CN104021833A - 用于去除饮用水中放射性铀的过滤介质、滤芯以及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种去除饮用水放射性铀的过滤介质的制备方法，包括以下步骤：a)将超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、零价铁粉、凹凸棒石粉混合，得到混合物，所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、零价铁粉、凹凸棒石粉的重量比为100～300:50～100:100～200:100～200；b)将步骤a)所得的混合物在模具中压制、烧结、冷却。本发明在上述原料的协同作用下，制备得到的过滤介质对水中铀的去除率高，方法简单，适用于受其污染的饮用水，免除放射性元素铀对人体产生的伤害，成本低，另外由于使用的是滤芯，不是粉体，所以无需后续处理，适合家庭终端饮水处理。经检测该过滤介质对饮用水中铀的去除率在97.6％以上。

Description

用于去除饮用水中放射性铀的过滤介质、滤芯以及制备方法

技术领域

本发明涉及一种去除饮用水中放射性元素铀的过滤介质及其制备方法，由该过滤介质构成的滤芯、净水装置和饮水机。

背景技术

2011年，中国工程院与中国环保部在发布的“中国环境宏观战略研究报告”中指出，全国有近2000个放射源丢失或失控，存在安全隐患。2013年6月国土资源部、中国地质调查局在全国多目标区域地球化学调查项目中也指出，部分成分明显存在放射性异常。同时，2013年8月日本共同社称东京电力公司表示自来水中含有放射性物质。

战争、核试验、核企业排放的放射性废水及冲刷放射性污染物的地面径流，会造成附近水域的放射性污染，具体的说，包括核电站正常运作时期放射性废物的例行排放及发生意外事故的泄漏；核武器设备试验测试；铀的加工和铀矿冶金企业等产生的大量含有放射性铀的废水；矿藏及河川水中放射性铀的超标等；这些高含量的有毒有害物质半衰期长、不容易降解、很多还渗漏到地下水中，随水迁移，对人体和环境造成重大的危害。放射性核素可被生物富集，使某些动物、植物，特别是一些水生生物体内放射性核素的浓度比环境中的增高许多倍。环境中的放射性核素还会通过多种途径进入人体，使人受到放射性伤害，如头痛、头晕、食欲下降、睡眠障碍、出现肿瘤、白血病、遗传障碍等。

1998年，世界卫生组织(WHO)调查发现，海湾战争中美国对伊拉克使用贫铀弹轰炸，贫化铀严重损害人体健康，使区域内白血病患者人数剧增，孕妇流产率比1989年增加3倍，肿瘤发病率增加7倍，肺癌死亡的人增加5倍。2003年美国再次对伊拉克使用含铀的武器，致使伊拉克的死胎、畸形儿和患癌症者越来越多。

铀在地表水源中的限制浓度为0.05mg/L，而我国一些矿区，如有色金属矿、铀矿山的采矿、冶炼、加工等区域，废水排放中铀含量高于一般普通河流一千多倍。还有一些天然的放射性物质也会引发水体污染，导致水库水、地表水和地下水中放射性指标严重超标。

常规的水处理工艺对放射性核素的处理效果不好，不能有效的去除铀；离子交换方法繁琐，置换饱和后的冲洗水难以处理；萃取法和蒸馏法耗能较大且过程繁琐；反渗透法使用麻烦，费水费电，成本高，排放的浓缩液不易处理，易造成二次污染；而沉淀法同样会出现处理难的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明解决的技术问题是提供一种过滤介质及其制备方法，该过滤介质对饮用水中的铀的去除率高，并且方法简单。还提供了由这种过滤介质构成的滤芯、净水装置以及饮水机。

本发明提供了一种去除饮用水放射性铀的过滤介质的制备方法，包括以下步骤：

a)将超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、零价铁粉、凹凸棒石粉混合，得到混合物，所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、零价铁粉、凹凸棒石粉的重量比为100～300:50～100:100～200:100～200；

b)将步骤a)所得的混合物在模具中压制、烧结、冷却。

优选的，还包括麦饭石粉，所述麦饭石粉与所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、零价铁粉、凹凸棒石粉的重量比为100～250:100～300:50～100:100～200:100～200。

优选的，所述麦饭石粉为经过锰改性的麦饭石粉。

优选的，还包括沸石粉。

优选的，所述沸石粉与所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、零价铁粉、凹凸棒石粉的重量比为80～150:100～300:50～100:100～200:100～200。

