下老化3h,然后水洗,小于100℃烘干既得。用贝壳砂制作制除氟材料,原料相对便宜,制作工艺及条件容易满足,制成材料不仅适用于水体除氟,pH适用范围广,其氟的去除率均大于96.5%,其对氟的最大饱和吸附容量为16.8mg/g。具有饱和吸附量大,除氟能力强等特点。该材料可以再生,再生后对氟的去除效果变化不大。
Description
技术领域
本发明涉及城市供水水质及水体污染的环境治理领域,具体涉及一种利用贝壳砂制备水体除氟材料的方法。
背景技术
我国地下水含氟地区的分布范围很广,因长期饮用含氟量高的水可引起慢性中毒,特别是对牙齿和骨骼产生严重危害。轻者患氟斑牙,表现为牙釉质损坏,牙齿过早脱落等,重者则骨关节疼痛,甚至骨骼变形,出现弯腰驼背等,完全丧失劳动能力。所以高氟水的危害是严重的。我国饮用水标准中规定氟的含量不得超过1mg/L。
现在常用的饮用水除氟方法较多,在生活饮用水方面常用的有吸附和离子交换法:如除氟炭(骨炭)净水组件法;活性氧化铝法;沸石(分子筛)及离子树脂交换法;反渗透和电渗析法。
我国饮用水除氟方法中,应用最多的是吸附过滤法,作为滤料的吸附剂主要有3种,即活性氧化铝、骨炭和改性沸石。传统除氟剂活性氧化铝是白色颗粒状多孔吸附剂,有较大的比表面积,是除氟比较经济有效的方法。活性氧化铝在pH=5~8范围内时,除氟效果较好,而在pH值为5.5时,吸附量最大。活性氧化铝是两性物质,等电点约在9.5,当水的pH值小于9.5时可吸附阴离子,大于9.5时可去除阳离子。因此,在酸性溶液中活性氧化铝为阴离子交换剂,对氟有极大的选择性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种原料便宜,制作工艺简单的清除水体中氟元素材料的制备方法。
本发明的技术方案如下:
一种水体除氟材料的制备方法,将市售贝壳砂(主要成分为碳酸钙,CaO含量大于95%)用清水清洗干净,小于100℃温度烘干,破碎后过40-120目筛,将过筛的贝壳砂,用质量分数5%柠檬酸溶液按1∶10固液比(g/mL)震荡浸泡24h,将震荡浸泡后的贝壳砂水洗6次,然后于小于100℃温度烘干,然后400℃焙烧0.5h,用0.6mol/L的磷酸溶液以1∶25固液比(g/mL)浸泡0.5h,用氨水将溶液的PH值调整到8,在室温下老化3h,然后水洗,小于100℃烘干既得。
用贝壳砂制作制除氟材料,原料相对便宜,制作工艺及条件容易满足,制成材料不仅适用于水体除氟,pH适用范围广(3-10),其氟的去除率均大于96.5%,其对氟的最大饱和吸附容量为16.8mg/g。该材料可以再生,再生后对氟的去除效果影响不大。
具体实施方式
以下结合具体实施例,对本发明进行详细说明。
将市售贝壳砂(主要成分为碳酸钙,CaO含量大于95%)用清水清洗干净,小于100℃温度烘干,破碎后过40-120目筛,将过筛的贝壳砂,用质量分数5%柠檬酸溶液按1∶10固液比(g/mL)震荡浸泡24h,将震荡浸泡后的贝壳砂水洗6次,然后于小于100℃温度烘干,然后400℃焙烧0.5h,用0.6mol/L的磷酸溶液以1∶25固液比(g/mL)浸泡0.5h,用氨水将溶液的PH值调整到8,在室温下老化3h,然后水洗,小于100℃烘干既得。
应用实例:
在氟离子浓度为10mg/L体积为750ml而pH值为2,3,4,5,6,7,8,9,10,11不同的含氟水中,投加1g用前述方法制备的除氟材料,在25℃气浴振荡器上震荡,取上清液测定氟浓度,然后依据氟离子在震荡前后浓度变化计算该材料对氟的去除率。
当含氟水的PH在3-10时,氟的去除率在96.5%以上,当pH值小于3或大于10时,随PH值减小或增大,去除率迅速下降。该材料适合去除pH值在3-10之间的含氟水体。
用贝壳砂制作制除氟材料,原料相对便宜,制作工艺及条件容易满足,制成材料适用于水体除氟,pH适用范围广(3-10),其氟的去除率均大于96.5%,其对氟的最大饱和吸附容量为16.8mg/g。该材料可以再生,再生后对氟的去除效果变化不大。再生方法为:将使用过的吸附剂用质量分数为1%的NaOH溶液浸泡24h,水洗过滤后再用质量分数为0.5%的H2SO4溶液中和,再生吸附剂的活性比可达98%,再生2次后活性比仍能达到82.8%。
应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (1)
1.一种水体除氟材料的制备方法,其特征在于,将贝壳砂用清水清洗干净,小于100℃温度烘干,破碎后过40-120目筛,将过筛的贝壳砂,用质量分数5%柠檬酸溶液按1:10固液比震荡浸泡24h,将震荡浸泡后的贝壳砂水洗,然后于小于100℃温度烘干,然后400℃焙烧0.5h,用0.6mol/L的磷酸溶液以1:25固液比浸泡0.5h,用氨水将溶液的pH值调整到8,在室温下老化3h,然后水洗,小于100℃烘干即得;所述固液比的单位为g/mL。
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