改性沸石及其制备、应用和再生制造技术

本发明专利技术涉及对原料沸石进行改性以降低水中的氟的方法、所得的改性沸石以及将其进行再生的方法。所述降氟用改性沸石通过将原料沸石进行煅烧、酸溶液浸泡、清洗、碱溶液煮、清洗、铝盐溶液浸泡、清洗，然后分离得到。用上述沸石对水进行降氟处理后，可以再生。该改性沸石和再生后的沸石可以有效降低高含氟地区水中所含的氟，达到所需要求。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及水处理领域，特别是用改性后的沸石对含有氟(本领域中称为氟化物，在水中为氟离子的形式)的水进行处理的领域。世界上，特别是在我国的许多地方的水中氟的含量很高，达不到饮用标准。长期饮用这样的水的人或动物，将会由于氟积存于骨骼系统中，而引起地区性的氟斑釉齿和氟骨病。患有由于长期饮用含氟化物的水所导致的疾病的病人的运动功能严重受损，肢体萎缩瘫痪，甚至致残，以致部分或完全丧失劳动能力，从而对人体健康和经济发展带来严重危害。为了解决这一世界范围的问题，人们希望将所述含氟化物的水进行处理，降低氟的含量，从而根本性地解决由于含有高氟化物含量的水而给人类带来的这一问题。现有技术如何降低天然水中存在的大量的氟化物，已经是世界范围的一个问题。到目前为止，国外如日本、美国、加拿大常用的是逆渗透和含有颗粒氧化铯的离子树脂置换的方法来除氟。国内通常使用的降低水中氟化物的方法包括以活性氧化铝法、骨炭法以及使用羟基磷灰石为材料的吸附、沉淀法。此外，在现有技术中，还公开了使用沸石作为原料对水进行处理的方法。例如CN 1048371公开了一种使用沸石-硫酸铝进行降低氟的方法。在该使用沸石-硫酸铝进行的降低氟化物方法中，使用沸石-磷酸铝或纯磷酸铝作为降氟材料用于降低水中具有的高含量的氟化物。具体地，在CN1048371所述的方法中，磷酸铝或纯磷酸铝涂覆在沸石的表面。此外，CN1253852A讲述了一种提高天然沸石吸附性能的方法，所述方法提出将沸石用酸、碱各浸泡8-24小时；再将浸泡后的沸石在80-300℃温度下蒸1-8小时，然后冲洗干净至pH值为中性。在所述CN 1253852A中讲到使用所述方法处理后的沸石可用作净水材料。但是其并不是用于除氟，而是用来去除重金属离子、有机物、农药、三氯甲烷等。在对现有技术进行研究的基础上，专利技术人发现现有技术中的方法存在许多问题，包括用于降(除)氟的材料，价格昂贵；对降氟材料进行的处理步骤要求较高；降氟材料无法长期使用，例如有些降氟材料无法再生，或者再生后的降氟能力降低，因此需要使用大量的降氟材料；降氟过程中对水造成二次污染，例如由于使用氧化铝所带来的铝对水的污染；在有些方法中，设备的制作成本也比较高，实际上是采用了制备“纯水”的方法来除去氟化物。因此，现有技术中的这些降氟方法在实际应用中的可行性不高，不能在实际中有效用于降低或除去水中含有的大量的氟。因此，目前仍需要提供一种降氟材料，希望通过这种降氟材料可以有效地降低水中氟的含量，同时要求所述材料的制备、使用和再生方法简单，除氟效果好，从经济上考虑具有吸引力，而且在使用和再生过程中对水不造成二次污染。本专利技术的专利技术人在现有技术的基础上，进行了大量的研究，令人惊奇地发现通过对沸石进行改性处理，提供了一种改性沸石，使用所述经改性处理后的沸石可以有效降低水中氟化物的含量，达到所需(例如饮用水)的要求，而且该改性沸石使用后，通过再生，还可以直接用于降氟处理。具体地，本专利技术的一个目的是提供一种将沸石进行改性的方法。本专利技术的另一个目的是提供一种改性沸石。本专利技术的又一个目的是提供一种改性沸石的应用，所述改性沸石可以用于对含有氟化物的水进行处理，降低水中的氟的含量。本专利技术的再一个目的是提供一种将所述使用后的改性沸石进行再生的方法。使用本专利技术，尤其是使用所述改性方法得到的改性沸石可有效降低水中的氟的量，而且本专利技术所述的改性方法以及将所述改性降氟沸石进行再生的方法克服了现有技术的缺点，具有成本低，制备和再生方法安全、简单，使用过程方便安全，可再生，而且再生后降氟能力稳定等等优点。因此，本专利技术从经济例如成本、效果例如从降氟效果和再生效果，以及环境保护(例如使用天然沸石做原料，使用过程中不产生二次污染)角度考虑都具有明显的吸引力。现有技术并未能提供本专利技术的所有优点和效果。专利技术概述本专利技术涉及用于降低水中的氟的改性沸石的制备方法。