專利名稱：基于載銀酸性沸石的海水脫鹽劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于海水淡化技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于載銀酸性沸石的海水脫鹽劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
海水苦澀，不能直接飲用。海水鹽分以氯化鈉為主，約占78％，其余22％為氯化鎂、硫酸鎂、氯化鉀等。人體血液鹽度為0.9％，而海水鹽度高達(dá)它的4倍。如果直接飲用海水，致使體內(nèi)鹽分過多，多余的鹽分由腎臟器官以尿液的形式排出，就有可能導(dǎo)致脫水死亡。因此，救生船或跳傘裝備中必須攜帶海水脫鹽劑來淡化海水，以補充水分。
目前，現(xiàn)有的海水脫鹽劑做為淡化海水的化學(xué)藥劑，通常由載銀沸石、氧化銀、氫氧化鋇、強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂、活性碳等制成。每塊海水脫鹽劑重65～70g，通過離子交換和化學(xué)沉淀方式，可顯著降低500毫升海水中鈉、鈣、鎂、氯、硫酸根等離子的含量，使海水淡化。然而由于氧化銀和氫氧化鋇的作用，使得淡化后的海水pH值升高，影響出水水質(zhì)。
現(xiàn)有的海水淡化用脫鹽劑的制備方法均為制取普通的載銀沸石，然后載銀沸石再與氧化銀、氫氧化鋇、強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂、活性碳等混合制成普通的脫鹽劑。對于此制備方法得到的脫鹽劑進(jìn)行海水淡化后的PH值升高問題，美國專利US 2,322,689中曾提出用檸檬酸中和過量的氫氧根離子，生成可溶的檸檬酸鈉，但是藥理學(xué)測試表明這有可能導(dǎo)致堿毒癥和生理脫水。美國專利US 2,363,020中采用尿酸降低出水的pH值，生成不溶的尿酸鈉，但是人們發(fā)現(xiàn)這會增加出水的過濾難度，并且會影響水的口感。目前，人們通過控制氧化銀和氫氧化鋇的使用量，并加入強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂，使得出水的pH值在8.9～10.5范圍內(nèi)，但是增大了藥劑的體積，降低了使用效率。因此研究開發(fā)高效海水脫鹽劑，提高出水水質(zhì)，縮小藥劑體積是海水淡化領(lǐng)域的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的問題在于克服前述技術(shù)存在的問題，而提供了一種基于載銀酸性沸石的海水脫鹽劑及其制備方法。
本發(fā)明的目的之一是提供一種基于載銀酸性沸石的海水脫鹽劑。該海水脫鹽劑的主要組分為酸性載銀沸石?；谳d銀酸性沸石的海水脫鹽劑在進(jìn)行海水淡化時，既能有效地去除海水中的氯離子和鈉離子，又能中和氧化銀和氫氧化鋇所產(chǎn)生的氫氧根離子，降低出水的pH值，同時不用添加強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂，縮小藥劑的體積，更加便于攜帶。
本發(fā)明基于載銀酸性沸石的海水脫鹽劑采用如下技術(shù)方案來實現(xiàn)基于載銀酸性沸石的海水脫鹽劑，其組成包括載銀酸性沸石、氧化銀和氫氧化鋇。
本發(fā)明基于載銀酸性沸石的海水脫鹽劑還可以采用如下技術(shù)措施來進(jìn)一步實現(xiàn)所述的基于載銀酸性沸石的海水脫鹽劑，其海水脫鹽劑重量百分比組成中載銀酸性沸石為75～92％，氧化銀為2～9％，氫氧化鋇為4～7％。酸性載銀沸石的主要作用是去除海水中的氯離子、鈉離子、鈣離子和鎂離子，同時中和氧化銀和氫氧化鋇所產(chǎn)生的氫氧根離子。氧化銀的主要作用是去除海水中的氯離子。氫氧化鋇的主要作用是去除海水中的硫酸根離子。
所述的基于載銀酸性沸石的海水脫鹽劑，該海水脫鹽劑含有蒙脫石。蒙脫石的主要作用是作為分裂劑，使得塊狀脫鹽劑在海水中迅速分裂，縮短海水淡化的時間，提高處理效率。
所述的基于載銀酸性沸石的海水脫鹽劑，該海水脫鹽劑中蒙脫石重量百分比組成為0.5～4％。
所述的基于載銀酸性沸石的海水脫鹽劑，該海水脫鹽劑含有硬脂酸。硬脂酸重量百分比組成為0.5～4％。硬脂酸的主要作用是作為成型劑，使得粉末狀的混合物在一定的壓力下更加易于成型。
