[发明专利]除氟吸附材料及其制备方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种除氟吸附材料及其制备方法，属于水处理技术领域。

(二)背景技术

氟是一种人体必需的微量元素，人体从外界摄入的氟不足或过多，都会对人体造成不利影响。氟的安全阈值比较特殊，缺氟易患龋齿病，而摄入氟过多则会导致氟斑牙和氟骨症。饮用水是人体对氟摄入的主要途径，我国生活饮用水卫生标准规定，饮用水中氟含量不得超过1.0mg/L。

我国是氟危害较为严重的国家，大约有7000余万人受饮用水氟中毒影响。另一方面，含氟矿石的开采冶炼和其它工业活动的废水中常常含有高浓度的氟，也可能污染水体，从而对人体造成危害。在这些地区，水中氟离子的有效去除仍然是是环境保护和人类健康的重要课题。

目前常用的除氟方法主要有混凝沉淀法、吸附法、离子交换法和膜法。吸附是目前饮用水处理中应用较广的方法。活性氧化铝是常用的吸附剂，但是普遍存在着吸附容量不高，受pH值影响大和再生效率低的缺点，并且上述材料制备复杂，价格昂贵，难以大规模推广，这些都大大限制了吸附法的应用。

(三)发明内容

本发明要解决的是现有的除氟吸附剂吸附容量不高，制备成本较高的问题。

本发明提供了一种廉价高效除氟吸附材料，以价格低廉的碳酸钙为原料，经适当活化后成为磷酸钙类颗粒状吸附剂。

所述吸附材料主要成分为碳酸钙和磷酸钙，所述吸附材料为粒径4-100目的颗粒状物质，磷含量为0.01-10％。

所述吸附材料外观为白色。

本发明还提供了一种上述复合除氟吸附材料的制备方法，包括：

(1)以碳酸钙为原料，加入磷酸清洗或浸泡；

(2)弃去悬浮液，用氢氧化钠溶液浸泡一定时间；

(3)弃去悬浮液，用水冲洗吸附剂，干燥后得到所述除氟吸附材料。

所述碳酸钙原料包括粉末状或颗粒状。

所述磷酸的质量分数最高为85％，浸泡时间最长为5天。

所述氢氧化钠溶液的浓度最高为20％，浸泡时间最长为5天。

所述方法还包括，在磷酸和氢氧化钠浸泡期间进行适当搅拌。

所述冲洗用水包括自来水、去离子水或纯水。

所述干燥方法包括自然晾干或加热烘干。

通过本发明上述制备方法所得的廉价吸附剂吸附容量大，吸附效果稳定，原料来源广阔，制备简单，且吸附剂粒径和磷含量可以针对不同的处理要求进行调节。实际运行表明，使用60目的颗粒状吸附剂，对于5mg/L的含氟地下水(pH＝7.58)，吸附容量为1.1mg/g，是氧化铝的3倍，而成本为氧化铝的一半左右。并且直接采用颗粒状原料生产，所得产品也为一定粒径的颗粒，便于固液分离，可以直接在水处理工艺中应用。

进一步地，本发明所涉及的吸附剂避免了氧化铝使用中铝离子超标的问题。

(四)具体实施方式

制备方法实施例1：

一种廉价高效除氟吸附材料，其制备方法为：

(1)以粉末碳酸钙为原料，用1％磷酸清洗2-3次；

(2)弃去悬浮液，用0.5％氢氧化钠溶液浸泡一定时间；

(3)弃去悬浮液，用自来水冲洗吸附剂，加热烘干后得到所述除氟吸附材料。

制备方法实施例2：

一种廉价高效除氟吸附材料，其制备方法为：

(1)选取20目碳酸钙。加入5％磷酸浸泡2天；。

(2)弃去悬浮液，用2％氢氧化钠溶液继续浸泡2天；；

(3)倒去悬浮液，用去离子水冲洗4-5次，自然晾干之后得到所述除氟吸附材料。

制备方法实施例3：

一种廉价高效除氟吸附材料，其制备方法为：

(1)选取20目碳酸钙，加入10％磷酸浸泡1天；。

(2)弃去悬浮液，用20％氢氧化钠溶液继续浸泡1天；

(3)倒去悬浮液，用去离子水冲洗4-5次，自然晾干之后得到所述除氟吸附材料。

制备方法实施例4：

一种廉价高效除氟吸附材料，其制备方法为：

(1)选取60目碳酸钙，加入5％磷酸浸泡2天；

(2)弃去悬浮液，用5％氢氧化钠溶液继续浸泡2天；

(3)倒去悬浮液，用自来水冲洗4-5次，干燥之后得到所述除氟吸附材料。

本发明所涉及的吸附剂是以廉价易得的碳酸钙为原料制得的吸附剂，是一种粒径为4-100目的颗粒状物质，其外表为白色。

本发明的吸附剂磷含量在0-10％之间。该吸附剂吸附容量大，且粒径和吸附性能可以适当调节。实际运行表明，对于5mg/L的含氟地下水(pH＝7.58)，吸附容量为1.1mg/g，是同样条件下氧化铝吸附量的3倍，而成本仅为氧化铝的一半左右。本发明所涉及的吸附剂在使用中不会出现铝离子超标的问题，且吸附剂的性能参数可以针对不同的处理要求进行调节。