專利名稱：凹凸棒土負(fù)載羥基磷灰石復(fù)合除氟濾球的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合除氟濾球的生產(chǎn)方法，尤其是一種適用于去除飲用水中超標(biāo)氟的凹凸棒土負(fù)載羥基磷灰石復(fù)合除氟濾球的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
氟是地球表面分布最廣的元素之一，一般認(rèn)為，微量的氟有利于骨骼的堅(jiān)固性，但過(guò)量的氟對(duì)人體有毒。由于人體對(duì)飲用水中的氟吸收率高達(dá)90%，因此體內(nèi)的氟主要來(lái)自飲用水。飲用高氟水造成的氟中毒是涉及世界范圍的地方病，輕者引起氟斑牙，重者會(huì)引起氟骨癥。世界衛(wèi)生組織規(guī)定飲用水中氟的含量不超過(guò)1. 5mg/L。由于高氟水主要分布在環(huán)境惡劣、地形復(fù)雜、缺水少電、交通不便、經(jīng)濟(jì)落后、收入不高的農(nóng)村、牧區(qū)，因此盡管飲用水除氟技術(shù)發(fā)展很快，但吸附法仍然是目前國(guó)內(nèi)外最常用的飲用水除氟方法。除氟吸附劑品種較多，如沸石、粘土、活性炭、活性氧化鋁和骨碳等，但考慮到再生方法的難易、成本和除氟容量，許多吸附劑并未得到實(shí)際應(yīng)用。
凹凸棒土是一種含水鎂鋁硅酸鹽鈉晶體礦物，由于具有獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)而具有一定的吸附性能，但單一使用凹凸棒土作為吸附劑，其吸附性能和吸附效果具有一定的局限性。羥基磷灰石作為飲用水處理的功能材料，具有良好的離子交換和吸附性能，并且安全、 無(wú)毒副作用，不僅可以除去飲用水中過(guò)量氟，還可以除去水中其他有害元素。目前在羥基磷灰石除氟劑的研究中，羥基磷灰石粉體研究的相對(duì)較多，如發(fā)明專利號(hào)為200610(^9366. 7 公開(kāi)了一種經(jīng)改進(jìn)的羥基磷灰石粉體的制備方法，這種羥基磷灰石粉體在除氟過(guò)程中易板結(jié)，水流動(dòng)阻力大，不利于除氟劑的再生。發(fā)明專利號(hào)為201010264616. 1公開(kāi)了一種飲用水除氟濾料的生產(chǎn)方法，這種除氟濾料為多孔球形羥基磷灰石，具有除氟容量高、再生易、 出水流暢等優(yōu)點(diǎn)。其中羥基磷灰石粉體采用廉價(jià)原料、利用沉淀法合成，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單易控制、設(shè)備投資低，有利于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)和推廣應(yīng)用。但是在這種生產(chǎn)方法中鈣磷比和PH 值的控制，是生產(chǎn)羥基磷灰石純品的關(guān)鍵，若控制不好，產(chǎn)品中易混雜磷酸氫鈣、磷酸二氫鈣、磷酸鈣等副產(chǎn)品，影響產(chǎn)品的除氟容量。發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中的不足之處，提供一種制備工藝簡(jiǎn)單、 易控制、除氟濾球容量高、純度高的凹凸棒土負(fù)載羥基磷灰石除氟濾球的生產(chǎn)方法。
技術(shù)方案本發(fā)明的凹凸棒土負(fù)載羥基磷灰石復(fù)合除氟濾球的生產(chǎn)方法 a、凹凸棒土負(fù)載羥基磷灰石粉體的制備(1)采用工業(yè)級(jí)的氫氧化鈣、磷酸、醋酸和凹凸棒土為原料；(2)在反應(yīng)釜中加入反應(yīng)釜容量50%的水，升溫至75-80°C；(3)在反應(yīng)釜中加入一定量的醋酸，攪拌均勻，一定量的醋酸與水的質(zhì)量百分比為 0. 2 0. 