所述的基于載銀酸性沸石的海水脫鹽劑，該海水脫鹽劑含有活性炭?；钚蕴恐亓堪俜直冉M成為0.3-4％。活性炭的主要作用是吸附海水中的有機(jī)物，去除異味，提高出水水質(zhì)。
本發(fā)明的目的之二是提供一種基于載銀酸性沸石的海水脫鹽劑的制備方法。
本發(fā)明基于載銀酸性沸石的海水脫鹽劑的制備方法采用如下技術(shù)方案來實現(xiàn)基于載銀酸性沸石的海水脫鹽劑的制備，采用浸漬法，其工藝過程為1)制備酸性沸石將沸石浸漬于酸溶液或銨鹽溶液，在25～80℃溫度下進(jìn)行離子交換，然后進(jìn)行洗滌，過濾，烘干；2)制備酸性載銀沸石在避光條件下，將酸性沸石浸漬于銀離子溶液，在60～120℃溫度下進(jìn)行離子交換，然后進(jìn)行洗滌，過濾，烘干；3)混合制備脫鹽劑在避光條件下，將酸性載銀沸石、氧化銀和氫氧化鋇混合均勻，制得基于酸性載銀沸石的脫鹽劑。
本發(fā)明基于載銀酸性沸石的海水脫鹽劑的制備方法，還可以采用如下技術(shù)措施來進(jìn)一步實現(xiàn)所述的海水脫鹽劑的制備方法，其工藝過程包括1)制備酸性沸石將沸石置于容器內(nèi)，抽真空1～20kPa，然后加入酸溶液或銨鹽溶液浸漬；2)酸性沸石浸漬載銀將酸性沸石置于容器內(nèi)，抽真空1～20kPa，然后加入銀離子溶液浸漬。
本制備方法采用獨特的抽真空法，先抽真空抽出沸石孔道內(nèi)的空氣和水分，然后進(jìn)行浸漬，可以很大程度地提高酸溶液或銨鹽溶液的浸漬離子交換率，能夠很大程度地提高沸石的載銀量。本發(fā)明的載銀量可高達(dá)22％。
所述的海水脫鹽劑的制備方法，其工藝過程包括1)制備酸性沸石酸溶液或銨鹽溶液浸漬進(jìn)行離子交換時間為1～5小時，交換1～4次，在50～350℃下烘干；2)酸性沸石浸漬載銀銀離子溶液浸漬在攪拌條件下進(jìn)行離子交換2～8小時，在50～120℃下烘干；3)混合制備脫鹽劑加入蒙脫石，將酸性載銀沸石、氧化銀、氫氧化鋇與蒙脫石混合均勻。
所述的海水脫鹽劑的制備方法，其工藝過程包括1)制備酸性沸石酸溶液或銨鹽溶液是HNO3、HCl、HAC、NH4Cl、NH4NO3、NH4AC中的一種或幾種混合物；2)酸性沸石浸漬載銀銀離子溶液為硝酸銀或醋酸銀溶液。
所述的海水脫鹽劑的制備方法，其工藝過程包括HNO3、HCl、HAC、NH4Cl、NH4NO3、NH4AC濃度為0.1～1.0mol/L；硝酸銀或酸銀濃度為0.1～1.0mol/L。
所述的海水脫鹽劑的制備方法，其工藝過程包括制備酸性沸石的沸石是天然的斜發(fā)沸石、絲光沸石或合成的A型沸石、X型沸石、Y型沸石、ZSM-5型沸石。
所述的海水脫鹽劑的制備方法，其工藝過程包括制備酸性沸石時，離子交換溶液與沸石液固重量比為10～20；酸性沸石浸漬載銀時，銀離子溶液與酸性沸石液固重量比為5～10，酸性沸石粒徑為75～150μm。
所述的海水脫鹽劑的制備方法，其工藝過程包括脫鹽劑加入蒙脫石、硬脂酸、活性碳，將酸性載銀沸石、氧化銀、氫氧化鋇、蒙脫石、硬脂酸、活性碳混合均勻。
所述的海水脫鹽劑的制備方法，其工藝過程包括脫鹽劑重量百分比組成為酸性載銀沸石75～92％、氧化銀2～9％、氫氧化鋇4～7％、蒙脫石0.5～4％、硬脂酸0.5～4％、活性碳0.3～4％。
所述的海水脫鹽劑的制備方法，其工藝過程包括脫鹽劑酸性載銀沸石、氧化銀、氫氧化鋇、蒙脫石、硬脂酸、活性碳混合均勻后，在40～200℃溫度、10～20MPa壓力下熱壓成塊狀。
本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用酸性載銀沸石作為主要組分，混合有氧化銀、氫氧化鋇、蒙脫石、硬脂酸和活性碳，因而具有了以下顯著的優(yōu)點和有益效果海水脫鹽劑在進(jìn)行海水淡化時，酸性載銀沸石既能在去除海水中的氯離子、鈉離子、鈣離子和鎂離子的同時，又能中和氧化銀和氫氧化鋇所產(chǎn)生的氫氧根離子，降低出水的pH值，同時不用添加強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂，縮小了藥劑的體積，更加便于攜帶。海水脫鹽劑易于成型，在海水中能迅速分裂，海水淡化時間短，處理效率高，有效吸附海水中的有機(jī)物，去除異味，大大提高了出水水質(zhì)。