优选的，还包括水滑石粉。

本发明提供了根据上述权利要求中任一项所述的制备方法得到的用于去除饮用水中放射性铀的过滤介质。

本发明提供了一种滤芯，由上述权利要求所述的过滤介质构成。

本发明提供了一种净水装置，包括上述权利要求所述的过滤介质或者上述权利要求所述的滤芯。

本发明还提供了一种饮水机，包括上述权利要求所述的净水装置。

与现有技术相比，本发明提供了一种去除饮用水放射性铀的过滤介质的制备方法，包括以下步骤：a)将超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、零价铁粉、凹凸棒石粉混合，得到混合物，所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、零价铁粉、凹凸棒石粉的重量比为100～300:50～100:100～200:100～200；b)将步骤a)所得的混合物在模具中压制、烧结、冷却。本发明在上述原料的协同作用下，制备得到的过滤介质对水中铀的去除率高，方法简单，适用于受其污染的饮用水，免除放射性元素铀对人体产生的伤害，使用简便，成本低，另外由于使用的是滤芯，不是粉体，所以无需后续处理，适合家庭终端饮水处理。经检测该过滤介质对饮用水中铀的去除率在97.6％以上。

具体实施方式

一种去除饮用水放射性铀的过滤介质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)将超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、零价铁粉、凹凸棒石粉混合，得到混合物，所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、零价铁粉、凹凸棒石粉的重量比为100～300:50～100:100～200:100～200；b)将步骤a)所得的混合物在模具中压制、烧结、冷却。

本发明首先将超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、零价铁粉、凹凸棒石粉、混合，得到混合物，所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、零价铁粉、凹凸棒石粉的重量比为100～300:50～100:100～200:100～200；优选为130～280:70～90:120～180:120～180；更优选为150～250:75～85:140～160:140～160。

在本发明中，所述超高分子量聚乙烯的重均分子量优选为100万～700万，更优选为200万～600万，最优选为250万～400万。优选的粒径为89μm～104μm。超高分子量聚乙烯可从国内生产厂家得到，如北京东方石油化工有限公司助剂二厂可提供M-I型(分子量为150±50万)、M-II型(分子量为250±50万)、M-III型(分子量为350±50万)、M-IV型(分子量为大于400万)等规格的产品。超高分子量聚乙烯的一个作用是粘结和形成过滤介质骨架的作用，因为超高分子量聚乙烯的分子量大，熔融粘度非常高，熔融以后不能流动，所以利用超高分子量聚乙烯通过压制，烧结得到的过滤介质，容易形成微孔，可以起到吸附水中铀的作用。

在本发明中，活性炭是一种多孔性物质，具有蜂窝状的孔隙结构，较大的比表面积，特异的表面官能团、稳定的物理和化学性能，是优良的吸附剂、催化剂或催化剂载体。根据原料来源的不同活性炭优选分为木质活性炭、矿物质原料活性炭和其他原料制成的活性炭等。其中，所述木质活性炭优选包括椰壳活性炭、杏壳活性炭、木质粉炭；所述矿物质原料活性炭优选包括各种煤和石油及其加工产物为原料制成的活性炭；其他原料制成的活性炭优选包括废橡胶、废塑料制成的活性炭。本发明优选使用以椰壳材质为来源的活性炭，其强度较高、吸附性能好，更优选为以椰壳材质为来源的医用活性炭。在本发明中，所述活性炭的比表面积优选不低于500m²/g，更优选不低于1000m²/g。活性炭可以高效的吸附水中的有机物、尤其是医用活性炭，作为用过国家相关药品监督标准的产品，杂质含量低，表面积更大，吸附效果也更好，并且选用医用活性炭可以保证过滤介质直接用于饮用水的处理。

在本发明中，所述凹凸棒石为单斜晶系，其理想化学式为为Mg₅(H₂0)₄[Si₄O₁₀]₂(OH)₂，化学成分理论值为MgO23.83％、SiO₂56.96％、H₂O19.21％；自然界中的凹凸棒石常有Al³⁺、Fe³⁺等类质同象置换，富含Al³⁺、Fe³⁺变种称为铝凹凸棒石和铁凹凸棒石。如江苏省盱眙县龙王山产的铝凹凸棒石的称为为MgO12.10％、SiO₂58.38％、Al₂O₃9.5％、CaO0.4％、TiO₂0.56％、MnO0.05％、Fe₂O₃+FeO5.26％、Na₂O1.1％、K₂O1.24％。由于凹凸棒石在结构中类似于沸石粉的大通道，因此具有良好的吸附和脱色性能，对分解的有机和硫化氢等都有良好的吸附性能，凹凸棒石粉的吸附性能与矿物中SiO₂的含量有关，含量越高吸附能力越强。