4% ；(4)稱取占水質(zhì)量25%的氫氧化鈣，加入到反應(yīng)釜中，攪拌3飛分鐘；(5)稱取氫氧化鈣質(zhì)量80 88%的磷酸，將磷酸加入到3倍于磷酸體積的水中配成磷酸溶液；(6)將磷酸溶液滴加到反應(yīng)釜中，滴加速度為lO-Mkg/min；(7)在75-80°C溫度下反應(yīng)2.5小時(shí)；(8)加入氫氧化鈣質(zhì)量50-60%的凹凸棒土，攪拌均勻，在75-80°C溫度下反應(yīng)1小時(shí)；(9)取出產(chǎn)物，進(jìn)行脫水、洗滌、干燥、粉碎，得到凹凸棒土負(fù)載羥基磷灰石粉體； b、凹凸棒土負(fù)載羥基磷灰石除氟濾球的制備(1)將凹凸棒土負(fù)載羥基磷灰石粉體放入成球機(jī)中，噴灑質(zhì)量百分比為1 1.5%的羧甲基纖維素鈉或羥乙基纖維素粘合劑，將粉體制成直徑為0. 5 1. 5mm的小球；(2)取出小球，在350-450°C下干燥定型，即得到直徑為0. 5-1. 5mm的凹凸棒土負(fù)載羥基磷灰石復(fù)合除氟濾球。
有益效果本發(fā)明采用廉價(jià)氫氧化鈣、磷酸、醋酸和凹凸棒土為原料，合成凹凸棒土負(fù)載羥基磷灰石球，其中醋酸起到調(diào)控氫氧化鈣的溶解度，控制溶液中的鈣磷比和PH值的作用，以保證產(chǎn)品的純度和除氟容量；凹凸棒土與羥基磷灰石復(fù)合，降低了成本，有利于成球，同時(shí)對(duì)羥基磷灰石除氟起到增效作用。本發(fā)明具有原料廉價(jià)易得、制備工藝簡(jiǎn)單、易控制、除氟濾球容量高、再生易、壽命長(zhǎng)、出水流暢阻力小，易于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)和推廣應(yīng)用。主要具有以下優(yōu)點(diǎn)1、產(chǎn)品的除氟容量高，與已有技術(shù)相比，產(chǎn)品的除氟容量提高25%;2、產(chǎn)品的產(chǎn)率和純度高，降低了產(chǎn)品的總成本；3、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單易控，有利于大規(guī)模生產(chǎn)和推廣利用。
具體實(shí)施方式
以一噸反應(yīng)釜為例，工業(yè)級(jí)氫氧化鈣含量9296，磷酸含量85%，醋酸含量為100%。
實(shí)施例1 1、在反應(yīng)釜中加入500L水，加熱至75°C;2、加入1.5kg冰醋酸，攪拌均勻；3、稱取氫氧化鈣12^(g，加入到反應(yīng)釜中，攪拌4分鐘；4、將105kg磷酸加入315kg的水中攪拌均勻配成溶液；5、將上述磷酸溶液滴加到反應(yīng)釜中，控制滴加速度為12kg/min；6、在75°C溫度下反應(yīng)2. 5小時(shí)；7、加入70kg凹凸棒土，攪拌均勻，在75°C溫度下反應(yīng)1小時(shí)；8、取出產(chǎn)物，進(jìn)行脫水、洗滌、干燥、粉碎，得到凹凸棒土負(fù)載羥基磷灰石粉體；9、將凹凸棒土負(fù)載羥基磷灰石粉體放入成球機(jī)中，噴灑質(zhì)量百分比為1%的羧甲基纖維素鈉粘合劑，將粉體制成直徑為0. 5 1. 5mm的小球；10、取出小球，在400°C下干燥定型，即得到直徑為0.5-1. 5mm的凹凸棒土負(fù)載羥基磷灰石復(fù)合除氟濾球。
實(shí)施例2 1、在反應(yīng)釜中加入500L水，加熱至75°C;2、加入2kg冰醋酸，攪拌均勻；3、稱取氫氧化鈣12^(g，加入到反應(yīng)釜中，攪拌5分鐘；4、將IOOkg磷酸加入300kg的水中攪拌均勻配成溶液；5、將上述磷酸溶液滴加到反應(yīng)釜中，控制滴加速度為lOkg/min；6、在75°C溫度下反應(yīng)2. 5小時(shí)；7、加入63kg凹凸棒土，攪拌均勻，在75°C溫度下反應(yīng)1小時(shí)；8、取出產(chǎn)物，進(jìn)行脫水、洗滌、干燥、粉碎，得到凹凸棒土負(fù)載羥基磷灰石粉體；9、將凹凸棒土負(fù)載羥基磷灰石粉體放入成球機(jī)中，噴灑質(zhì)量百分比為1%的羥乙基纖維素粘合劑，將粉體制成直徑為0. 5 1. 5mm的小球；10、取出小球，在350°C下干燥定型，即得到直徑為0.5-1. 5mm的凹凸棒土負(fù)載羥基磷灰石復(fù)合除氟濾球。
