專利名稱：利用硅酸鹽水泥為原料制備除氟劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備除氟劑的方法，尤其涉及一種利用硅酸鹽水泥為原料制備除氟劑的方法。
背景技術(shù)：
氟是人體必需的微量元素之一，適量的氟可促進(jìn)牙齒與骨骼的鈣化。如果人長期飲用含氟量低于0.5mg/L的水，致使人體攝入的氟量過低，就會導(dǎo)致氟在牙釉質(zhì)上的沉積物減少，齲齒發(fā)病率增加；相反，若長期飲用含氟量高于1.5mg/L的水則會造成氟斑牙或氟骨癥，發(fā)生慢性氟中毒。高氟水在我國分布十分廣泛，遍及全國27個省、市和自治區(qū)，華北、西北較嚴(yán)重。許多典型氟病點(diǎn)發(fā)病率相當(dāng)高，比如說，河北陽原縣，氟骨癥發(fā)病率達(dá)54.2%，斑齒發(fā)病率更是達(dá)到了 84.4%，山東省昌灘地區(qū)，患有氟骨癥和氟斑牙的比例占到了 99.0%。目前，降氟處理主要有混凝沉淀、電化學(xué)、吸附法。混凝沉淀易產(chǎn)生二次污染，電化學(xué)工藝復(fù)雜，操作難度大，成本高，都限制了它們的廣泛使用。吸附法以其經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、工藝流程簡單、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等優(yōu)勢，特別適合于含氟水的處理。吸附法除氟關(guān)鍵在于吸附劑，目前還沒有一種價格低廉、方便獲取、性質(zhì)穩(wěn)定、吸附容量高以及無二次污染的吸附劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種原料易取、成本低廉、效果穩(wěn)定的利用硅酸鹽水泥為原料制備除氣劑的方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:本發(fā)明的利用硅酸鹽水泥為原料制備除氟劑的方法，包括步驟:A、將硅酸鹽水泥、二水氯化鈣、去離子水按照質(zhì)量比100:2.5:25 35混合，充分?jǐn)嚢杌靹?，配置成水泥漿，在室溫下至少放置15天，然后用破碎機(jī)將硬化水泥塊進(jìn)行破碎，篩選粒徑為I 2mm的水泥顆粒；B、配置0.lmol/L的十八水硫酸鋁溶液，按照十八水硫酸鋁溶液與水泥顆粒比10:1 (毫升/克)混合，在70 80°C下充分?jǐn)嚢杌靹?，并持續(xù)6 8h ;C、將改性后材料用去離子水沖洗5 8次，在50°C下烘干。由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的利用硅酸鹽水泥為原料制備除氟劑的方法，由于首先將硅酸鹽水泥和二水氯化鈣以及去離子水按照質(zhì)量比100:2.5:25 35混合，充分?jǐn)嚢杌靹?，配置成水泥漿，在室溫下至少放置15天，然后用破碎機(jī)將硬化水泥塊進(jìn)行破碎，篩選粒徑為I 2_的水泥顆粒；然后配置0.lmol/L的十八水硫酸鋁溶液，按照十八水硫酸鋁溶液與水泥顆粒比10:1 (毫升/克)混合，在70 80°C下充分?jǐn)嚢杌靹?，并持續(xù)6 8h ;之后將改性后材料用去離子水沖洗5 8次，在50°C下烘干。原料易取、成本低廉、效果穩(wěn)定。
具體實(shí)施例方式下面將對本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本發(fā)明的利用硅酸鹽水泥為原料制備除氟劑的方法，其較佳的具體實(shí)施方式
包括步驟:A、將硅酸鹽水泥和二水氯化鈣以及去離子水按照質(zhì)量比100:2.5:25 35混合，充分?jǐn)嚢杌靹颍渲贸伤酀{，在室溫下至少放置15天，可確保水泥的充分硬化，然后用破碎機(jī)將硬化水泥塊進(jìn)行破碎，篩選粒徑為I 2mm的水泥顆粒；B、配置0.lmol/L的十八水硫酸鋁溶液，濃度過高過低都會降低氟的去除能力。按照十八水硫酸鋁溶液與水泥顆粒比10:1 (毫升/克)混合，在70 80°C下充分?jǐn)嚢杌靹颍⒊掷m(xù)6 8h ;C、將改性后材料用去離子水沖洗5 8次，在50°C下烘干。所述步驟A中，硅酸鹽水泥、二水氯化鈣、去離子水的質(zhì)量比為100:2.5:30。適量的二水氯化鈣主要是加速水泥硬化，使其性質(zhì)穩(wěn)定。所述步驟B中，混勻的溫度為75°C。本發(fā)明的利用硅酸鹽水泥為原料制備除氟劑的方法，充分利用建筑材料水泥來源廣泛，硬化后性質(zhì)穩(wěn)定，以及其本身含有氧化鈣，氧化鋁等對氟的去除較好的氧化物的特點(diǎn)，以其為骨架，用十八水硫酸鋁就行改性，制備除氟劑。原料易取、成本低廉、效果穩(wěn)定。硅酸鹽水泥可以采用河北燕新建材有限公司的早強(qiáng)型復(fù)合硅酸鹽水泥，也可以選用其它的水泥。