[发明专利]一种水热/酸浸两步制备粉煤灰除氟剂的方法及应用

说明书

本发明涉及除氟剂的制备领域，具体是一种水热/酸浸两步制备粉煤灰除氟剂的方法及应用。一种水热/酸浸两步制备粉煤灰除氟剂的方法，将粉煤灰以及碱液混合，并在35℃‑200℃温度下水热反应0.5‑6h，然后浆洗、抽滤，形成滤饼；用酸溶液浸泡滤饼或磁力搅拌处理5‑10min后抽滤；将酸处理后的滤饼干燥，获得粉煤灰除氟剂。本发明的除氟剂是一种很有发展前途的新型吸附剂，可广泛用于含氟污水处理、高氟地表水净化行业。可以装入适当的容器内使用；也可以一次性间歇式的处理，即将除氟剂加入高氟水中，搅拌，使之吸附氟离子，从而达到除氟的目的。总之，本发明的除氟剂有各种应用方法，可根据实际情况选择使用。

技术领域

本发明涉及除氟剂的制备领域，具体是一种水热/酸浸两步制备粉煤灰除氟剂的方法及应用。

背景技术

氟是地壳中含量丰富的微量元素之一，大都存在于地壳的硅酸盐层。随着工业和采矿行业的发展，氟从岩石中通过各种途径进入人类生活环境中，主要渗入到土壤和水中，对人类健康生活产生严重影响。氟又是人的骨骼和牙齿中必要的化学组成之一。适量的氟有利于防止龋齿，控制口腔里的细菌的繁殖，并使牙齿钙化，提高抗酸能力。但氟过量会引起人急性中毒，造成人的代谢系统、功能系统、细胞呼吸系统和内分泌系统损伤，甚至致人于死地。氟对植物也有损害，会破坏植物的胚芽发育。因此，高氟水污染的治理对环境和人类健康具有重要意义。

目前主要的除氟方法有沉淀法、电化学法、膜分离法、离子交换法、吸附法，其中吸附法被广泛采用。吸附法除氟主要依靠吸附材料的性能，吸附材料一般为具有较密集的细孔结构和较大比表面积的多孔性物质，表面具有适合氟离子作用形成化学键的基团。

近几年，用作除氟剂的原料主要有氧化铝、砖红壤、阴离子交换树脂与金属铝、锂的杂化材料、沸石分子筛等，这些原料成本高或不易得，吸附过程甚至造成二次污染。

粉煤灰是燃煤电厂排放的主要固体废弃物，随我国粉煤灰排放量逐年增长，给环境造成严重的污染。但粉煤灰同时也是另一种工业资源和材料资源。粉煤灰由空心和实心的球形颗粒组成，孔径均一，比表面积大，同时含有大量的非晶态硅铝玻璃体，与吸附材料有相似的形貌特征，在吸附方面有很好的应用前景。因此，本发明用粉煤灰作原料制备除氟剂，既达到“以废治废”的目的，又能改善人类生活环境，既经济又环保。

发明内容

本发明旨在提供一种新型除氟剂，具体是一种水热/酸浸两步制备粉煤灰除氟剂的方法及应用。该除氟剂中原料粉煤灰廉价易得，其掺加量在60％以上，国家有退税补贴。所以生产粉煤灰除氟剂成本低，又达到“以废治废”的目的。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种水热/酸浸两步制备粉煤灰除氟剂的方法，包括以下步骤：

(1)水热：将粉煤灰以及碱液混合，并在35℃-200℃温度下水热反应0.5-6h，然后浆洗、抽滤，形成滤饼；

(2)酸浸：用酸溶液浸泡滤饼或磁力搅拌处理5-10min后抽滤；

(3)干燥：将酸处理后的滤饼干燥，获得粉煤灰除氟剂。

作为本发明方法技术方案的进一步改进，水热步骤中所述碱液的浓度为0.1-3.0mol/L。

作为本发明方法技术方案的进一步改进，粉煤灰与碱液的固液比为1-20。

作为本发明方法技术方案的进一步改进，水热步骤中所述粉煤灰与碱液的混合溶液是在转速100-400rpm的反应条件下进行水热反应的。

作为本发明方法技术方案的进一步改进，所述酸溶液的浓度为0.1-2.0mol/L。

作为本发明方法技术方案的进一步改进，所述磁力搅拌处理是在水浴振荡器或超声搅拌器中实现的。

作为本发明方法技术方案的进一步改进，干燥步骤中所述滤饼的干燥条件为在室温-120℃下干燥1-3h。