进一步地，本专利技术涉及制备出的改性沸石，所述改性沸石在降氟中的应用，以及使用后的再生方法。具体地，本专利技术提供一种将原料沸石进行改性的方法，所述方法包括下列步骤(1).任选地，将原料沸石进行筛选；(2).将筛选后的沸石在650℃-1000℃的温度下进行煅烧；(3).用浓度为1％-10％重量的酸溶液浸泡煅烧后的沸石；(4).用水清洗已用酸溶液浸泡后的沸石；(5).清洗后的沸石置于浓度为1％-10％重量的碱溶液中，加热煮沸；(6).用水清洗步骤(5)中所得的沸石；(7).将清洗后的沸石浸泡在包括硫酸铝钾(也称作明矾)、硫酸铝或盐酸铝等的铝盐溶液中，在该浸泡过程中可以进行搅拌；(8).用水清洗浸泡后的沸石；(9).分离得到改性沸石；以及(10).任选地，将所述分离出的沸石进行干燥。在将所述的沸石筛选前，如果沸石颗粒过大，则任选地可以通过本领域普通技术人员公知的方法将所述沸石进行粉碎，以有利于筛选。本专利技术还提供了一种改性沸石，所述改性沸石经光谱分析后，化学组成为M，其中M是碱金属；X为硫酸根、盐酸根；t为1或2；m是28-33，n是4-8。所述改性沸石可以通过包括下述步骤的本专利技术方法得到(1).任选地，将原料沸石进行筛选；(2).将筛选后的沸石在650℃-1000℃的温度下进行煅烧；(3).用浓度为1％-10％重量的酸溶液浸泡煅烧后的沸石；(4).用水清洗已用酸溶液浸泡后的沸石；(5).清洗后的沸石在浓度为1％-10％重量的碱溶液中，加热煮沸；(6).用水清洗步骤(5)中所得的沸石；(7).将清洗后的沸石浸泡在包括硫酸铝钾、硫酸铝或盐酸铝等的铝盐溶液中，在该浸泡过程中可以进行搅拌；(8).用水清洗浸泡后的沸石；(9).分离得到改性沸石；以及(10).任选地，将所述分离出的沸石进行干燥。上述所得到的改性沸石可用于降低水中的氟的含量。并且上述改性沸石在用于降氟处理后，可以通过用水浸泡和/或冲洗、铝盐溶液运行和/或浸泡，然后再用水冲洗的方法再生，再生后的改性沸石可直接用于降氟处理，具有优秀的降氟容量。专利技术详述本专利技术是通过将原料沸石进行改性处理，从而得到具有降氟作用的改性沸石，在使用所述改性沸石对水进行降氟处理后，可以使用本专利技术将要描述的方法将其进行再生的方法。本专利技术的改性方法包括下列步骤(1).任选地，将原料沸石进行筛选，得到平均粒径约为0.1-5毫米的原料沸石；(2).将上述沸石在650℃-1000℃的温度下进行煅烧或加热；(3).在浓度为1％-10％重量的酸溶液中浸泡煅烧或加热后的沸石；(4).用水清洗酸溶液浸泡后的沸石至中性；(5).将洗净后的沸石放入浓度为1％-10％重量的碱溶液中，加热沸腾；(6).将在碱溶液中煮后的沸石用水清洗至中性；(7).将清洗后的沸石浸泡在浓度为1％-10％重量的包括硫酸铝钾溶液、硫酸铝或盐酸铝等的铝盐溶液中，期间可以进行搅拌；(8).用水清洗浸泡后的沸石；(9).分离得到改性沸石；以及(10).任选地，将所述分离出的沸石进行干燥。在该方法中，申请人令人惊奇地发现若以所述的方式严格遵循各步骤的顺序，可以使得到的改性沸石具有所希望具有显著的降氟作用，改变上述步骤，尤其是(2)-(7)的顺序，将会影响所得改性沸石的降氟效果，得不到具有本专利技术所述效果的改性沸石。在本专利技术中，所使用的“原料沸石”可以是各种沸石，包括产自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备改性沸石的方法，所述方法包括：（１）．任选地，将原料沸石进行筛选；（２）．将筛选后的沸石在６５０℃－１０００℃的温度下进行煅烧；（３）．用１％－１０％重量的无机酸溶液浸泡煅烧后的沸石；（４）．用水清洗酸溶液浸泡后的沸 石；（５）．清洗后的沸石在１％－１０％重量的碱金属氢氧化物溶液中，加热煮沸；（６）．用水清洗步骤（５）中所得的沸石；（７）．将清洗后的沸石浸泡在包括硫酸铝钾、硫酸铝、盐酸铝的铝盐溶液中，在该浸泡过程中可以进行搅拌；（８）．用 水清洗浸泡后的沸石；（９）．分离得到改性沸石。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙皓鸣，黄莉，
申请(专利权)人：北京运衡兴源科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]