專利名稱：一種礦物水質(zhì)凈化劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種礦物水質(zhì)凈化劑的制備方法。
背景技術(shù)：
天然沸石用于水質(zhì)凈化，在美國、日本等發(fā)達國家已有近30年的歷史。20世紀(jì)80年代以來，我國也有一些科學(xué)工作者進行了這方面的試驗研究，但作為臨場實用尚未見到詳細(xì)報導(dǎo)。沸石礦可作凈水材料，許多行內(nèi)人都早已經(jīng)知道，而能否真正成為社會實用的產(chǎn)品，其關(guān)鍵在于對沸石的技術(shù)加工水平。這種礦物原料具有三性吸附性、離子交換性和化學(xué)轉(zhuǎn)化性，技術(shù)加工水平高，沸石能成為價廉質(zhì)優(yōu)的水質(zhì)凈化材料，其吸附容量超過活性炭，離子交換容量也不亞于離子交換樹脂，而且還具備諸多特異的水凈化功能。因此，對沸石的深加工方法就是制造產(chǎn)品的技術(shù)關(guān)鍵，也是衡量產(chǎn)品技術(shù)含量的最重要因素。國內(nèi)外的研究者，都從不同的途徑探討加工礦石的“技術(shù)工藝方法”，對此是絕對保密的。就目前所 知，國內(nèi)的研究工作至今仍無重大突破。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種礦物水質(zhì)凈化劑，該發(fā)明以天然沸石為原料，經(jīng)過四段處理的工藝流程，制得礦物水質(zhì)凈化劑(NMAWP)。所述每克凈化劑對鈣的吸附交換容量> 200mg/g，綜合吸附交換容量達到了 > 350mg/g ;所述礦物水質(zhì)凈化劑還有消毒、除臭、降解有機物等功能。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種礦物水質(zhì)凈化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟A、天然沸石的預(yù)處理把礦山開采的含沸石量70%以上的礦石，經(jīng)機械加工破碎后，篩分出粒徑1(Γ50目的礦砂；B、高溫焙燒處理將所述步驟A中所得的礦砂進行高溫焙燒；C、鋁處理將所述步驟B中高溫處理后的礦砂進行鋁處理；D、酸處理將所述步驟C中所得的礦砂進行酸處理；Ε、疏水處理將所述步驟D中所得的礦砂進行清洗、烘干和噴灑疏水劑處理，即得礦物水質(zhì)凈化劑。優(yōu)選地，所述天然沸石優(yōu)選絲光沸石和斜發(fā)沸石。優(yōu)選地，所述高溫焙燒總時間為8(Γ100分鐘，包括升溫段、恒溫段和降溫段三個時間段；所述恒溫段恒溫時間3(Γ40分鐘，溫度為40(T550°C ;所述降溫段礦砂出爐溫度為15(T250°C。進一步的，所述高溫焙燒使用的高溫焙燒爐采用鋁質(zhì)材料。優(yōu)選地，所述鋁處理包括如下步驟將所述步驟B中高溫處理后的礦砂，放進裝有質(zhì)量濃度4 8%鋁鹽溶液的容器內(nèi)，溶液的重量為礦砂重量的1/4，所述礦砂在所述容器中熱浸40 60分鐘。
