[发明专利]食品级碱式碳酸镁去除矿泉水中氟离子的方法

说明书

技术领域

本发明属于用食品级碱式碳酸镁去除矿泉水中氟离子的方法。

背景技术

矿泉水中都含有多种对人体健康有益的微量元素，同时也会含有一些对人体健康有害的微量元素。饮用水中的氟是一把双刃剑，氟离子浓度在0.5～1.0mg/L之间时，可有效防止龋齿，但若长期饮用氟离子浓度超过2mg/L的水，将会罹患氟斑牙和氟骨症等全身性慢性疾病，甚至对人脑神经有损害。世界卫生组织(WHO)建议饮用水中氟离子的含量不能超过1.5mg/L，中华人民共和国国家标准(GB8537-2008)对饮用天然矿泉水中的氟离子限定值为1.5mg/L，对生活饮用水的卫生标准(GB5749-2006)则有更严格规定，氟离子的含量不能超过1.0mg/L。但是，在不少具有开采价值的矿泉水中，氟的含量达不到这一要求。

虽然去除饮用水中氟的办法较多，但大多不适用于矿泉水的情况。因为从矿泉水中去除氟，既要使氟含量降至国家标准的规定值以下，又要使处理后的矿泉水pH值基本不变，有益元素的损失较小和不引入对人体有害的物质。例如，利用铝盐或铁盐的絮凝作用除氟，是比较常用而有效的方法，但是这种方法不仅会明显改变水的pH值和引入大量硫酸根，还会将水中的大量有益元素一同除去。也有人采用天然沸石或经改性的天然沸石作为吸附剂，通过吸附作用除去饮用水中的氟，但由于不同产地的天然沸石品质差异很大，降氟性能不稳定，天然沸石或经改性的天然沸石中的有害元素种类及其溶出量也不易控制，同时还存在使用成本较高的问题，所以这种方法不是矿泉水生产的理想除氟方法。最近关于用活性氧化镁(MgO)去除水中氟的研究报道较多，有人还进行了镁残留的动物生理毒性和细胞遗传毒性试验，他们的研究结果显示：该除氟剂有良好的降氟效果，经过处理后的水中镁残留不但不影响人体健康，还对氟的毒性具有拮抗作用。在中国专利申请“一种饮用水镁质除氟剂的制备方法”(申请号200910074805.X)中，公开了一种镁质除氟剂，试用于生活饮用水降氟效果明显，但是该文件没有提供用这种除氟剂处理后的水中pH值的变化和有益元素的损失情况；从其制备工艺条件和产品检验报告分析，该除氟剂的有效成分是氧化镁(MgO)。而我们的实验表明，用氧化镁处理过的水呈明显弱碱性，pH≈10，口感较差，如果将其用于矿泉水的除氟，还会导致矿泉水中的B、Si、Sr等有益元素的严重损失，从而影响了矿泉水的品质。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种不仅能有效降低矿泉水中氟离子含量、还能保留矿泉水中重要营养元素、pH值近于中性、Mg残留合格的用食品级碱式碳酸镁去除矿泉水中氟离子的方法。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

在不断搅拌下，将食品级碱式碳酸镁粉末与氟含量高于国家标准的矿泉水，按质量比为1∶62～1∶125的比例混合均匀，保持矿泉水温度在20～60℃范围内，连续搅拌2～8小时，静置2～24小时后，过滤除去水中的不溶物，即可得到pH＝7.5、氟含量符合国家标准、有益元素得到有效保留、Mg残留低于世界卫生组织(WHO)建议值150mg/L的饮用矿泉水。

使用本发明的技术，用食品级碱式碳酸镁作为除氟剂去除矿泉水中氟离子，使矿泉水中氟离子(F^-)降低到矿泉水的国家标准GB8537-2008限定值以下，同时保持矿泉水中重要营养元素如偏硅酸、偏硼酸、锂离子和锶离子等不损失或少损失，处理后的矿泉水pH值为7.5，Mg残留低于世界卫生组织(WHO)对饮水中镁含量的建议值150mg/L。

具体实施方式

实施例1

取待处理矿泉水1升，保持水温20℃，在不断搅拌下加入16克食品级碱式碳酸镁粉末，继续搅拌2小时后，静置8小时，过滤除去水中的不溶物，得到pH＝7.5，且氟离子(F^-)浓度小于1.5mg/L的矿泉水，处理前后矿泉水中主要元素含量如表1所示。

表1

实施例2

取待处理矿泉水1升，保持水温30℃，在不断搅拌下加入8克食品级碱式碳酸镁粉末，继续搅拌6小时后，静置16小时，过滤除去水中的不溶物，得到pH＝7.5，且氟离子(F^-)浓度小于1.5mg/L的矿泉水，处理前后矿泉水中主要元素含量如表2所示。

表2

实施例3