高效除氟吸附剂的制备方法和高效除氟吸附剂技术

本发明专利技术公开了一种除氟吸附剂的制备方法和除氟吸附剂，其中，该除氟吸附剂的制备方法包括：步骤S102，选择天然菱铁矿粉末；步骤S104，在所选的天然菱铁矿粉末中，加入适量的去离子水、铝盐以及适量的粘合剂，得到混合粘稠物；步骤S106，对所得到的混合粘稠物进行湿法挤压造粒；步骤S108，对由湿法挤压造粒得到的颗粒进行煅烧。本发明专利技术采用湿法造粒和煅烧来生成具有颗粒状的除氟吸附剂，使用于经济不发达的农村地区使用，由于菱铁矿的结构和矿物成份发生了改变，从而进一步改善了除氟效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水处理
，特别涉及一种除氟吸附剂的制备方法和除氟吸附剂。
技术介绍
氟作为一种人体必不可少的微量元素，适量的氟不仅可以保护牙齿，而且对骨骼的形成与代谢均有重要作用，但长期过量摄入氟则易导致氟牙病、氟骨症、肌肉纤维退化， 甚至癌症。世界健康组织规定饮用水中氟含量的上限为1.5 mg. L-I。我国饮用水卫生标准中规定，饮用水中氟含量应小于1.0 mg. L-I，超过该值即为高氟水。目前，高氟水净化方法主要有吸附法、沉淀法、膜分离法、电凝聚法、离子交换法等，但由于吸附剂成本低廉、方便易得等优点，使得吸附法成为净化高氟水最为常用的方法。常用的吸附剂有活性氧化铝、沸石、骨炭等。有研究表明，菱铁矿对去除水中砷有较好的效果，但利用菱铁矿除氟却很少有人研究。为此，提出了利用铝盐改性天然菱铁矿粉末作为除氟吸附剂的方法，以为研究优质、高效的除氟材料提供理论依据。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种除氟吸附剂的制备方法和除氟吸附剂，以解决相关技术中的除氟吸附剂在除氟效果上具有一定的限制的问题。为了实现是上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种除氟吸附剂的制备方法，其包括步骤S102，选取天然菱铁矿粉末；步骤S104，在所选的天然菱铁矿粉末中，加入适量的去离子水、铝盐以及适量的粘合剂，得到混合粘稠物；步骤S106，对所得到的混合粘稠物进行湿法挤压造粒；步骤S108，对由湿法挤压造粒得到的颗粒进行煅烧。进一步地，上述步骤S108包括在马弗炉中采用450°C的温度对由所述湿法挤压造粒得到的颗粒煅烧3小时。进一步地，上述步骤S102包括将所述天然菱铁矿粉碎成粒度小于0. 10 mm的粉末。进一步地，上述步骤S106中，经过湿法挤压造粒得到粒度为3-4 mm的颗粒。进一步地，上述步骤S104中所加入的粘结剂为所述混合粘稠物总重量的 54. 9%-61. 9%ο进一步地，上述铝盐为硫酸铝，粘结剂为固液比为25%的铝溶胶。进一步地，上述步骤S104中，所述去离子水与所述天然菱铁矿粉末两者的重量比为:1:50-1:25。进一步地，上述步骤S102中，选取的天然菱铁矿中菱铁矿的含量为总含量的 85. 6%ο为了实现是上述目的，根据本专利技术的另一个方面，提供了一种除氟吸附剂，其由上述用于强化除氟的天然菱铁矿改性方法中的一种制备得到。进一步地，上述除砷吸附剂中至少含有85. 6%的菱铁矿，5. 5%的粘土矿物。本专利技术具有以下有益效果1)通过对铝盐改性天然菱铁矿粉末进行湿法挤压造粒和煅烧，使得天然菱铁矿的晶格发生了变化，并有一部分天然菱铁矿转化成了赤铁矿，从而生成了除氟吸附剂。由于本专利技术采用一种原材料(即天然菱铁矿)实现了高效除氟吸附剂的制备，从而简化了制备工艺。此夕卜，由于煅烧处理，使得菱铁矿和赤铁矿的结构发生了改变，从而改善了除氟效果。2)由于除氟吸附剂呈颗粒状，使得用户可以方便地将除砷吸附剂放置在过滤器 (柱状反应器)中对高氟水进行过滤，不仅便于使用，而且便于材料吸附饱和后的活化再生。附图说明图1是根据本专利技术实施例的除氟吸附剂的制备方法的流程图。图2是根据本专利技术实施例的天然菱铁矿原样和改性后吸附剂的X射线衍射分析谱图，其中1代表未改性天然菱铁矿颗粒；2代表未添加铝盐粘结剂的改性天然菱铁矿颗粒；3代表添加铝盐粘结剂的改性天然菱铁矿颗粒。