進一步的，所述礦砂熱浸的容器采用鋁制品或不銹鋼制品。優(yōu)選地，所述酸處理包括如下步驟a、將所述鋁處理后的濕礦砂放進烘干爐內(nèi)烘烤，進料到出料的總時間為4(Γ60分鐘，恒溫段時間20 30分鐘，溫度20(T300°C ；b、將所述步驟a中出爐的熱礦砂，投 入酸溶液中浸泡；C、將所述步驟b中浸潰過的礦砂，用清水進行浸洗。進一步的，所述酸處理中的酸選用質(zhì)量濃度為8 12%的酸，所述酸處理時間為100 120分鐘。優(yōu)選地，所述疏水處理包括如下步驟a、將所述步驟D中進行酸處理后的濕礦砂，用烘干設(shè)備烘干，烘干時間3(Γ50分鐘、溫度 150^200 0C ；b、將所述步驟a中烘干后的礦砂轉(zhuǎn)運到疏水劑噴灑裝置內(nèi)，噴灑疏水劑。進一步的，所述疏水劑為陽離子型羥基硅油乳液和含氫硅油乳液的混合物，羥基和氫基質(zhì)量比為7:3。本發(fā)明的有益效果是I、礦物水質(zhì)凈化劑主要用于給水(供水)凈化，包括生活、工業(yè)、漁業(yè)、畜牧業(yè)和農(nóng)業(yè)用水的凈化，但重點是制作高純優(yōu)質(zhì)生活飲用水；2、礦物水質(zhì)凈化劑應(yīng)用周期較長，再生復(fù)用次數(shù)為活性炭或離子交換樹脂的5倍以上，再生產(chǎn)品的功效仍絲毫不減；3、礦物水質(zhì)凈化劑對于各個部門之千差萬別的水質(zhì)要求，可以通過特定的處理方法來控制凈化程度和需求標(biāo)準(zhǔn)；礦物水質(zhì)凈化劑的價格不高于水處理活性炭的半價和離子交換樹脂售價的四分之一。4、礦物水質(zhì)凈化劑長期再生復(fù)用后的遺留礦砂，還可粉磨成污水治理劑的固體原料，不會留下任何污染物。


圖I為本發(fā)明實施例中制備的礦物水質(zhì)凈化劑工藝流程圖。圖2為本發(fā)明實施例f 6制備的礦物水質(zhì)凈化劑隨焙燒溫度的變化鈣離子吸附交
換量變化圖。圖3為本發(fā)明實施例1、7、8、9和10制備的礦物水質(zhì)凈化劑隨硫酸鋁鹽溶液質(zhì)量濃度變化鈣離子吸附交換量變化圖。圖4為本發(fā)明實施例I、11、12、13和14制備的礦物水質(zhì)凈化劑隨硫酸質(zhì)量濃度變化吸附鈣變化對比圖。圖5為本發(fā)明最佳實施例3制備的礦物水質(zhì)凈化劑過濾含氨氮(NH3-N)溶液的時間與其吸附交換量變化關(guān)系圖。
具體實施例方式本發(fā)明所述的實例是對本發(fā)明的說明而不能限制本發(fā)明，在與本發(fā)明相當(dāng)?shù)暮x和范圍內(nèi)的任何改變和調(diào)整，都應(yīng)認(rèn)為是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步說明。實施例I參見圖1，一種礦物水質(zhì)凈化劑的制備方法，其具體工藝步驟為A、天然沸石的預(yù)處理把礦山開采的含沸石量70%以上的礦石，經(jīng)機械加工破碎后，篩分出粒徑1(Γ50目的礦砂，作為制造水質(zhì)凈化劑的原料。所述天然沸石是野外采取的沸石礦，一般要求沸石的含量越高越好，優(yōu)選斜發(fā)沸石和絲光沸石。 B、高溫焙燒處理將所述步驟一中所得的礦砂進行高溫焙燒；所述高溫焙燒總時間為8(Γ100分鐘，包括升溫段、恒溫段和降溫段三個時間段，所述恒溫段恒溫時間3(Γ40分鐘，溫度為400°C，所述降溫段的礦砂出爐溫度為15(T250°C，全部礦砂要盡可能均勻地受熱。所述高溫焙燒所用的高溫焙燒爐須采用鋁質(zhì)材料。恒溫時間過后，及時斷電，進入降溫時期；在爐門緊閉的條件下，降溫15分鐘，然后將爐門微開一個很小的裂縫，隨著時間的推移，逐漸加大爐門的縫隙，以使礦砂加快降溫的速度。溫度降至250°C時，礦砂就出爐了 ；取出礦砂后，封閉爐門，使?fàn)t堂的溫度盡可能保留下來。C、鋁處理將所述步驟二中高溫處理后的礦砂進行鋁處理；所述鋁處理的步驟為將所述步驟二中高溫處理后的礦砂，及時放進裝有質(zhì)量濃度4%硫酸鋁溶液的容器內(nèi)，溶液的重量為礦砂重量的1/4 ;容器加蓋密閉的條件下，礦砂在容器中熱浸40 60分鐘。