專利名稱：一種除氟吸附劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及用于處理工業(yè)廢水中氟離子的環(huán)保吸附劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
氟是人體必需的微量元素之一。微量氟由促進兒童生長發(fā)育和防齲齒的作用。成人每日氟化物的攝氟量一般為1.(Tl.5mg，過量攝入則會危害健康。人體內(nèi)的氟直接來自飲水、食物和空氣。經(jīng)口攝入的氟化物被胃腸吸收，吸收率約為80°/Γ97%。以往對氟毒癥的作用研究多集中在對骨組織的損害。近年來發(fā)現(xiàn)，氟對肝臟、腎臟、心血管系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等非骨組織均有不同程度的損害作用。因此，我國規(guī)定生活飲用水中的氟化物最高容許濃度為1.0mg/L,適宜濃度為 0.5 1.0mg/Lo自然界的氟都是化合態(tài)，主要有:螢石、氟磷灰石、冰晶石等。他們都是重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于煉鋁、磷肥、鋼鐵、有機合成化工、電子工業(yè)、原子能工業(yè)以及有機氟高級潤滑油、火箭推進劑等工業(yè)生產(chǎn)中。上述工業(yè)生產(chǎn)中都排出大量的含氟廢水，污染環(huán)境。此外，氟污染可以使動植物中毒，影響農(nóng)業(yè)和牧業(yè)生產(chǎn)。按照國家《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)，一級標準中氟離子濃度應(yīng)少于10mg/L。氟污染日益受到人們的關(guān)注，為了避免過量氟對人體健康的危害，必須嚴格控制氟的排量。目前國內(nèi)外含氟廢水的處理方法有多種，主要有化學(xué)沉淀法、吸附法、混凝沉降法、電凝聚法、離子交換樹脂法、反滲透法、液膜法、電滲析法等，其中常用的去除高氟廢水中過量氟的方法是吸附法。最普遍的吸附劑是活性氧化鋁和活性碳。前者吸附能力小；后者pH適用范圍小，需調(diào)節(jié)pH值，從而導(dǎo)致處理成本高。

吸附法用于含氟廢水的深度處理具有很好的效果，今后吸附法除氟研究的主要方向是開發(fā)高效新型吸附劑以克服傳統(tǒng)吸附劑飽和吸附容量小的不足。水泥漿即新鮮混凝土，是一種由水化水泥、骨料、水組成的堿性工業(yè)固體廢棄物。在建筑過程中，由于一些水泥漿不能達到要求的規(guī)格，為了保證施工質(zhì)量，大約會有廣2%的水泥漿會被廢棄。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的:為了克服傳統(tǒng)吸附劑飽和吸附容量小的不足，有效降低工業(yè)廢水中的氟離子濃度，本發(fā)明的目的是提供一種除氟吸附劑及其制備方法和應(yīng)用。技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種除氟吸附劑，它主要由如下原料制成并且各原料之間的重量比為:普通硅酸鹽水泥:水:硫酸鋁為(5:15:3) (5:15:4)。所述除氟吸附劑的制備方法，包括以下步驟:a、按質(zhì)量份數(shù)，將I份普通硅酸鹽水泥與3份水混合并攪拌Ih后制得水泥漿；b、將事先計算好量的硫酸鋁固體加入步驟a得到的水泥漿中得到混合物料，所述混合物料中鈣鋁的摩爾比為2.4飛.4 ；C、將步驟b得到的混合物料在恒溫2(T30°C水浴中攪拌2(T30h后，得到鈣礬石膠狀固體；d、將步驟c得到的鈣礬石膠狀固體使用孔徑為8.0 μ m硝酸纖維素濾膜進行抽濾，得到濾餅；e、將步驟d中得到的濾餅在設(shè)定為3(T50°C的烘箱中干燥24h至恒重，得到干燥物質(zhì)；f、將步驟e中得到的干燥物質(zhì)在17(Tl80°C下烘焙l(T20h ；g、將步驟f中烘焙后所得固體粉碎研磨，過150目的篩，取用篩下物作為所述吸附劑。