實(shí)驗(yàn)表明:本發(fā)明除氟劑具有效果穩(wěn)定、成本低、無污染、顆粒性、性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)，而且除氟劑性能易恢復(fù)，制備工藝簡單。因此，本發(fā)明具有極高的應(yīng)用價值。當(dāng)氟離子(氟化鈉人為配置)濃度為10mg/L，吸附劑用量6g/L時，氟離子去除率可達(dá)92%以上。用0.lmol/L的氫氧化鈉溶液和0.lmol/L的十八水硫酸鋁溶液對吸附劑進(jìn)行再生，能恢復(fù)除氟能力。實(shí)施例1:鋁改性水泥顆粒的制備:本發(fā)明利用十八水硫酸鋁對水泥顆粒進(jìn)行改性制備除氟劑。具體步驟是，按照質(zhì)量比為100:2.5:30，將硅酸鹽水泥和二水氯化鈣以及去離子水充分?jǐn)嚢杌靹?，制得水泥漿，置于室溫下硬化15天。再將硬化后的水泥破碎，篩選I 2_的顆粒，將配置的0.lmol/L的十八水硫酸鋁溶液，按照十八水硫酸鋁溶液與篩選出的水泥顆粒比10:1 (v/m)混合，在70 80°C下充分?jǐn)嚢杌靹?，并持續(xù)6 8h，然后，采用去離子水清洗5 8次，將洗凈的除氟劑于50°C下烘干。實(shí)施例2:采用鋁改性水泥顆粒處理含氟水:鋁改性水泥顆粒采用實(shí)施例1的產(chǎn)品，稱取0.3g的該產(chǎn)品，置于50mL氟離子濃度為10mg/L的溶液中，在環(huán)境溫度25°C，振蕩速度為150rpm的搖床中振蕩12h。然后，經(jīng)過0.45 μ m的濾頭過濾，測試剩余溶液氟離子含量為0.660mg/L,溶液中鋁離子未檢出。分析結(jié)果顯示，鋁改性的水泥顆粒對氟離子的去除率可達(dá)93%以上。實(shí)施例3:鋁改性水泥顆粒在不用pH的含氟水中的除氟效果:取實(shí)施例1制備得到的鋁改性水泥顆粒，分別稱取0.3g上述顆粒置于pH為3，4，5，6，7，8，9，10，11，12的錐形瓶中，在實(shí)施例2的條件下振蕩除氟，測試剩余溶液氟離子濃度。發(fā)現(xiàn)該產(chǎn)品幾乎不受溶液PH的影響，都能將10mg/L的氟離子降低到0.7mg/L以下。實(shí)施例4:鋁改性水泥顆粒再生及其除氟效果:取實(shí)施例2后的產(chǎn)品，配置0.lmol/L的氫氧化鈉溶液，將實(shí)施例2的產(chǎn)品與氫氧化鈉溶液以10:1 (毫升/克)進(jìn)行混合，置于搖床中25°C，150rpm下振蕩12h，再用0.3mol/L的硝酸溶液進(jìn)行中和，洗凈后再用0.lmol/L的十八水硫酸鋁溶液進(jìn)行再生，將再生過的吸附劑按照實(shí)施例1的條件進(jìn)行重新除氟實(shí)驗(yàn)。分析結(jié)果顯示，經(jīng)過再生的除氟劑，對氟離子的去除可達(dá)86%。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種利用硅酸鹽水泥為原料制備除氟劑的方法，其特征在于，包括步驟: A、將硅酸鹽水泥和二水氯化鈣以及去離子水按照質(zhì)量比100:2.5:25 35混合，充分?jǐn)嚢杌靹?，配置成水泥漿，在室溫下至少放置15天，然后用破碎機(jī)將硬化水泥塊進(jìn)行破碎，篩選粒徑為I 2mm的水泥顆粒； B、配置0.lmol/L的十八水硫酸鋁溶液，按照十八水硫酸鋁溶液與水泥顆粒比10毫升:I克混合，在70 80°C下充分?jǐn)嚢杌靹?，并持續(xù)6 8h ; C、將改性后材料用去離子水沖洗5 8次，在50°C下烘干。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用硅酸鹽水泥為原料制備除氟劑的方法，其特征在于，所述步驟A中，硅酸鹽水泥和二水氯化鈣以及去離子水的質(zhì)量比為100:2.5:30。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用硅酸鹽水泥為原料制備除氟劑的方法，其特征在于，所述步驟B中，混勻的溫度為75°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用硅酸鹽水泥為原料制備除氟劑的方法，首先將硅酸鹽水泥和二水氯化鈣以及去離子水按照質(zhì)量比100:2.5:25～35混合，充分?jǐn)嚢杌靹?，配置成水泥漿，在室溫下至少放置15天，然后用破碎機(jī)將硬化水泥塊進(jìn)行破碎，篩選粒徑為1～2mm的水泥顆粒；然后配置0.1mol/L的十八水硫酸鋁溶液，按照十八水硫酸鋁溶液與水泥顆粒比10:1(毫升/克)混合，在70～80℃下充分?jǐn)嚢杌靹颍⒊掷m(xù)6～8h；之后將改性后材料用去離子水沖洗5～8次，在50℃下烘干。原料易取、成本低廉、效果穩(wěn)定。
文檔編號C02F1/58GK103170303SQ20131012993
公開日2013年6月26日 申請日期2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月15日
發(fā)明者張煥禎, 湯宣林, 劉明柱 申請人:北京中地泓科環(huán)境科技有限公司