所述鋁鹽包括硫酸鋁、氯化鋁或者硝酸鋁，優(yōu)選硫酸鋁；所述熱浸泡的容器須采用鋁制品或不銹鋼制品，切忌使用普通鋼材。浸潰冷卻后的礦砂中基本不存在硫酸鋁溶液，但礦砂是濕潤的。D、酸處理將所述步驟三中所得的礦砂進行酸處理；所述酸處理包括如下步驟a、將所述鋁處理后的濕礦砂放進烘干爐內(nèi)烘烤，進料到出料的總時間為4(Γ60分鐘，恒溫段時間20 30分鐘，溫度20(T300°C ；b、將所述步驟a中出爐的熱礦砂，投入質(zhì)量濃度為10%硫酸溶液中，在容器封蓋的條件下浸泡；C、將所述步驟b中浸潰過的礦砂，用清水進行浸洗，把殘留的硫酸洗掉。所述酸可以為硫酸、鹽酸或硝酸，優(yōu)選硫酸；酸浸泡容器必須是耐酸材料，如鋁合金、不銹鋼、塑料板等；所述硫酸液面要蓋過所述礦砂表面，所述硫酸浸泡時間為120分鐘；然后放出硫酸溶液，流入硫酸專用池內(nèi)，以備再次利用。E、疏水處理將所述步驟D中所得的礦砂進行清洗，烘干，進行疏水處理，即得所述礦物水質(zhì)凈化劑；所述疏水處理包括如下步驟步驟a :將所述步驟四中進行酸處理后的濕礦砂，用烘干設(shè)備使之成為干砂，烘干時間30 50分鐘、溫度15(T200°C。步驟b :將所述步驟a烘干后的熱礦砂立即轉(zhuǎn)運到疏水劑噴灑裝置內(nèi)，用衛(wèi)生級的霧化了的疏水劑均勻地噴灑在礦砂上，使礦物晶體上和晶體內(nèi)的空隙壁上均形成一層疏水薄膜，牢附而不脫落。
所述疏水劑為陽離子型羥基硅油乳液和含氫硅油乳液的混合物，所述陽離子型羥基硅油乳液和含氫硅油乳液的質(zhì)量比為7:3 ;所述陽離子型羥基硅油乳液和含氫硅油乳液的粘度均為10 20Pa · S、濃度為10 15%。對所述兩種混合硅乳，用水稀釋25 30倍，即為實際應(yīng)用的疏水劑；將稀釋后的混合硅乳噴灑在150°C高溫的礦砂上，水分蒸發(fā)，硅油粘附于礦砂的內(nèi)空隙與外表面而形成一層硅油薄膜。實際應(yīng)用時水分就難以進入礦物內(nèi)，以達到礦砂不吸水或少吸水、增大對污染物的吸附交換量。噴灑疏水劑的量，一般不超過礦砂重量的10%，盡量達到每粒礦砂都能吸到疏水齊U，但吸附量又不能過大，因為形成的薄膜層太厚會影響應(yīng)用效果。疏水裝置，可設(shè)計成一定高度的圓筒，上有定量的下料漏斗，下部安裝幾根朝上霧化噴槍。疏水霧液在圓筒內(nèi)均勻地與每一顆礦砂接觸，礦物外表面和晶體空隙壁都形成一層疏水薄膜。經(jīng)過上述處理，即得到所述礦物水質(zhì)凈化劑。 經(jīng)本礦物水質(zhì)凈化劑處理后的飲用水其色度、渾濁度、細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群數(shù)、重金屬含量等可達到國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)GB5749-2006。實施例2與實施例I相同，不同之處在于所述步驟B中高溫焙燒處理，恒溫段溫度為425°C。實施例3與實施例I相同，不同之處在于所述步驟B中高溫焙燒處理，恒溫段溫度為450°C。實施例4與實施例I相同，不同之處在于所述步驟B中高溫焙燒處理，恒溫段溫度為475°C。實施例5與實施例I相同，不同之處在于所述步驟B中高溫焙燒處理，恒溫段溫度為500°C。實施例6與實施例I相同，不同之處在于所述步驟B中高溫焙燒處理，恒溫段溫度為550°C。實施例7與實施例I相同，不同之處在于所述步驟B中高溫焙燒處理，恒溫段溫度為450°C ;所述步驟C中硫酸鋁鹽溶液質(zhì)量濃度為2%。實施例8與實施例I相同，不同之處在于所述步驟B中高溫焙燒處理，恒溫段溫度為450°C ;所述步驟C中硫酸鋁鹽溶液質(zhì)量濃度為3%。實施例9與實施例I相同，不同之處在于
