[发明专利]用于去除饮用水中铊的过滤介质及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种去除饮用水中有毒金属铊的过滤介质及其制备方法，由该过滤介质构成的滤芯、净水装置和饮水机。

背景技术

铊是一种剧毒金属，以微量存在于铁、锌等的硫化物矿物中，广泛应用于工业生产。铊及其化合物的毒性很强，比氧化砷的毒性高得多，以铊为主制备的硫酸铊，是一种快速烈性的灭鼠药。人如果饮用了被铊污染的水或吸入了含铊化合物的粉尘，就会引起铊中毒。铊中毒后，人会感觉下肢麻木或疼痛、腰痛、脱发、失明、头痛、精神不安、肌肉痛、手足颤动、走路不稳等，人的中枢神经系统、肠胃系统及肾脏等部位都会发生病变。铊可在有机体内积蓄数年，主要通过饮水、食物从消化道进入人体被吸收；也由呼吸道吸入含铊粉尘或蒸汽状化合物或经皮肤接触而被吸收；造成慢性中毒。

铊的冶炼厂、火力发电厂以及各种含铊材料、药剂的制造过程中会有含铊的废气、废水、废渣进入环境。2010年，由于广东省一冶炼厂排污，导致北江中上游河段发现铊超标现象。

饮用水中铊的去除方法很少见，欧美曾使用活性氧化铝法和离子交换法，使用铝法，在去除水中铊的同时，会增加铝含量，而铝超标也具有危害；离子交换法成本高，使用麻烦，交换柱需频繁再生处理；反渗透成本高，费水费电，排放的浓缩液不易处理。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种过滤介质及其制备方法，该过滤介质对饮用水中的铊的去除率高，还提供了由这种过滤介质构成的滤芯、净水装置以及饮水机。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于去除饮用水中铊的过滤介质的制备方法，包括如下步骤：

a)将包含超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、蛭石粉、纳米氧化硅粉和发孔剂的原料混合，所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、蛭石粉、纳米氧化硅粉和发孔剂的重量比为：200～600∶80～200∶100～250∶100～250∶50～150；

b)将步骤a)所得的混合物在模具中压制，烧结，冷却。

作为优选，所述超高分子量聚乙烯粉、活性炭粉、蛭石粉、纳米氧化硅粉和发孔剂的重量比为：250～550∶100～180∶120～220∶120～220∶80～120。

压制压力为0.4MPa～1.0MPa，烧结温度为200℃～300℃，烧结时间为120分钟～150分钟，烧结后冷却至40℃～60℃脱模。在此制作过程中，在发明人很多次的试验之后，得出在烧结温度范围在200℃～300℃内制作出的过滤介质，过滤效果更好。

活性炭是一种多孔性炭吸附剂，它具有如蜂窝状丰富的孔隙结构、巨大的比表面积、特异的表面官能团、稳定的物理和化学性能，是优良的吸附剂、催化剂或催化剂载体。根据原料来源不同活性炭可分为木质活性炭，如椰壳活性炭、杏壳活性炭、木质粉炭等；矿物质原料活性炭，如各种煤和石油及其加工产物为原料制成的活性炭；其它原料制成的活性炭，如废橡胶、废塑料等制成的活性炭。优选活性炭的比表面积不低于500平方米/克，更优选不低于1000平方米/克。

活性炭可以高效吸附饮水中的有机物、重金属、异色异味，尤其是医用活性炭，作为通过国家相关药品监督标准的产品，杂质含量更低，表面积更大，吸附效果也更好，对颜色和气味的吸附尤佳，选用医用活性炭可以保证过滤介质直接用于饮用水的处理。

作为优选，活性炭选用粒径为74μm～104μm的医用活性炭。

所述的超高分子量聚乙烯为重均分子量大于100万的聚乙烯，优选的粒径为89μm～104μm。超高分子量聚乙烯可从国内生产厂家得到，如北京东方石油化工有限公司助剂二厂可提供M-I型(分子量为150±50万)、M-II型(分子量为250±50万)、M-III型(分子量为350±50万)、M-IV型(分子量为大于400万)等规格的产品。超高分子量聚乙烯的一个作用是粘结和形成过滤介质骨架的作用，因为超高分子量聚乙烯的分子量大，熔融粘度非常高，熔融以后不能流动，所以利用超高分子量聚乙烯通过压制，烧结得到的过滤介质，容易形成微孔，可以起到吸附水中铊的作用。

蛭石是一种天然、无毒、层状结构的含镁的水铝硅酸盐次生变质矿物，在高温作用下会膨胀。蛭石粉由生蛭石原矿经高温焙烧、筛选、研磨加工成粉末状。蛭石粉颗粒中含有很多毛细孔，有很大的比表面积，具有多种用途，可用作建筑材料、防火绝缘材料、土壤改良剂等，发明人经研究将其用于吸附饮用水中的亚硝酸盐，取得了良好的效果。