[发明专利]一种氟吸附剂及其制备和应用

说明书

本发明公开了一种氟吸附剂及其制备和应用方法，通过本发明可以制备得到颗粒大、氟吸附容量大且能够循环利用的氟吸附剂；该氟吸附剂可以通过离子交换柱的方式进行动态除氟，也可以采用震荡摇床的方式进行静态除氟，氟解析液可以用作氟化物制备的原料，整个应用过程工艺简单、操作方便、除氟效果好。

技术领域

本发明属于氟离子吸附技术领域，具体涉及一种氟吸附剂。

背景技术

废水中的氟是一种对人类毒害作用较大的物质；我国规定生活饮用水中适宜的氟含量为0.5～1.0mg/L，工业废水中氟的最高允许排放浓度为10mg/L。氟在工业生产中如果浓度超过一定数值也会给生产带来严重影响，例如锌冶炼企业对锌电解液中氟含量都有严格限定，要求氟离子浓度不能高于50mg/L，同样镍电解系统、动力电池湿法提取镍钴锰体系等也有相应的氟含量要求。

目前国内外溶液中氟的去除方法主要有化学沉淀法、混凝沉淀法、离子交换法以及吸附法等。化学沉淀法是利用溶液中的氟与钙盐、镁盐、铝盐等反应生成难溶的含氟化合物，然后过滤分离从而实现氟的去除，该方法操作简单，然而难以做到氟的深度去除。混凝沉降法也是处理含氟废水应用最多的方法之一，该方法的基本原理是在含氟溶液中加入混凝剂，在一定的条件下，形成氢氧化物胶体来吸附除氟；混凝沉降法主要用来进行废水处理，应用于工业生产体系会引入杂质离子，此外该法还会产生大量难以处理的含氟固废。离子交换法会产生大量废水，还会对冶金提取系统造成二次污染。目前，吸附法除氟是深度除氟使用最多的方法，通常是将除氟剂加入到含氟溶液中然后搅拌、过滤分离，从而实现氟的去除，常见的吸附剂主要有活性氧化铝、粉煤灰、活性炭、分子筛、硅酸盐等；这些吸附剂通常只用于近中性废水除氟，且氟的吸附容量都比较小通常只有0.3～30mg/g；此外这些吸附剂通常以粉体形式加入，固液分离困难，另外，其解析难度大、难于循环再生，难于实现真正工业大规模使用。

发明内容

针对现有氟吸附剂存在吸附容量、解析(解吸)能力、循环再生能力、吸附选择性难于兼顾的不足，本发明第一目的在于提供一种全新的氟吸附剂的制备方法，旨在通过所述的制备方法的控制，获得兼顾良好吸附容量、优异解析能力、循环再生能力和离子吸附选择性的氟吸附剂。

本发明第二目的在于，提供所述的制备方法制得的氟吸附剂。

本发明第三目的在于，提供所述的制备方法制得的氟吸附剂在用于氟离子选择性吸附方面的应用。

现有的氟吸附剂主要为超细粉体吸附剂，其虽然具有良好的吸附能力，但也存在难于固液分离、难于解析、难于循环再生、吸附选择性不理想等缺陷，难于真正实现工业上放大使用。针对该技术问题，本发明人早先尝试通过聚合交联手段使颗粒黏连旨在解决吸附剂难于固液分离的问题，然而，研究发现，该手段虽在解决固液分离方面上具有一定程度的效果，但会带来聚合黏连方式所致的吸附位点封闭，吸附容量、吸附选择性以及解析能力仍不理想的技术难点，针对所述的技术难点，本发明人经过进一步研究，开发出以下解决方案：

一种氟吸附剂制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)：将硅源、铝源、碱和水预混得到浆液，将所述的浆液、稀土源置于密闭容器内，并在大于或等于100℃下反应，随后经过固液分离，得到稀土铝硅产物；

步骤(2)：将稀土铝硅产物置于含有氟离子的氟盐溶液中进行氟化处理，获得氟化产物；

步骤(3)：将氟化材料和海藻酸源、交联源混合，进行交联处理，制得交联产物；其中，海藻酸盐相对于氟化产物的重量比为0.5～10％；

步骤(4)：将交联产物置于碱液中进行处理，制得所述的氟吸附剂。