[發明專利]除氟吸附材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201210266877.6
• 申請日: 2012-07-31
• 公開（公告）號: CN102744031A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 曾銳;李東紅;丘鴻斌
• 申請（專利權）人: 曾銳;李東紅;丘鴻斌
• 主分類號: B01J20/04
• 分類號: B01J20/04;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/14
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(一)技術領域

本發明涉及一種除氟吸附材料及其制備方法，屬于水處理技術領域。

(二)背景技術

氟是一種人體必需的微量元素，人體從外界攝入的氟不足或過多，都會對人體造成不利影響。氟的安全閾值比較特殊，缺氟易患齲齒病，而攝入氟過多則會導致氟斑牙和氟骨癥。飲用水是人體對氟攝入的主要途徑，我國生活飲用水衛生標準規定，飲用水中氟含量不得超過1.0mg/L。

我國是氟危害較為嚴重的國家，大約有7000余萬人受飲用水氟中毒影響。另一方面，含氟礦石的開采冶煉和其它工業活動的廢水中常常含有高濃度的氟，也可能污染水體，從而對人體造成危害。在這些地區，水中氟離子的有效去除仍然是是環境保護和人類健康的重要課題。

目前常用的除氟方法主要有混凝沉淀法、吸附法、離子交換法和膜法。吸附是目前飲用水處理中應用較廣的方法?；钚匝趸X是常用的吸附劑，但是普遍存在著吸附容量不高，受pH值影響大和再生效率低的缺點，并且上述材料制備復雜，價格昂貴，難以大規模推廣，這些都大大限制了吸附法的應用。

(三)發明內容

本發明要解決的是現有的除氟吸附劑吸附容量不高，制備成本較高的問題。

本發明提供了一種廉價高效除氟吸附材料，以價格低廉的碳酸鈣為原料，經適當活化后成為磷酸鈣類顆粒狀吸附劑。

所述吸附材料主要成分為碳酸鈣和磷酸鈣，所述吸附材料為粒徑4-100目的顆粒狀物質，磷含量為0.01-10％。

所述吸附材料外觀為白色。

本發明還提供了一種上述復合除氟吸附材料的制備方法，包括：

(1)以碳酸鈣為原料，加入磷酸清洗或浸泡；

(2)棄去懸浮液，用氫氧化鈉溶液浸泡一定時間；

(3)棄去懸浮液，用水沖洗吸附劑，干燥后得到所述除氟吸附材料。

所述碳酸鈣原料包括粉末狀或顆粒狀。

所述磷酸的質量分數最高為85％，浸泡時間最長為5天。

所述氫氧化鈉溶液的濃度最高為20％，浸泡時間最長為5天。

所述方法還包括，在磷酸和氫氧化鈉浸泡期間進行適當攪拌。

所述沖洗用水包括自來水、去離子水或純水。

所述干燥方法包括自然晾干或加熱烘干。

通過本發明上述制備方法所得的廉價吸附劑吸附容量大，吸附效果穩定，原料來源廣闊，制備簡單，且吸附劑粒徑和磷含量可以針對不同的處理要求進行調節。實際運行表明，使用60目的顆粒狀吸附劑，對于5mg/L的含氟地下水(pH＝7.58)，吸附容量為1.1mg/g，是氧化鋁的3倍，而成本為氧化鋁的一半左右。并且直接采用顆粒狀原料生產，所得產品也為一定粒徑的顆粒，便于固液分離，可以直接在水處理工藝中應用。

進一步地，本發明所涉及的吸附劑避免了氧化鋁使用中鋁離子超標的問題。

(四)具體實施方式

制備方法實施例1：

一種廉價高效除氟吸附材料，其制備方法為：

(1)以粉末碳酸鈣為原料，用1％磷酸清洗2-3次；

(2)棄去懸浮液，用0.5％氫氧化鈉溶液浸泡一定時間；

(3)棄去懸浮液，用自來水沖洗吸附劑，加熱烘干后得到所述除氟吸附材料。

制備方法實施例2：

一種廉價高效除氟吸附材料，其制備方法為：

(1)選取20目碳酸鈣。加入5％磷酸浸泡2天；。

(2)棄去懸浮液，用2％氫氧化鈉溶液繼續浸泡2天；；

(3)倒去懸浮液，用去離子水沖洗4-5次，自然晾干之后得到所述除氟吸附材料。

制備方法實施例3：

一種廉價高效除氟吸附材料，其制備方法為：

(1)選取20目碳酸鈣，加入10％磷酸浸泡1天；。

(2)棄去懸浮液，用20％氫氧化鈉溶液繼續浸泡1天；

(3)倒去懸浮液，用去離子水沖洗4-5次，自然晾干之后得到所述除氟吸附材料。

制備方法實施例4：

一種廉價高效除氟吸附材料，其制備方法為：

(1)選取60目碳酸鈣，加入5％磷酸浸泡2天；

(2)棄去懸浮液，用5％氫氧化鈉溶液繼續浸泡2天；

(3)倒去懸浮液，用自來水沖洗4-5次，干燥之后得到所述除氟吸附材料。

本發明所涉及的吸附劑是以廉價易得的碳酸鈣為原料制得的吸附劑，是一種粒徑為4-100目的顆粒狀物質，其外表為白色。

本發明的吸附劑磷含量在0-10％之間。該吸附劑吸附容量大，且粒徑和吸附性能可以適當調節。實際運行表明，對于5mg/L的含氟地下水(pH＝7.58)，吸附容量為1.1mg/g，是同樣條件下氧化鋁吸附量的3倍，而成本僅為氧化鋁的一半左右。本發明所涉及的吸附劑在使用中不會出現鋁離子超標的問題，且吸附劑的性能參數可以針對不同的處理要求進行調節。