[發明專利]麥飯石除錳濾料的制備方法及其用于去除地下水中錳離子的應用

有效

• 申請號: 201410341053.X
• 申請日: 2014-07-17
• 公開（公告）號: CN104056592A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 符瞰;林積泉;鐘同暢;劉賢詞
• 申請（專利權）人: 符瞰
• 主分類號: B01J20/10
• 分類號: B01J20/10;B01J20/30;B01D39/06;C02F1/64;C02F1/28
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技術領域

本發明涉及一種環保化學領域的材料制備方法，尤其涉及一種麥飯石除錳濾料的制備方法及其用于去除地下水中錳離子的應用。

背景技術

地下水是農村地區重要的飲用水水源，但由于地質結構和多方面原因，地下水中錳超標現象較為普遍。飲用錳過量的水會引起疲倦乏力、頭昏頭疼、記憶力減退等身體不適，因此地下水除錳技術一直被關注。目前地下水中去除錳離子的應用方法主要采用接觸催化氧化法和生物氧化法兩大類。其中，接觸催化氧化法除錳是將地下水經曝氣后，通過錳砂對水中錳離子的催化氧化作用將在過濾中去除；該法需要一段時間對錳砂進行培養，在其成熟后才具有較好的除錳效果；生物氧化法除錳技術是借助錳氧化細菌及其胞外聚合物等的催化作用，將可溶的二價錳離子氧化成不溶的四價錳，并同時促進生長錳氧化微生物的過程，但該法也存在“濾料成熟期”，即一段時間對生物濾料的培養。所以以上兩法都存在濾料成熟期長的問題。

2013年3月20日公告的第CN102491478B號中國專利，其揭示了一種地下水除錳工藝方法。2010年4月7日公開的第CN101690860A號中國專利申請，其揭示了一種錳質復合濾料。現有技術常采用高錳酸鉀強氧化石英砂制得除錳濾料，克服濾料存在成熟期的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于：提供一種麥飯石除錳濾料的制備方法，所述麥飯石除錳濾料不需培養再生、更換和等待，過濾后地下水能達到國家飲用水標準錳含量小于0.1mg/L，適用于農村地區地下水凈化。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種麥飯石除錳濾料的制備方法，其包括如下步驟：

(1)將麥飯石粉碎后分別過40目和80目篩，相應去除小于40目及大于80目的顆粒粉末；

(2)配置1mol/L的HCl溶液，以5：1的比例浸泡洗滌麥飯石2小時，浸泡好的麥飯石用去離子水沖洗兩次后，在100℃烘箱中烘干；

(3)取30g處理好的麥飯石和0.2mol/L的MnSO₄溶液300mL置于燒瓶中，再向燒瓶中加0.8mol/L的NaOH溶液100mL，然后在攪拌的同時不斷地滴加1.2mol/L的(NH₄)₂S₂O₈溶液300mL，在室溫下反應12小時；

(4)反應完后靜置1小時，采用網篩把麥飯石顆粒分離出來；浸泡好的麥飯石用去離子水不斷洗滌，直至滴加BaCl₂檢驗無沉淀或渾濁，再置于100℃烘箱中干燥并活化2小時，即得所需麥飯石除錳濾料。

制備的主要反應原理為：Mn²⁺+S₂O₈^2-+4OH-＝MnO₂+2SO₄^2-+2H₂O，經過反應在麥飯石的表面生成一層納米級的δ-MnO₂，可以有效地吸附水中的錳離子，達到去除的效果。

與現有技術相比，本發明有益效果為：(1)本發明采用天然麥飯石作為原料，具有一定的多孔性，比一般石英砂具有更大的比表面大和孔容，有利于濾料對對錳離子的過濾；(2)同時，本發明采用過硫酸銨作為氧化劑，與傳統采用高價錳酸鉀氧化制得二氧化錳的工藝完全不同，且該法負載的納米級二氧化錳更均勻，是一種新型錳濾料；(3)以麥飯石作為載體制得負載納米二氧化錳的改性濾料，可以有效去除地下水中的錳離子，操作簡單，具有較好應用前景。

本發明所要解決的另一技術問題在于：提供上述麥飯石除錳濾料用于去除地下水中錳離子的應用。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種麥飯石除錳濾料用于去除地下水中錳離子的應用，所述麥飯石除錳濾料通過如下制備方法制成，其包括如下步驟：

(1)將麥飯石粉碎后分別過40目和80目篩，相應去除小于40目及大于80目的顆粒粉末；

(2)配置1mol/L的HCl溶液，以5：1的比例浸泡洗滌麥飯石2小時，浸泡好的麥飯石用去離子水沖洗兩次后，在100℃烘箱中烘干；