在本发明中，优选对凹凸棒石粉经过酸活化。酸活化的方法优选包括硫酸法、盐酸法、硫酸-盐酸混合法。本发明优选使用盐酸活化改性的凹凸棒石粉，更优选使用申请号为90105849.1的中国发明专利申请公开了一种凹凸棒石粉的酸浸泡活化工艺，包括将小块的体积月0.5～100cm³的凹凸棒石粉粘土原矿，用浓度为1～15wt％的无机酸溶液(如硫酸、盐酸溶液等)浸泡2～100小时，过滤挤压成片，用转筒干燥器在280℃～350℃下活化30～50分钟，粉碎成50μm～100μm的脱色力为250±5的活性凹凸棒石粉。

在本发明中，优选的，凹凸棒石粉经过酸活化处理后的粒径为74μm～104μm，更优选为80μm～100μm。酸活化处理的凹凸棒石粉有更大的比表面积，对于铀外表面吸附、胶体吸附和其孔道内表面吸附等多种吸附方式，吸附能力更强。

在本发明中，零价铁具有一定的比表面积、电负性大、可以把氧化性较强的离子或者化合物还原，在水中污染物的处理中，其可以通过吸附和絮凝作用还原沉淀放射性铀。在本发明中，对零价铁粉的纯度和来源没有特殊限制，可以为市售，纯度优选为大于98％，并且在使用前优选用稀盐酸淋洗，目的是去除介质表面的氧化膜，是没有氧化物和有机膜的零价铁和水中的离子想接触，同时增加比表面积而增强反应性能。

在本发明中，优选还包括麦饭石粉，所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、零价铁粉、凹凸棒石粉、麦饭石粉的重量比为100～300:50～100:100～200:100～200:100～250；优选为130～280:70～90:120～180:120～180:120～200；更优选为150～250:75～85:140～160:140～160：150～180。

在本发明中，麦饭石粉材料来源极其丰富、价廉、吸附性能好且具有良好的矿化性、生物活性、溶出性。本发明的麦饭石粉优选为经过锰改性的麦饭石粉。具体为：利用MnO₂制备最佳改性麦饭石粉的条件为：预处理麦饭石粉与MnSO₄、KMnO₄溶液混合凝胶化40min,使预处理麦饭石粉与生成的MnO₂重量比为5,陈化时间2.0d,洗净烘干后在400℃高温下焙烧1.5h。

在本发明中，通过上述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、零价铁粉、凹凸棒石粉、麦饭石粉的相互配合和相互作用，共同使得对于饮用水中的放射性铀的去除率高，效果好。

在本发明中，优选还包括沸石粉，沸石粉优选为经过镁改性的沸石粉，具体为：将氧化镁在873K下焙烧4h，冷却后将氧化镁粉末与天然沸石粉按一定重量比混合均匀，置于微波炉中辐射20min，冷却后即得到负载氧化镁的改性沸石粉。所述沸石粉优选与所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、零价铁粉、凹凸棒石粉的重量比为80～150:100～300:50～100:100～200:100～200，更优选为100～140:130～280:70～90:120～180:120～180。所述沸石粉和麦饭石粉的重量比优选为80～150:100～250，更优选为100～140：120～200。

在本发明中，所述经过改性的沸石粉和上述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、零价铁粉、凹凸棒石粉的相互配合和相互作用，能显著提高饮用水中的放射性铀的去除率，效果好。并且实验结果表明，沸石粉和麦饭石粉和上述其余物质的相互作用也可以提高饮用水中的放射性铀的去除率。

在本发明中，优选还包括水滑石粉，所述水滑石粉优选与所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、零价铁粉、凹凸棒石粉的重量比为100～150:100～300:50～100:100～200:100～200，更优选为110～140:130～280:70～90:120～180:120～180。所述水滑石粉和沸石粉的重量比优选为100～150:80～150，更优选为100～140:110～140。