海水脫鹽劑的制備方法工藝過程簡單、所用原料來源廣泛、價廉易得，便于產(chǎn)業(yè)化。本制備方法采用獨特的抽真空法，先抽真空抽出沸石孔道內(nèi)的空氣和水分，然后進(jìn)行浸漬，可以很大程度地提高酸溶液或銨鹽溶液的浸漬離子交換率，能夠很大程度地提高沸石的載銀量。本制備方法具有載銀量高的特點，載銀量可高達(dá)22％。
本制備方法得到的海水脫鹽劑具有處理效率高、海水脫鹽效果好、出水水質(zhì)高、體積小、便于攜帶等優(yōu)點。
具體實施例方式
以下結(jié)合較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明的具體實施方式
、發(fā)明內(nèi)容、特征及其功效，詳細(xì)說明如下實施例1基于酸性載銀絲光沸石的海水淡化用脫鹽劑，其組成為酸性載銀絲光沸石56g，氧化銀2g，氫氧化鋇4g，蒙脫石0.5g，硬脂酸0.6g，活性炭0.2g。
實施例2基于酸性載銀4A沸石的海水淡化用脫鹽劑，其組成為酸性載銀4A沸石52g，氧化銀5g，氫氧化鋇3g，蒙脫石0.4g，硬脂酸0.6g，活性炭0.3g。
實施例3實施例1基于酸性載銀絲光沸石的海水淡化用脫鹽劑的制備工藝過程制備酸性沸石將70g絲光沸石置于封閉容器中，抽真空至真空度為2kPa，然后加入1000ml 0.1mol/L的NH4NO3溶液，在80℃攪拌交換4h，過濾、用蒸餾水洗滌直到不含NO-3，如此重復(fù)交換三次，粉末在120℃下烘干12h，再在300℃下焙燒6h，即得酸性絲光沸石。
酸性沸石浸漬載銀將酸性絲光沸石置于封閉容器中，抽真空至真空度為1kPa，然后加入500ml 0.3mol/L的AgNO3溶液，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚝?，?0℃攪拌交換3h，過濾、用蒸餾水洗滌直到不含Ag+，如此重復(fù)交換二次，然后在60℃下烘干16h，即得酸性載銀絲光沸石。
混合制備脫鹽劑將酸性載銀絲光沸石56g，氧化銀2g，氫氧化鋇4g，蒙脫石0.5g，硬脂酸0.6g，活性炭0.2g混合均勻后，在80℃、20MPa壓力下熱壓成塊狀，制備成海水脫鹽劑。
實施例4實施例2基于酸性載銀4A沸石的海水淡化用脫鹽劑的制備工藝過程制備酸性沸石將100g 4A沸石置于封閉容器中，抽真空至真空度為5kPa，然后加入1000ml 0.3mol/L的HNO3溶液，在60℃攪拌交換2h，過濾、用蒸餾水洗滌直到不含NO3-，如此重復(fù)交換三次，粉末在60℃下烘干12h，即得酸性4A沸石。
酸性沸石浸漬載銀將酸性4A沸石置于封閉容器中，抽真空至真空度為1kPa，然后加入500ml 0.3mol/L的AgNO3溶液，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚝?，?0℃攪拌交換6h，過濾、用蒸餾水洗滌直到不含Ag+，如此重復(fù)交換二次，然后在60℃下烘干16h，即得酸性載銀4A沸石。
混合制備脫鹽劑將酸性載銀4A沸石52g，氧化銀5g，氫氧化鋇3g，蒙脫石0.4g，硬脂酸0.6g，活性炭0.3g混合均勻后，在80℃、20MPa壓力下熱壓成塊狀，制備成海水脫鹽劑。
實施例5實施例1和實施例2脫鹽劑脫鹽淡化效果比較分別將一塊實施例1和實施例2海水脫鹽劑放入海水淡化專用的濾水袋中，然后加入500ml人工海水(具體組成見表1)，連續(xù)振搖20分鐘后，擠壓濾水袋，得到淡化的海水，其出水水質(zhì)如表2所示，以證明基于酸性載銀沸石制備成的海水脫鹽劑具有良好的海水淡化效果。
表1人工海水配方主要組成

表2海水脫鹽劑淡化海水水質(zhì)的比較

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于載銀酸性沸石的海水脫鹽劑，其特征在于海水脫鹽劑組成包括載銀酸性沸石、氧化銀和氫氧化鋇。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于載銀酸性沸石的海水脫鹽劑，其特征在于海水脫鹽劑重量百分比組成中載銀酸性沸石為75～92％，氧化銀為2～9％，氫氧化鋇為4～7％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于載銀酸性沸石的海水脫鹽劑，其特征在于海水脫鹽劑含有蒙脫石，重量百分比組成為0.5～4％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于載銀酸性沸石的海水脫鹽劑，其特征在于海