專利名稱：除氟吸附材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種除氟吸附材料及其制備方法，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
氟是一種人體必需的微量元素，人體從外界攝入的氟不足或過多，都會對人體造成不利影響。氟的安全閾值比較特殊，缺氟易患齲齒病，而攝入氟過多則會導(dǎo)致氟斑牙和氟骨癥。飲用水是人體對氟攝入的主要途徑，我國生活飲用水衛(wèi)生標準規(guī)定，飲用水中氟含量不得超過I. Omg/Lo我國是氟危害較為嚴重的國家，大約有7000余萬人受飲用水氟中毒影響。另一方面，含氟礦石的開采冶煉和其它工業(yè)活動的廢水中常常含有高濃度的氟，也可能污染水體， 從而對人體造成危害。在這些地區(qū)，水中氟離子的有效去除仍然是是環(huán)境保護和人類健康的重要課題。目前常用的除氟方法主要有混凝沉淀法、吸附法、離子交換法和膜法。吸附是目前飲用水處理中應(yīng)用較廣的方法。活性氧化鋁是常用的吸附劑，但是普遍存在著吸附容量不高，受PH值影響大和再生效率低的缺點，并且上述材料制備復(fù)雜，價格昂貴，難以大規(guī)模推廣，這些都大大限制了吸附法的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有的除氟吸附劑吸附容量不高，制備成本較高的問題。本發(fā)明提供了一種廉價高效除氟吸附材料，以價格低廉的碳酸鈣為原料，經(jīng)適當(dāng)活化后成為磷酸鈣類顆粒狀吸附劑。所述吸附材料主要成分為碳酸鈣和磷酸鈣，所述吸附材料為粒徑4-100目的顆粒狀物質(zhì)，磷含量為0.01-10%。所述吸附材料外觀為白色。本發(fā)明還提供了一種上述復(fù)合除氟吸附材料的制備方法，包括(I)以碳酸鈣為原料，加入磷酸清洗或浸泡；(2)棄去懸浮液,用氫氧化鈉溶液浸泡一定時間；(3)棄去懸浮液，用水沖洗吸附劑，干燥后得到所述除氟吸附材料。所述碳酸鈣原料包括粉末狀或顆粒狀。所述磷酸的質(zhì)量分數(shù)最高為85%，浸泡時間最長為5天。所述氫氧化鈉溶液的濃度最高為20%，浸泡時間最長為5天。所述方法還包括，在磷酸和氫氧化鈉浸泡期間進行適當(dāng)攪拌。所述沖洗用水包括自來水、去離子水或純水。所述干燥方法包括自然晾干或加熱烘干。通過本發(fā)明上述制備方法所得的廉價吸附劑吸附容量大，吸附效果穩(wěn)定，原料來源廣闊，制備簡單，且吸附劑粒徑和磷含量可以針對不同的處理要求進行調(diào)節(jié)。實際運行表明，使用60目的顆粒狀吸附劑，對于5mg/L的含氟地下水(pH = 7. 58)，吸附容量為I. Img/g，是氧化鋁的3倍，而成本為氧化鋁的一半左右。并且直接采用顆粒狀原料生產(chǎn)，所得產(chǎn)品也為一定粒徑的顆粒，便于固液分離，可以直接在水處理工藝中應(yīng)用。進一步地，本發(fā)明所涉及的吸附劑避免了氧化鋁使用中鋁離子超標的問題。
具體實施例方式制備方法實施例I :一種廉價高效除氟吸附材料，其制備方法為(I)以粉末碳酸鈣為原料，用I %磷酸清洗2-3次；
(2)棄去懸浮液,用0. 5%氫氧化鈉溶液浸泡一定時間；(3)棄去懸浮液，用自來水沖洗吸附劑，加熱烘干后得到所述除氟吸附材料。制備方法實施例2 一種廉價高效除氟吸附材料，其制備方法為(I)選取20目碳酸鈣。加入5%磷酸浸泡2天；。(2)棄去懸浮液,用2%氫氧化鈉溶液繼續(xù)浸泡2天；；(3)倒去懸浮液，用去離子水沖洗4-5次，自然晾干之后得到所述除氟吸附材料。制備方法實施例3 一種廉價高效除氟吸附材料，其制備方法為(I)選取20目碳酸鈣，加入10%磷酸浸泡I天；。(2)棄去懸浮液,用20%氫氧化鈉溶液繼續(xù)浸泡I天；(3)倒去懸浮液，用去離子水沖洗4-5次，自然晾干之后得到所述除氟吸附材料。