水滑石粉类化合物(LDHs)是一类具有层状结构的新型无机功能材料，可以用作催化剂、催化剂载体、在医药上可以用作抗酸药、在功能高分子材料添加剂方面可以用作红外吸收材料、紫外吸收材料和阻隔材料、结构完整性无机分散相、新型杀菌材料、新型阻燃材料、聚氯乙烯稳定剂。水滑石粉本身具有层状结构，层间离子具有可交换性、因此和其余物质配合可以和铀发生交换，从而达到去除的目的；其次，由于水滑石粉的特殊结构决定了水滑石粉本身具有很大的表面积，因此具有一定的吸附能力，又由于水滑石粉板层之间具有阴离子，使其吸附能力进一步增强，因此水滑石粉除了离子交换以外，还可以将铀吸附到其表面，这样一来就增加了水滑石粉的交换容量，最后水滑石粉本身的阴离子可能还会和一定的金属离子发生螯合作用，使其交换容量进一步增强。

因此，在本发明中，通过水滑石粉的离子交换、记忆效应以及吸附和螯合作用和超高分子量聚乙烯的粘结和过滤作用、活性炭和吸附作用、凹凸棒石的吸附和脱色性能以及零价铁粉的吸附和絮凝作用相结合、相互配伍共同作用，使得综合效果远远高于任意一种组分单独处理，同时跟沸石粉和麦饭石粉的相互作用也具有良好的效果，使得对于饮用水中的放射性铀的去除率很高，效果更好。

在本发明中，对于上述原料的来源和纯度没有特殊限制，优选为市售。

本发明对于上述制备方法中步骤a)中所用的几种原料进行了较为详尽的描述，在这几种原料的协同加合作用下，水中的铀可以被充分吸附。

在本发明中，对于上述原料的混合没有任何限制，可以为任何不会显著改变粉体粒径和粒度分布的低剪切混合器或搅拌器，优选可以为钝的叶轮叶片的搅拌器、滚筒式混合器、螺旋式搅拌器等。对于上述混合器和搅拌器的转速要视混合器的类型而定，对此不进行限制，优选为避免扬起粉尘。

将上述原料混合后，将步骤a)所得的混合物在模具中压制、烧结、冷却。

具体为，将混合后的粉体填装入预先设计好的模具中，通过加压将其压实，压力优选不大于2MPa，更优选为0.5～1.5MPa，且与所用模具的材质相适应；模具可以由铝、铸铁、钢或任何适当的能承受相应压力和温度的材料制造。可以在模具内表面涂敷脱模剂，可选用硅氧烷油或任何其他的几乎不会吸附到过滤介质上的市售脱模剂，也可以使用脱模纸。烧结温度为200℃～300℃，烧结时间为120分钟～150分钟，烧结后冷却至40℃～60℃脱模。在此制作过程中，在发明人很多次的试验之后，得出在烧结温度范围在200℃～300℃内制作出的过滤介质，过滤效果更好。

本发明还提供了以下技术方案：一种由上述过滤介质构成的去除饮用水中铀的滤芯。

本发明还提供了以下技术方案：一种净水装置，包括上述的过滤介质或者滤芯。

本发明还提供了一种包括上述净水装置的饮水机。

本发明在上述原料的协同作用下，制备得到的过滤介质对水中铀的去除率高，方法简单，适用于受其污染的饮用水，免除放射性元素铀对人体产生的伤害，使用简便，成本低，另外由于使用的是滤芯，不是粉体，所以无需后续处理，适合家庭终端饮水处理。经检测该过滤介质对饮用水中铀的去除率在97.6％以上。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的去除饮用水放射性铀的过滤介质进行详细描述。

实施例1

(1)称取超高分子量聚乙烯粉100g，所述超高分子量聚乙烯为北京东方石油化工有限公司助剂二厂的M-I型产品，其分子量为150万；

(2)称取医用活性炭粉50g，所述医用活性炭的比表面积为800m²/g；

(3)称取零价铁粉100g；

(4)称取凹凸棒石粉100g，用浓度为8wt％的盐酸浸渍处理10小时，过滤挤压成片，用转筒干燥器在280℃活化35分钟，粉碎成80μm的脱色力为250的活性凹凸棒石粉；

