[发明专利]一种羟基铁包覆过滤材料、其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种水处理材料，具体地，涉及一种羟基铁包覆过滤材料、其制备方法及其用于去除水中砷、氟、油等污染物的应用。 

背景技术

随着我国工业规模的快速增长，由工业废水、废渣导致的水体污染问题也日益突出。2001~2008年在我国发生的28起重要的水污染事件中，有3起源于水中砷污染，2起源于氟污染。2002年湖南衡阳因工业废水污染导致100多人砷中毒，出现呕吐、手脚麻木、眼膜充血等症状。2007年贵州都柳江因企业违法排污使17人砷中毒，并导致沿河2万多人生活用水困难。2005年河北围场县近20万人氟中毒，2007年宁夏固原又有7万多人氟中毒。

近年来，水体中砷污染事件有增无减。根据中国地质科学院水文环境地质研究所于2011年4月间对云南柴石滩水库、南盘江宜良境内水域砷含量的检测结果，发现砷含量分别达0.215mg/L和0.226mg/L，属于严重污染。2010年9月，在湖南岳阳县的自来水例检中，也发现砷含量超标10倍，污染源于企业高浓度含砷污水的非法排放。 

在我国华东、华北、西北的部分地区，包括河南、河北、天津、安徽、山西、内蒙、甘肃、宁夏、青海、新疆等地区，地下水资源都不同程度地被氟污染，特别是华北地区饮用高氟水绝对人数和比例均居全国首位，其次是华东地区。有统计数据表明，我国至少有5000万人在饮用高氟水，因长期饮用高氟水导致大面积出现氟斑牙、氟骨症等氟病症的省、市、自治区已占全国的一半。

我国是一个水资源严重不足的国家，人均拥有的淡水资源还不到世界平均水平的25%。针对我国工业废水中砷、氟等有害元素给我国水资源造成的日益严重的污染问题，开发一种能高效吸附水中砷、氟等有害杂质的过滤材料，对我国水资源净化、生态环境保护和人民群众的身体健康都具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种集物理过滤和化学吸附于一体的新型过滤材料──羟基铁包覆过滤材料，该过滤材料采用羟基氧化铁活性成分包覆传统陶瓷过滤材料，可实现悬浮态颗粒物过滤与溶解态污染物吸附同步去除的功能，对工业废水和饮用水具有很好的过滤和去除砷、氟等有害杂质的效果。 

为了达到上述目的，本发明提供了一种羟基铁包覆过滤材料，该过滤材料具有核—壳结构，该核是指陶瓷滤料基体，该陶瓷滤料基体是采用陶瓷滤料经造粒、烧结形成的，该陶瓷滤料是指高岭土、石英和白云母的任意一种以上；该壳是指在所述核的表面包覆的羟基氧化铁活性物质包覆层。 

上述的羟基铁包覆过滤材料，其中，所述的陶瓷滤料包含以下按重量百分数计的物质：

SiO₂          68~70%;

Al₂O₃         18~24%;

CaO            1~2%;

K₂O/Na₂O      3~3.8%;

CaMg(CO₃)₂            5%。

上述的羟基铁包覆过滤材料，其中，所述的羟基氧化铁活性物质包含FeO(OH)，该FeO(OH)是氢氧化铁沉淀经煅烧活化处理得到。

上述的羟基铁包覆过滤材料，其中，所述的羟基氧化铁活性物质层还包含：按重量百分数计为18~20%的镁质烧结助剂，该镁质烧结助剂包含白云石、滑石和斜绿泥石的任意一种以上。

上述的羟基铁包覆过滤材料，其中，所述的镁质烧结助剂由按重量百分数计30-50%白云石、30-50%滑石和10-30%斜绿泥石构成；更优选的是按重量百分数计40%白云石、40%滑石和20%斜绿泥石构成的镁质烧结助剂。所述斜绿泥石作为粘结剂。

上述的羟基铁包覆过滤材料，其中，所述的包覆层厚度为0.5~1.0mm。

本发明还提供了一种上述羟基铁包覆过滤材料的制备方法，该方法包含以下具体步骤：

步骤1，制备滤料基体：称取陶瓷滤料，添加按重量百分数计为10~14%水后进行混练，闷料均化后用团球机成形为直径1~3mm的生坯球，干燥后在梭式窑中于1250~1280℃烧结，保温2~4小时后自然冷却；

步骤2，制备羟基氧化铁活性物质：以三氯化铁和氢氧化钠溶液化学沉积得到的氢氧化铁，该氢氧化铁在600~900℃煅烧活化、粘结，得到活化的羟基氧化铁，即羟基氧化铁活性物质；