[发明专利]水体除氟材料的制备方法

说明书

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，C_aO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，C_aO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。