所述步驟B中高溫焙燒處理，恒溫段溫度為450°C ;所述步驟C中硫酸鋁鹽溶液質(zhì)量濃度為5%。實施例10與實施例I相同，不同之處在于所述步驟B中高溫焙燒處理，恒溫段溫度為450°C ;所述步驟C中硫酸鋁鹽溶液質(zhì)量濃度為6%。實施例11與實施例I相同，不同之處在于所述步驟B中高溫焙燒處理，恒溫段溫度為450°C ;所述步驟C中硫酸鋁鹽溶液質(zhì)量濃度為4% ;所述步驟D中硫酸質(zhì)量濃度為8%?！嵤├?2與實施例I相同，不同之處在于所述步驟B中高溫焙燒處理，恒溫段溫度為450°C ;所述步驟C中硫酸鋁鹽溶液質(zhì)量濃度為4% ;所述步驟D中硫酸質(zhì)量濃度為9%。實施例13與實施例I相同，不同之處在于所述步驟B中高溫焙燒處理，恒溫段溫度為450°C ;所述步驟C中硫酸鋁鹽溶液質(zhì)量濃度為4% ;所述步驟D中硫酸質(zhì)量濃度為11%。實施例14與實施例I相同，不同之處在于所述步驟B中高溫焙燒處理，恒溫段溫度為450°C ;所述步驟C中硫酸鋁鹽溶液質(zhì)量濃度為4% ;所述步驟D中硫酸質(zhì)量濃度為12%。實施例15如圖2、圖3及圖4所示，實施例3中所述步驟B中高溫焙燒處理，恒溫段溫度為4500C，所述步驟C中硫酸鋁鹽溶液質(zhì)量濃度為4%，所述步驟D中硫酸質(zhì)量濃度為10%時，所制備的礦物水質(zhì)凈化劑鈣離子吸附交換性能最佳，實施例3為最佳實施例。用此最佳實施例制備所得礦物水質(zhì)凈化劑，測定氨氮吸附交換量，得出所述礦物水質(zhì)凈化劑過濾含氨氮(NH3-N)溶液的時間與其吸附交換量變化關(guān)系圖，如圖5所示。具體測定實驗步驟為I、人工配制溶液含氨氮(NH3-N)溶液。2、將所述礦物水質(zhì)凈化劑裝入空心塑料管內(nèi)，含氨氮(NH3-N)的溶液從一端進入、另一端出來，溶液通過所述礦物水質(zhì)凈化劑而達到過濾作用。3、塑料管的總長度為3. 5m，內(nèi)徑O. 15m，裝所述礦物水質(zhì)凈化劑量為74kg，所述礦物水質(zhì)凈化劑粒度O. 3-2mm。4、總過濾時間388小時，每隔20小時取一個樣品，用納氏試劑光度測定NH3-N的含量。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種礦物水質(zhì)凈化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 A、天然沸石的預(yù)處理把礦山開采的含沸石量70%以上的礦石，經(jīng)機械加工破碎后，篩分出粒徑1(Γ50目的礦砂； B、高溫焙燒處理將所述步驟A中所得的礦砂進行高溫焙燒； C、鋁處理將所述步驟B中高溫處理后的礦砂進行鋁處理； D、酸處理將所述步驟C中所得的礦砂進行酸處理； Ε、疏水處理將所述步驟D中所得的礦砂進行清洗、烘干和噴灑疏水劑處理，即得礦物水質(zhì)凈化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦物水質(zhì)凈化劑，其特征在于所述天然沸石優(yōu)選絲光沸石和斜發(fā)沸石。