實(shí)施例3:1、在反應(yīng)釜中加入500L水，加熱至80°C;2、加入Ikg冰醋酸，攪拌均勻；3、稱取氫氧化鈣12^(g，加入到反應(yīng)釜中，攪拌3分鐘；4、將IlOkg磷酸加入330kg的水中攪拌均勻配成溶液；5、將上述磷酸溶液滴加到反應(yīng)釜中，控制滴加速度為15kg/min；6、在80°C溫度下反應(yīng)2. 5小時(shí)；7、加入75kg凹凸棒土，攪拌均勻，在80°C溫度下反應(yīng)1小時(shí)；8、取出產(chǎn)物，進(jìn)行脫水、洗滌、干燥、粉碎，得到凹凸棒土負(fù)載羥基磷灰石粉體；9、將凹凸棒土負(fù)載羥基磷灰石粉體放入成球機(jī)中，噴灑質(zhì)量百分比為1.5%的羧甲基纖維素鈉粘合劑，將粉體制成直徑為0. 5 1. 5mm的小球；10、取出小球，在450°C下干燥定型，即得到直徑為0.5-1. 5mm的凹凸棒土負(fù)載羥基磷灰石復(fù)合除氟濾球。
權(quán)利要求
1.凹凸棒土負(fù)載羥基磷灰石復(fù)合除氟濾球的生產(chǎn)方法，其特征在于包括如下步驟a、凹凸棒土負(fù)載羥基磷灰石粉體的制備(1)采用工業(yè)級(jí)的氫氧化鈣、磷酸、醋酸和凹凸棒土為原料；(2)在反應(yīng)釜中加入反應(yīng)釜容量50%的水，升溫至75_80°C；(3)在反應(yīng)釜中加入一定量的醋酸，攪拌均勻，一定量的醋酸與水的質(zhì)量百分比為 0. 2 0. 4% ；(4)稱取占水質(zhì)量25%的氫氧化鈣，加入到反應(yīng)釜中，攪拌3飛分鐘；(5)稱取氫氧化鈣質(zhì)量80 88%的磷酸，將磷酸加入到3倍于磷酸體積的水中配成磷酸溶液；(6)將磷酸溶液滴加到反應(yīng)釜中，滴加速度為lO-Mkg/min；(7)在75-80°C溫度下反應(yīng)2.5小時(shí)；(8)加入氫氧化鈣質(zhì)量50-60%的凹凸棒土，攪拌均勻，在75-80°C溫度下反應(yīng)1小時(shí)；(9)取出產(chǎn)物，進(jìn)行脫水、洗滌、干燥、粉碎，得到凹凸棒土負(fù)載羥基磷灰石粉體；b、凹凸棒土負(fù)載羥基磷灰石除氟濾球的制備(1)將凹凸棒土負(fù)載羥基磷灰石粉體放入成球機(jī)中，噴灑質(zhì)量百分比為1 1.5%的羧甲基纖維素鈉或羥乙基纖維素粘合劑，將粉體制成直徑為0. 5 1. 5mm的小球；(2)取出小球，在350-450°C下干燥定型，即得到直徑為0. 5-1. 5mm的凹凸棒土負(fù)載羥基磷灰石復(fù)合除氟濾球。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)的凹凸棒土負(fù)載羥基磷灰石復(fù)合除氟濾球的生產(chǎn)方法，采用工業(yè)級(jí)的氫氧化鈣、磷酸、醋酸和凹凸棒土為原料制備出凹凸棒土負(fù)載羥基磷灰石粉體，通過(guò)醋酸調(diào)控氫氧化鈣的溶解度，控制溶液中的鈣磷比和pH值，以保證產(chǎn)品的純度和除氟容量；將制備出的凹凸棒土負(fù)載羥基磷灰石粉體制成直徑為0.5～1.5mm的小球，在350-450℃下干燥定型后得到凹凸棒土負(fù)載羥基磷灰石復(fù)合除氟濾球。由于凹凸棒土與羥基磷灰石復(fù)合，降低了成本，有利于成球，同時(shí)對(duì)羥基磷灰石除氟起到了增效作用。本發(fā)明具有原料廉價(jià)易得、制備工藝簡(jiǎn)單、易控制、除氟濾球容量高、再生易、壽命長(zhǎng)、出水流暢阻力小，易于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)和推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)C02F1/28GK102502907SQ20111031103
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月14日
發(fā)明者馮莉, 劉澤山 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué), 江蘇永冠給排水設(shè)備有限公司