(5)将上述四种粉末放入机械搅拌器中搅拌10分钟混合均匀；

(6)将混合后的粉末装填入管状模具中，在0.7MPa的液压压力下压制，在260℃温度下烧结120分钟；

(7)自然冷却至50℃然后用硅氧烷铀脱模剂脱模，即得滤芯。

制备的滤芯的直径为50mm，长度为200mm。

实施例2

(1)称取超高分子量聚乙烯粉200g，所述超高分子量聚乙烯为北京东方石油化工有限公司助剂二厂的M-III型产品，其分子量为350万；

(2)称取医用活性炭粉75g，所述医用活性炭的比表面积为1500m²/g；

(3)称取零价铁粉140g；

(4)称取凹凸棒石粉140g，用浓度为10wt％的盐酸浸渍处理15小时，过滤挤压成片，用转筒干燥器在300℃活化40分钟，粉碎成70μm的脱色力为250的活性凹凸棒石粉；

(5)将上述四种粉末放入螺旋式搅拌器中搅拌10分钟混合均匀；

(6)将混合后的粉末装填入管状模具中，在0.6MPa的液压压力下压制，在280℃温度下烧结130分钟；

(7)自然冷却至50℃然后用硅氧烷铀脱模剂脱模，即得滤芯。

制备的滤芯的直径为50mm，长度为200mm。

实施例3

(1)称取超高分子量聚乙烯粉300g，所述超高分子量聚乙烯为北京东方石油化工有限公司助剂二厂的M-IV型产品，其分子量为450万；

(2)称取医用活性炭粉100g，所述医用活性炭的比表面积为1200m²/g；

(3)称取零价铁粉200g；

(4)称取凹凸棒石粉200g，用浓度为10wt％的盐酸浸渍处理15小时，过滤挤压成片，用转筒干燥器在300℃活化40分钟，粉碎成100μm的脱色力为250的活性凹凸棒石粉；

(5)将上述四种粉末放入螺旋式搅拌器中搅拌10分钟混合均匀；

(6)将混合后的粉末装填入管状模具中，在0.9MPa的液压压力下压制，在220℃温度下烧结150分钟；

(7)自然冷却至40℃然后用脱膜纸脱模，即得滤芯。

制备的滤芯的直径为50mm，长度为200mm。

实施例4

(1)称取超高分子量聚乙烯粉300g，所述超高分子量聚乙烯为北京东方石油化工有限公司助剂二厂的M-IV型产品，其分子量为450万；

(2)称取医用活性炭粉10g，所述医用活性炭的比表面积为1200m²/g；

(3)称取零价铁粉200g；

(4)称取凹凸棒石粉200g，用浓度为10wt％的盐酸浸渍处理15小时，过滤挤压成片，用转筒干燥器在300℃活化40分钟，粉碎成100μm的脱色力为250的活性凹凸棒石粉；

(5)称取锰改性的麦饭石粉250g；

(6)将上述五种粉末放入螺旋式搅拌器中搅拌10分钟混合均匀；

(7)将混合后的粉末装填入管状模具中，在0.9MPa的液压压力下压制，在220℃温度下烧结150分钟；

(8)自然冷却至50℃然后用脱膜纸脱模，即得滤芯。

制备的滤芯的直径为50mm，长度为200mm。

实施例5

(1)称取超高分子量聚乙烯粉300g，所述超高分子量聚乙烯为北京东方石油化工有限公司助剂二厂的M-IV型产品，其分子量为450万；

(2)称取医用活性炭粉10g，所述医用活性炭的比表面积为1200m²/g；

(3)称取零价铁粉200g；

(4)称取凹凸棒石粉200g，用浓度为10wt％的盐酸浸渍处理15小时，过滤挤压成片，用转筒干燥器在300℃活化40分钟，粉碎成100μm的脱色力为250的活性凹凸棒石粉；

(5)称取水滑石粉130g；

(6)将上述五种粉末放入螺旋式搅拌器中搅拌10分钟混合均匀；

(7)将混合后的粉末装填入管状模具中，在0.9MPa的液压压力下压制，在220℃温度下烧结150分钟；

(8)自然冷却至50℃然后用脱膜纸脱模，即得滤芯。

制备的滤芯的直径为50mm，长度为200mm。

实施例6

(1)称取超高分子量聚乙烯粉300g，所述超高分子量聚乙烯为北京东方石油化工有限公司助剂二厂的M-IV型产品，其分子量为450万；

(2)称取医用活性炭粉10g，所述医用活性炭的比表面积为1200m²/g；

(3)称取零价铁粉200g；

(4)称取凹凸棒石粉200g，用浓度为10wt％的盐酸浸渍处理15小时，过滤挤压成片，用转筒干燥器在300℃活化40分钟，粉碎成100μm的脱色力为250的活性凹凸棒石粉；