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦物水質(zhì)凈化劑，其特征在于所述高溫焙燒總時間為8(Γ100分鐘，包括升溫段、恒溫段和降溫段三個時間段；所述恒溫段恒溫時間3(Γ40分鐘，溫度為40(T550°C ;所述降溫段礦砂出爐溫度為15(T250°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的礦物水質(zhì)凈化劑，其特征在于所述高溫焙燒使用的高溫焙燒爐采用鋁質(zhì)材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦物水質(zhì)凈化劑，其特征在于所述鋁處理包括如下步驟將所述步驟B中高溫處理后的礦砂，放進裝有質(zhì)量濃度4 8%鋁鹽溶液的容器內(nèi)，溶液的重量為礦砂重量的1/4，所述礦砂在所述容器中熱浸4(Γ60分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的礦物水質(zhì)凈化劑，其特征在于所述礦砂熱浸的容器采用鋁制品或不鎊鋼制品。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦物水質(zhì)凈化劑，其特征在于所述酸處理包括如下步驟 a、將所述鋁處理后的濕礦砂放進烘干爐內(nèi)烘烤，進料到出料的總時間為4(Γ60分鐘，恒溫段時間20 30分鐘，溫度20(T300°C ； b、將所述步驟a中出爐的熱礦砂，投入酸溶液中浸泡； C、將所述步驟b中浸潰過的礦砂，用清水進行浸洗。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的礦物水質(zhì)凈化劑，其特征在于所述酸處理中的酸選用質(zhì)量濃度為8 12%的酸，所述酸處理時間為10(Γ120分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦物水質(zhì)凈化劑，其特征在于，所述疏水處理包括如下步驟 a、將所述步驟D中進行酸處理后的濕礦砂，用烘干設(shè)備烘干，烘干時間3(Γ50分鐘、溫度 150^200 0C ； b、將所述步驟a中烘干后的礦砂轉(zhuǎn)運到疏水劑噴灑裝置內(nèi)，噴灑疏水劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的礦物水質(zhì)凈化劑，其特征在于所述疏水劑為陽離子型羥基娃油乳液和含氫娃油乳液的混合物，輕基和氫基質(zhì)量比為7:3。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種礦物水質(zhì)凈化劑的制備方法，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明以天然沸石為原料，先后經(jīng)過天然沸石礦的破碎及篩分、高溫焙燒處理、鋁處理、酸處理和疏水處理五段處理的制備步驟即得到所述礦物水質(zhì)凈化劑。本發(fā)明制得的礦物水質(zhì)凈化劑是過濾材料，流水通過凈化劑的過濾作用而達到凈化水質(zhì)。該發(fā)明重點用于供水凈化，包括生活、工業(yè)、漁業(yè)、農(nóng)業(yè)等用水的凈化，也可用作污水處理中水回用。所述每克礦物水質(zhì)凈化劑對鈣的吸附交換容量＞200mg/g，綜合吸附交換容量達到了＞350mg/g；所述礦物水質(zhì)凈化劑還有消毒、除臭、降解有機物等功能。
文檔編號C02F1/00GK102942229SQ201210442868
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月7日
發(fā)明者古菊云 申請人:古菊云