制備方法實施例4 一種廉價高效除氟吸附材料，其制備方法為(I)選取60目碳酸鈣，加入5%磷酸浸泡2天；(2)棄去懸浮液,用5%氫氧化鈉溶液繼續(xù)浸泡2天；(3)倒去懸浮液，用自來水沖洗4-5次，干燥之后得到所述除氟吸附材料。本發(fā)明所涉及的吸附劑是以廉價易得的碳酸鈣為原料制得的吸附劑，是一種粒徑為4-100目的顆粒狀物質(zhì)，其外表為白色。本發(fā)明的吸附劑磷含量在0-10%之間。該吸附劑吸附容量大，且粒徑和吸附性能可以適當(dāng)調(diào)節(jié)。實際運行表明，對于5mg/L的含氟地下水(pH = 7. 58)，吸附容量為I. Img/g，是同樣條件下氧化鋁吸附量的3倍，而成本僅為氧化鋁的一半左右。本發(fā)明所涉及的吸附劑在使用中不會出現(xiàn)鋁離子超標的問題，且吸附劑的性能參數(shù)可以針對不同的處理要求進行調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種磷酸鈣類吸附材料，其特征在于主要成分為碳酸鈣和磷酸鈣，所述吸附材料為粒徑4-100目的顆粒狀物質(zhì)，磷含量為0.01% -10%。
2.如權(quán)利要求I所述的吸附材料外觀為白色。
3.如權(quán)利要求I至2任意一項所述除氟吸附材料的制備方法，其特征在于，制備方法包括如下步驟 (1)以碳酸鈣為原料，加入磷酸清洗或浸泡； (2)棄去懸浮液，用氫氧化鈉溶液浸泡一定時間； (3)棄去懸浮液，用水沖洗吸附劑，干燥后得到所述除氟吸附材料。
4.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述碳酸鈣原料包括粉末狀或顆粒狀，粒徑在4-100目之間。
5.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述磷酸的質(zhì)量分數(shù)最高為85%，浸泡時間最長為5天。
6.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述氫氧化鈉溶液的濃度最高為20%，浸泡時間最長為5天。
7.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述方法還包括，在磷酸和氫氧化鈉浸泡期間進行適當(dāng)攪拌。
8.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述沖洗用水包括自來水、去離子水或純水。
9.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述干燥方法包括自然晾干或加熱烘干。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種廉價高效除氟吸附材料及其制備方法，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明涉及的除氟吸附材料以價格低廉的碳酸鈣為原料，經(jīng)適當(dāng)活化后成為磷酸鈣類顆粒狀吸附劑。其制備方法如下(1)以碳酸鈣為原料，加入磷酸清洗或浸泡；(2)棄去懸浮液，用氫氧化鈉溶液浸泡一定時間；(3)棄去懸浮液，用水沖洗吸附劑，干燥后得到所述除氟吸附材料。本發(fā)明的吸附劑吸附容量大，吸附效果穩(wěn)定，原料來源廣闊，制備簡單，價格低廉，并且可以根據(jù)用途生產(chǎn)不同性能的除氟吸附劑。
文檔編號B01J20/04GK102744031SQ20121026687
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者丘鴻斌, 曾銳, 李東紅 申請人:丘鴻斌, 曾銳, 李東紅