(5)称取镁改性的沸石粉100g；

(6)将上述五种粉末放入螺旋式搅拌器中搅拌10分钟混合均匀；

(7)将混合后的粉末装填入管状模具中，在0.9MPa的液压压力下压制，在220℃温度下烧结150分钟；

(8)自然冷却至50℃然后用脱膜纸脱模，即得滤芯。

制备的滤芯的直径为50mm，长度为200mm。

实施例7

(1)称取超高分子量聚乙烯粉300g，所述超高分子量聚乙烯为北京东方石油化工有限公司助剂二厂的M-IV型产品，其分子量为450万；

(2)称取医用活性炭粉10g，所述医用活性炭的比表面积为1200m²/g；

(3)称取零价铁粉200g；

(4)称取凹凸棒石粉200g，用浓度为10wt％的盐酸浸渍处理15小时，过滤挤压成片，用转筒干燥器在300℃活化40分钟，粉碎成100μm的脱色力为250的活性凹凸棒石粉；

(5)称取锰改性的麦饭石粉250g；

(6)称取镁改性的沸石粉100g；

(7)将上述六种粉末放入螺旋式搅拌器中搅拌10分钟混合均匀；

(8)将混合后的粉末装填入管状模具中，在0.9MPa的液压压力下压制，在220℃温度下烧结150分钟；

(9)自然冷却至50℃然后用脱膜纸脱模，即得滤芯。

制备的滤芯的直径为50mm，长度为200mm。

实施例8

(1)称取超高分子量聚乙烯粉300g，所述超高分子量聚乙烯为北京东方石油化工有限公司助剂二厂的M-IV型产品，其分子量为450万；

(2)称取医用活性炭粉10g，所述医用活性炭的比表面积为1200m²/g；

(3)称取零价铁粉200g；

(4)称取凹凸棒石粉200g，用浓度为10wt％的盐酸浸渍处理15小时，过滤挤压成片，用转筒干燥器在300℃活化40分钟，粉碎成100μm的脱色力为250的活性凹凸棒石粉；

(5)称取锰改性的麦饭石粉250g；

(6)称取水滑石粉130g；

(7)将上述六种粉末放入螺旋式搅拌器中搅拌10分钟混合均匀；

(8)将混合后的粉末装填入管状模具中，在0.9MPa的液压压力下压制，在220℃温度下烧结150分钟；

(9)自然冷却至50℃然后用脱膜纸脱模，即得滤芯。

制备的滤芯的直径为50mm，长度为200mm。

实施例9

(1)称取超高分子量聚乙烯粉300g，所述超高分子量聚乙烯为北京东方石油化工有限公司助剂二厂的M-IV型产品，其分子量为450万；

(2)称取医用活性炭粉10g，所述医用活性炭的比表面积为1200m²/g；

(3)称取零价铁粉200g；

(4)称取凹凸棒石粉200g，用浓度为10wt％的盐酸浸渍处理15小时，过滤挤压成片，用转筒干燥器在300℃活化40分钟，粉碎成100μm的脱色力为250的活性凹凸棒石粉；

(5)称取镁改性的沸石粉100g；

(6)称取水滑石粉130g；

(7)将上述六种粉末放入螺旋式搅拌器中搅拌10分钟混合均匀；

(8)将混合后的粉末装填入管状模具中，在0.9MPa的液压压力下压制，在220℃温度下烧结150分钟；

(9)自然冷却至50℃然后用脱膜纸脱模，即得滤芯。

制备的滤芯的直径为50mm，长度为200mm。

实施例10

(1)称取超高分子量聚乙烯粉300g，所述超高分子量聚乙烯为北京东方石油化工有限公司助剂二厂的M-IV型产品，其分子量为450万；

(2)称取医用活性炭粉10g，所述医用活性炭的比表面积为1200m²/g；

(3)称取零价铁粉200g；

(4)称取凹凸棒石粉200g，用浓度为10wt％的盐酸浸渍处理15小时，过滤挤压成片，用转筒干燥器在300℃活化40分钟，粉碎成100μm的脱色力为250的活性凹凸棒石粉；