水脫鹽劑含有硬脂酸和活性炭，其重量百分比組成分別為0.5～4％和0.3～4％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于載銀酸性沸石的海水脫鹽劑的制備方法，采用浸漬法，其特征在于，制備工藝過程為1)制備酸性沸石將沸石浸漬于酸溶液或銨鹽溶液，在25～80℃溫度下進(jìn)行離子交換，然后進(jìn)行洗滌，過濾，烘干；2)制備酸性載銀沸石在避光條件下，將酸性沸石浸漬于銀離子溶液，在60～120℃溫度下進(jìn)行離子交換，然后進(jìn)行洗滌，過濾，烘干；3)混合制備脫鹽劑在避光條件下，將酸性載銀沸石、氧化銀和氫氧化鋇混合均勻，制得基于酸性載銀沸石的脫鹽劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于載銀酸性沸石的海水脫鹽劑的制備方法，其特征在于1)制備酸性沸石將沸石置于容器內(nèi)，抽真空1～20kPa，然后加入酸溶液或銨鹽溶液浸漬；2)酸性沸石浸漬載銀將酸性沸石置于容器內(nèi)，抽真空1～20kPa，然后加入銀離子溶液浸漬。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于載銀酸性沸石的海水脫鹽劑的制備方法，其特征在于1)制備酸性沸石酸溶液或銨鹽溶液是HNO3、HCl、HAC、NH4Cl、NH4NO3、NH4AC中的一種或幾種混合物，濃度為0.1～1.0mol/L；酸溶液或銨鹽溶液浸漬進(jìn)行離子交換時間為1～5小時，交換1～4次，在50～350℃下烘干；2)酸性沸石浸漬載銀銀離子溶液為硝酸銀或醋酸銀溶液，濃度為0.1～1.0mol/L；銀離子溶液浸漬在攪拌條件下進(jìn)行離子交換2～8小時，在50～120℃下烘干；3)混合制備脫鹽劑加入蒙脫石，將酸性載銀沸石、氧化銀、氫氧化鋇與蒙脫石混合均勻。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于載銀酸性沸石的海水脫鹽劑的制備方法，其特征在于制備酸性沸石的沸石是天然的斜發(fā)沸石、絲光沸石或合成的A型沸石、X型沸石、Y型沸石、ZSM-5型沸石。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于載銀酸性沸石的海水脫鹽劑的制備方法，其特征在于制備酸性沸石時，離子交換溶液與沸石液固重量比為10～20；酸性沸石浸漬載銀時，銀離子溶液與酸性沸石液固重量比為5～10，酸性沸石粒徑為75～150μm。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于載銀酸性沸石的海水脫鹽劑的制備方法，其特征在于脫鹽劑加入蒙脫石、硬脂酸、活性碳，重量百分比組成為酸性載銀沸石75～92％、氧化銀2～9％、氫氧化鋇4～7％、蒙脫石0.5～4％、硬脂酸0.5～4％、活性碳0.3～4％，將其混合均勻。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于載銀酸性沸石的海水脫鹽劑及其制備方法。本發(fā)明屬于海水淡化技術(shù)領(lǐng)域?；谳d銀酸性沸石的海水脫鹽劑，其組成包括載銀酸性沸石、氧化銀和氫氧化鋇?；谳d銀酸性沸石的海水脫鹽劑的制備方法將沸石浸漬于酸溶液或銨鹽溶液，在25～80℃下進(jìn)行離子交換，然后洗滌，過濾，烘干，得到酸性沸石；在避光條件下，將酸性沸石浸漬于銀離子溶液，在60～120℃下進(jìn)行離子交換，然后洗滌，過濾，烘干，得到酸性載銀沸石；在避光條件下，將酸性載銀沸石、氧化銀和氫氧化鋇混合均勻，得到基于酸性載銀沸石的海水脫鹽劑。本發(fā)明具有脫鹽效率高、出水水質(zhì)好、體積小、制備工藝簡單，真空載銀量高，原料廉價、便于工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點。
文檔編號C02F103/08GK1974418SQ200610130378
公開日2007年6月6日 申請日期2006年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月19日
發(fā)明者張雨山, 黃慶華, 曾興宇, 王靜, 楊雪, 姜天翔 申請人:國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所