[发明专利]天然矿物海水淡化离子交换剂

说明书

技术领域：

本发明涉及海水淡化，具体涉及一种天然矿物海水淡化离子交换剂。

背景技术：

地球上的水量虽然很大，但是97％是海水，淡水仅占3％，而且分布不均匀，有的地方淡水资源极为缺乏，尤其对于一些缺乏饮用水的海岛和内陆干旱地区，淡水已成为人、畜生存的重要问题。调查显示，沿海和内陆的地下苦咸水是我国第二潜在水源，长期饮用这种水，可导致人、畜骨质疏松、牙齿黑斑，严重的还可引发癌症。

随着现代科学技术的快速发展，人们越来越重视海水淡水和地下苦咸水的开发利用。经过不断探索，海水淡化的方法有：蒸馏法、冷冻分离法、反渗透法、电渗析法、压渗法、水合物法和溶剂萃取法等，目前用得最广的是蒸馏法和反渗透法。

蒸馏法是将海水加热使之沸腾蒸发，再把蒸汽冷凝成淡水的过程即为蒸馏法。一次蒸馏后的淡化效果不好，其淡化后的水溶液里仍然含有少量的氯化钠、氯化钾、硫酸钠和碳酸钠等盐类物质，口感较差，需要进行多次蒸馏，消耗较多的能量。蒸馏法有竖管蒸馏、多级闪蒸、多级急骤蒸馏、蒸汽压缩蒸馏和太阳能蒸馏等方法。据有关资料报导：长期喝蒸馏水，结果发现小白鼠生长较慢，体重下降，骨质疏松，肌肉萎缩，脑垂体和肾腺系统功能被破坏。

反渗透法是采用一种膜分离淡化法，强迫海水通过细密的薄膜，在加压条件下，薄膜只让水通过，而将盐类等物质拒绝于薄膜外，反渗透法是将盐分子从海水中分离出来，得到的是纯净水，把水中本来存在的对人体有益的矿物质也滤掉了，纯净水中缺少钙、镁、铁、锶、锌、氟、碘、硒等人体所必需的矿物质和微量元素，长期饮用纯净水会减少有益元素的摄入，不利于人体健康。

发明内容：

本发明的目的是克服现有技术中不足之处，提供一种天然矿物海水淡化离子交换剂。

天然矿物海水淡化离子交换剂由蒙脱石、凹凸棒石、沸石、麦饭石和海泡石组成。天然矿物海水淡化离子交换剂的制备方法是：粉碎浸泡、挤压晾晒、磨粉、包装为成品。

蒙脱石具有较好的离子交换性能，而且交换是可逆的，由于蒙脱石存在类质同像置换而产生负电荷，为了平衡电荷必须吸附环境中的阳离子。

蒙脱石具有很强的吸附能力，其吸附作用包括表面吸附和离子交换吸附，蒙脱石由于层间域的存在，不但具有外表面积，而且还具有内表面积，因此比表面积大，表面能也很高，使其具有较高的表面吸附能力，蒙脱石表面积可达800-900m²/g。同时还具有高度的胶体性、可塑性和粘结力。

蒙脱石吸水性很强，加水膨胀，体积可增加几倍到十几倍，是组成膨润土的主要成分。蒙脱石与海水中的钠和钾离子进行离子交换，在对蒙脱石进行钠化改性的同时，降低了海水中氯化钠、氯化钾、硫酸钠和碳酸钠等盐类物质的含量。

凹凸棒石又称坡缕石或坡缕缟石，是一种具链层状结构的含水富镁硅酸盐粘土矿物，形态呈毛发状或纤维状，通常为毛毯状或土状集合体，由于凹凸棒石独特的晶体结构，使之具有许多特殊的物化及工艺性能，主要物化性能和工艺性能有：阳离子可交换性、吸水性、吸附脱色性、大的比表面积，以及胶质价和膨胀容。

凹凸棒石经钠化改性处理后，可交换阳离子量明显得到进一步提高，有利于提高海水淡化后的内在质量，凹凸棒石还表现出优越的热稳定性和抗盐性。

凹凸棒石并不是依赖其膨胀性来产生粘度，凹凸棒石的粘度可达到3000mPa·s以上，是粘土矿物中特殊的一种性能，不但有利于粘土矿物原料之间的粘结，还能增强对海水中有害物质的吸附净化效果。

沸石是沸石族矿物的总称，是一种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸矿物。由于沸石具有独特的内部结构和结晶化学性质，因而使沸石拥有多种可供工农业利用的特性。

离子交换性是沸石岩重要性质之一，在沸石晶格中的空腔(孔穴)中K、Na、Ca等阳离子和水分子与格架结合得不紧，极易与其周围水溶液里的阳离子发生交换作用，交换后的沸石晶格结构也不被破坏。

沸石具有很大的比表面积，因而能产生较大的扩散力，故可用作出色的吸附剂。沸石与海水进行离子交换，有助于吸附水中汞、铅、砷等重金属及氯化物和残余农药等有害物质，提高海水淡化后的整体质量，

麦饭石是我国传统的矿物药石，含有对人类健康有重要意义的多种微量元素，这些元素具有较好的生物活性、矿化性、溶出性、吸附性、脱色性、离子交换性和众多特殊的物理化学性质。