(5)称取锰改性的麦饭石粉250g；

(6)称取镁改性的沸石粉100g；

(7)称取水滑石粉130g；

(8)将上述七种粉末放入螺旋式搅拌器中搅拌10分钟混合均匀；

(9)将混合后的粉末装填入管状模具中，在0.9MPa的液压压力下压制，在220℃温度下烧结150分钟；

(10)自然冷却至50℃然后用脱膜纸脱模，即得滤芯。

制备的滤芯的直径为50mm，长度为200mm。

比较例1

(1)称取超高分子量聚乙烯粉100g，所述超高分子量聚乙烯为北京东方石油化工有限公司助剂二厂的M-I型产品，其分子量为150万；

(2)称取医用活性炭粉50g，所述医用活性炭的比表面积为800m²/g；

(3)称取零价铁粉100g；

(4)将上述三种粉末放入机械搅拌器中搅拌10分钟混合均匀；

(5)将混合后的粉末装填入管状模具中，在0.7MPa的液压压力下压制，在260℃温度下烧结120分钟；

(6)自然冷却至50℃然后用硅氧烷铀脱模剂脱模，即得滤芯。

制备的滤芯的直径为50mm，长度为200mm。

比较例2

(1)称取超高分子量聚乙烯粉100g，所述超高分子量聚乙烯为北京东方石油化工有限公司助剂二厂的M-I型产品，其分子量为150万；

(2)称取医用活性炭粉50g，所述医用活性炭的比表面积为800m²/g；

(3)称取凹凸棒石粉100g，用浓度为8wt％的盐酸浸渍处理10小时，过滤挤压成片，用转筒干燥器在280℃活化35分钟，粉碎成80μm的脱色力为250的活性凹凸棒石粉；

(4)将上述三种粉末放入机械搅拌器中搅拌10分钟混合均匀；

(5)将混合后的粉末装填入管状模具中，在0.7MPa的液压压力下压制，在260℃温度下烧结120分钟；

(6)自然冷却至50℃然后用硅氧烷铀脱模剂脱模，即得滤芯。

制备的滤芯的直径为50mm，长度为200mm。

比较例3

(1)称取超高分子量聚乙烯粉100g，所述超高分子量聚乙烯为北京东方石油化工有限公司助剂二厂的M-I型产品，其分子量为150万；

(2)称取医用活性炭粉50g，所述医用活性炭的比表面积为800m²/g；

(3)将上述两种粉末放入机械搅拌器中搅拌10分钟混合均匀；

(4)将混合后的粉末装填入管状模具中，在0.7MPa的液压压力下压制，在260℃温度下烧结120分钟；

(5)自然冷却至50℃然后用硅氧烷铀脱模剂脱模，即得滤芯。

制备的滤芯的直径为50mm，长度为200mm。

实施例11

取实施例1～10以及比较例1～3所得的滤芯，内衬两层无纺布，外包两层无纺布，再在外层裹上聚丙烯多孔网，滤芯两端粘接上连接端盖，放置于不锈钢或塑料壳体内，用于处理饮用水，经检测，该结构滤芯对饮用水中的铀的去除效果好。如表1所示，为采用实施1～10以及比较例1～3提供的滤芯对饮用水处理前后的铀的含量。

表1使用滤芯处理前后水中的铀含量，单位：μg/L

从表1可以看出，利用本发明的滤芯去除水中的铀取得了很好的效果，去除率在97.6％以上，该滤芯非常适合家庭终端饮用水处理的需要。

以上对本发明所提供的用于去除饮用水中铀的过滤介质及其制备方法以及由该过滤介质构成的滤芯进行了详细介绍。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种去除饮用水放射性铀的过滤介质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)将超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、零价铁粉、凹凸棒石粉混合，得到混合物，所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、零价铁粉、凹凸棒石粉的重量比为100～300:50～100:100～200:100～200；

b)将步骤a)所得的混合物在模具中压制、烧结、冷却。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括麦饭石粉，所述麦饭石粉与所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、零价铁粉、凹凸棒石粉的重量比为100～250:100～300:50～100:100～200:100～200。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述麦饭石粉为经过锰改性的麦饭石粉。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括沸石粉。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述沸石粉与所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、零价铁粉、凹凸棒石粉的重量比为80～150:100～300:50～100:100～200:100～200。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括水滑石粉。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的制备方法得到的用于去除饮用水中放射性铀的过滤介质。

8.一种滤芯，其特征在于，由权利要求7所述的过滤介质构成。

9.一种净水装置，其特征在于，包括权利要求7所述的过滤介质或者权利要求8所述的滤芯。

10.一种饮水机，其特征在于，包括权利要求9所述的净水装置。