為了提高鈣礬石形成的速率，進一步地，步驟b所述加入硫酸鋁后的水泥漿中的鈣鋁摩爾比為2.4。為了提高鈣礬石形成的速率，進一步地，步驟b所述加入硫酸鋁后的水泥漿中的鈣鋁摩爾比為3.2。為了提高吸附劑對水中氟的吸附量，進一步地，步驟f中的熱處理溫度為175°C。進一步地，所述除氟吸附劑在處理工業(yè)廢水中氟離子的應(yīng)用。有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:利用廢棄水泥漿為原料制得的該吸附劑的特點是:環(huán)保無害、成本低、制備工藝簡單、氟吸附容量大、除氟率高，并且制備方法簡單，該除氟吸附劑對水中氟的飽和吸附量可高達49.3mg/g，遠遠高于其它吸附材料。經(jīng)處理后的含氟工業(yè)廢水滿足國家污水綜合排放標準。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作更進一步的說明。1、本發(fā)明中使用GBW03205-普通硅酸鹽水泥，其成分分析標準物質(zhì):
~[￥11 ~j標準偏差j單位燒失量 2.18 003 (ICT2)
Al2O3~ 7.10 0705 (I CT2)
SiO^ 23.10 0Γθ8 (I Cf2)
CaO 57.59 0Γθ6 (ICT2)
Fe2O3~ 3.67 0Γθ3 (ICT2) ζ 0Γ 2 0Γθ3 (I CT2)
MgO 2.18 0Γ04 (I CT2)
權(quán)利要求
1.一種除氟吸附劑，其特征在于，它主要由如下原料制成并且各原料之間的重量比為:普通硅酸鹽水泥:水:硫酸鋁為(5:15:3廣(5:15:4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種除氟吸附劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟: a、按質(zhì)量份數(shù)，將I份普通硅酸鹽水泥與3份水混合并攪拌Ih后制得水泥漿； b、將事先計算好量的硫酸鋁固體加入步驟a得到的水泥漿中得到混合物料，所述混合物料中鈣:鋁的摩爾比為2.4飛.4 ； C、將步驟b得到的混合物料在恒溫2(T30°C水浴中攪拌2(T30h后，得到鈣礬石膠狀固體； d、將步驟c得到的鈣礬石膠狀固體使用孔徑為8.0 μ m硝酸纖維素濾膜進行抽濾，得到濾餅； e、將步驟d中得到的濾餅在設(shè)定為3(T50°C的烘箱中干燥24h至恒重，得到干燥物質(zhì)； f、將步驟e中得到的干燥物質(zhì)在17(Tl80°C下烘焙l(T20h； g、將步驟f中烘焙后所得固體粉碎研磨，過150目的篩，取用篩下物作為所述吸附劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述除氟吸附劑的制備方法，其特征在于:步驟b所述加入硫酸鋁后的水泥漿中的鈣:鋁摩爾比為2.4。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述除氟吸附劑的制備方法，其特征在于:步驟b所述加入硫酸鋁后的水泥漿中的鈣:鋁摩爾比為3.2。
5.根據(jù)權(quán)利要求2除氟吸附劑的制備方法，其特征在于:步驟f在烘箱中進行烘焙的溫度為175°C。
6.權(quán)利要求1所述除氟吸附劑在處理工業(yè)廢水中氟離子的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種除氟吸附劑，它主要由如下原料制成并且各原料之間的重量比為普通硅酸鹽水泥水硫酸鋁為(5153)~(5154)。本發(fā)明還公開了一種除氟吸附劑的制備方法。本發(fā)明還公開了上述除氟吸附劑在處理工業(yè)廢水中氟離子的應(yīng)用。利用廢棄水泥漿為原料制得的該除氟吸附劑的特點是環(huán)保無害、成本低、制備工藝簡單、氟吸附容量大、除氟率高，并且制備方法簡單，該除氟吸附劑對水中氟的飽和吸附量可高達49.3mg/g，遠遠高于其它吸附材料。經(jīng)處理后的含氟工業(yè)廢水滿足國家污水綜合排放標準。
文檔編號B01J20/10GK103071450SQ20131001585
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月16日
發(fā)明者李軼, 陳萌萌, 邢濤, 張文龍, 王晴, 王大偉 申請人:河海大學(xué)