[发明专利]一种高效腐植酸氟离子吸附剂

说明书

技术领域

本发明涉及氟离子吸附技术领域，尤其涉及一种高效腐植酸氟离子吸附剂。

背景技术

氟作为一种人体必不可少的微量元素，适量的氟不仅可以保护牙齿，而且对骨骼的形成与代谢有重要的作用减少龋齿发生率，还对神经系统的兴奋性传导、钙磷代谢、甲状腺功能、细胞酶系统以及生殖过程都有益处。但长期摄入过量的氟会产生各种氟中毒症状，可能导致氟斑牙、氟骨症、肌肉纤维退化，甚至骨癌。因此，严格控制氟的摄入量对人体健康具有重要意义。

目前，高氟水净化方法主要有吸附法、沉淀法、膜分离法、电凝聚法、离子交换法等，吸附法具有操作简单、成本低廉、方便易得等优点，使得吸附法适用于分散高氟水源中氟的去除，在众多的饮用水除氟方法中最为经济有效。但传统的吸附剂如活性氧化铝等存在吸附容量低等问题，影响实际应用。

腐植酸是自然界广泛存在的有机高分子物质，它具有胶体的性质和疏松的“海绵状”结构，使其产生巨大的表面积和表面能。腐植酸分子中含有羟基、羧基等活性基团，可与水中金属离子发生离子交换、络合反应及表面吸附作用，也与电负性较强的物质发生氢键吸附作用。此外，在pH降低或外加电解质条件下腐植酸易产生胶凝。通过上述作用，可使腐植酸与加入的金属离子复合，所形成的复合物将赋予腐植酸新的功能，从而可以根据不同需要制备成各种有特殊功能的复合材料。因此，将与氟具有亲和力的金属化合物与腐植酸复合，制备成一种新型吸附材料，可体现出来源广、价格低廉、选择性高、除氟效率高等优点，开发这类新型除氟吸附材料具有较大实用价值。

发明内容

基本背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高效腐植酸氟离子吸附剂，原料来源广泛，制备工艺简单，吸附容量高，除氟效率高，从而大大降低成本。

本发明提出的一种高效腐植酸氟离子吸附剂，其原料按重量份包括：腐植酸35-38份，氯化铁4-5份，氯化铝28-32份，氯化锰4-5份，氯化锆68-72份，氯化钙7-10份，混合煤粉49-52份，1.2-1.5mol/L的氢氧化钠溶液55-60份；其中，混合煤粉按照如下工艺进行制备：将12-15份煤粉加入42-48份8.5-8.8mol/L的盐酸溶液中，将温度升至83-86℃并以130-150rpm的搅拌速度搅拌1.5-1.8h，接着将温度降至室温静置8-10h后过滤，再对过滤所得固体进行加热加压干燥20-23min得到干燥固体煤粉，加热加压干燥的温度为50-55℃，加热加压干燥的压力为8-10Pa；将40-50份干燥固体煤粉、20-24份活性炭、16-20份海泡石粉以87-93rpm的搅拌速度搅拌1.7-2h得到混合煤粉；

在高效腐植酸氟离子吸附剂的制备过程中，将氯化锆、氯化铁、氯化铝、氯化锰、氯化钙依次溶于水中得到铁铝锰锆钙混合溶液；将腐植酸加入氢氧化钠溶液得到碱性腐植酸钠溶液，搅拌碱性腐植酸钠溶液，在搅拌过程中加入铁铝锰锆钙混合溶液，以57-60rpm的搅拌速度搅拌1.4-2.1h，再将PH值调整至6.5-7.5并静置4-6h后，进行过滤得到固体混合物；将固体混合物用清水洗涤后，加热加压干燥30-35min得到腐植酸金属络合物，其中加热加压干燥的温度为55-65℃，加热加压干燥的压力为0.03-0.05kPa；将混合煤粉与腐植酸金属络合物置于搅拌机中，以225-230rpm的搅拌速度搅拌0.8-1.2h得到高效腐植酸氟离子吸附剂。

优选地，混合煤粉为800-900目。

优选地，其原料按重量份包括：腐植酸36-37份，氯化铁4.2-4.4份，氯化铝29-31份，氯化锰4.6-4.8份，氯化锆69-70份，氯化钙8-9份，800-900目混合煤粉50-51份，1.2-1.5mol/L的氢氧化钠溶液56-59份。

优选地，混合煤粉按照如下工艺进行制备：将13-14份煤粉加入44-46份8.5-8.8mol/L的盐酸溶液中，将温度升至84-85℃并以135-140rpm的搅拌速度搅拌1.6-1.7h，接着将温度降至室温静置8.3-9.2h后过滤，再对过滤所得固体进行加热加压干燥21-22min得到干燥固体煤粉，加热加压干燥的温度为52-54℃，加热加压干燥的压力为8.5-9.5Pa；将42-48份干燥固体煤粉、22-23份活性炭、17-19份海泡石粉以89-90rpm的搅拌速度搅拌1.8-1.9h得到800-900目混合煤粉。