此段删除具体实施例方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。首先，结合实施示例描述除氟吸附剂的制备方法。图1是根据本专利技术实施例的除氟吸附剂的制备方法的流程图。如图1所示，在本专利技术的一种优选实施方式中，根据本专利技术实施例的除氟吸附剂的制备方法可以包括以下步骤步骤S102，选取天然菱铁矿粉末；步骤S104，在所选的天然菱铁矿粉末中，加入适量的去离子水、铝盐以及适量的粘合齐U，得到混合粘稠物；步骤S106，对所得到的混合粘稠物进行湿法挤压造粒； 步骤S108，对由湿法挤压造粒得到的颗粒进行煅烧。通过对天然菱铁矿粉末进行湿法挤压造粒和煅烧，使得一部分天然菱铁矿i^C03 发生了化学反应生成了赤铁矿狗203 (反应式1)。由于菱铁矿 ^Ο)3和赤铁矿i^e203可以与水中氟离子发生反应，从而降低了水中氟的含量，达到除氟的效果。铝盐的添加使得A13 +、铝盐水解中间产物和最后生成的Al (OH) 3 (am)与F -发生吸附、离子交换和络合沉淀等反应，使得水中氟离子得以去除。4FeC03+02-> 2Fe203+4C02(1)图2为天然菱铁矿原样和改性后吸附剂的X射线衍射分析谱图。在图2中，①表示天然菱铁矿原样；②表示未添加铝盐和粘结剂煅烧后的吸附剂；③表示添加铝盐和粘结剂煅烧后的吸附剂。天然菱铁矿主要成分为菱铁矿(Siderite)、赤铁矿(Hematite)、黄铁矿 (Pyrite)、石英(Quartz)、白云石(Dolomite)、粘土矿物(Clay Minerals)。从图2中可以知，改性后吸附剂中赤铁矿含量增加(②③分别为39. 5%和66%)。此夕卜，添加铝盐和粘结剂后菱铁矿的晶格发生了相应的变化使原来在2 θ约为32ο处相对较强的峰(图2中的①②)明显减弱(图2中的③)。此外，在本专利技术实施例中，将煅烧得到的颗粒作为除氟吸附剂。由于除氟吸附剂呈颗粒状，使得用户可以方便地将除氟吸附剂放置在过滤器(柱状反应器)中对高氟水进行过滤，不仅便于使用，而且便于材料吸附饱和后的活化再生。在本专利技术的优选实施例中，上述步骤S108可以包括在马弗炉中采用450°C的温度对由所述湿法挤压造粒得到的颗粒灼烧3小时。在添加一定水分、铝盐和铝溶胶后，经过450°C，3 h的灼烧能够使改性吸附剂中各矿物含量达到一个最佳比例，该比例对其除氟过程更有利。如表1和表2中所述，本专利技术实施例所述的吸附剂对F的去除效率都大大高于天然菱铁矿原样和其它改性条件下的吸附剂；且在保证达到较高除氟率境况下，本专利技术制得的吸附剂在除氟后，出水中铁铝浓度均符合国家饮用水标准。表1 :450°C、3h不同吸附剂除氟效果比较(液固比为10 g/L)吸附剂I初始浓度(mg/L)I除氟容量(mg/g)I去除率(％)天然菱铁矿粉末Io0.10521呆添加铝盐粘结剂产物^ 5.00.248^49.5 “添加招盐粘结剂产物|5. 0|θ. 486|97. 2 “表2 450°C、3h除氟率随吸附剂加铝量的变化(液固比为10 g/L)~粘结剂 /mg. g-Ι 铝盐 /|20[60[ 00[ 50[200mg. g-1______690. 1 91.19596.897. 23698.8 97. 594.178.372. 14899.1 98. 998. 497. 597. 36099. 6 99. 399. 298. 998. 9在本专利技术的优选实施例中，步骤S104中，所加入的粘结剂为所述混合粘稠物总重量的 54. 9%-61. 9%。当粘合剂的用量为54. 9%时，吸附剂对F的去除率达到96. 8% ；当粘合剂的用量为61. 9%时，吸附剂对F的去除率达到97. 11由于所加入的粘结剂为所述混合溶液总重量的54. 9%-本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭华明，单悦，
申请(专利权)人：郭华明，单悦，
类型：发明
国别省市：