[发明专利]凹凸棒土负载羟基磷灰石复合除氟滤球的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合除氟滤球的生产方法，尤其是一种适用于去除饮用水中超标氟的凹凸棒土负载羟基磷灰石复合除氟滤球的生产方法。

背景技术

氟是地球表面分布最广的元素之一，一般认为，微量的氟有利于骨骼的坚固性，但过量的氟对人体有毒。由于人体对饮用水中的氟吸收率高达90％，因此体内的氟主要来自饮用水。饮用高氟水造成的氟中毒是涉及世界范围的地方病，轻者引起氟斑牙，重者会引起氟骨症。世界卫生组织规定饮用水中氟的含量不超过1.5mg/L。由于高氟水主要分布在环境恶劣、地形复杂、缺水少电、交通不便、经济落后、收入不高的农村、牧区，因此尽管饮用水除氟技术发展很快，但吸附法仍然是目前国内外最常用的饮用水除氟方法。除氟吸附剂品种较多，如沸石、粘土、活性炭、活性氧化铝和骨碳等，但考虑到再生方法的难易、成本和除氟容量，许多吸附剂并未得到实际应用。

凹凸棒土是一种含水镁铝硅酸盐钠晶体矿物，由于具有独特的晶体结构而具有一定的吸附性能，但单一使用凹凸棒土作为吸附剂，其吸附性能和吸附效果具有一定的局限性。羟基磷灰石作为饮用水处理的功能材料，具有良好的离子交换和吸附性能，并且安全、无毒副作用，不仅可以除去饮用水中过量氟，还可以除去水中其他有害元素。目前在羟基磷灰石除氟剂的研究中，羟基磷灰石粉体研究的相对较多，如发明专利号为200610029366.7公开了一种经改进的羟基磷灰石粉体的制备方法，这种羟基磷灰石粉体在除氟过程中易板结，水流动阻力大，不利于除氟剂的再生。发明专利号为201010264616.1公开了一种饮用水除氟滤料的生产方法，这种除氟滤料为多孔球形羟基磷灰石，具有除氟容量高、再生易、出水流畅等优点。其中羟基磷灰石粉体采用廉价原料、利用沉淀法合成，生产工艺简单易控制、设备投资低，有利于大规模工业生产和推广应用。但是在这种生产方法中钙磷比和pH值的控制，是生产羟基磷灰石纯品的关键，若控制不好，产品中易混杂磷酸氢钙、磷酸二氢钙、磷酸钙等副产品，影响产品的除氟容量。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种制备工艺简单、易控制、除氟滤球容量高、纯度高的凹凸棒土负载羟基磷灰石除氟滤球的生产方法。

技术方案：本发明的凹凸棒土负载羟基磷灰石复合除氟滤球的生产方法：

a、凹凸棒土负载羟基磷灰石粉体的制备：

（1）采用工业级的氢氧化钙、磷酸、醋酸和凹凸棒土为原料；

（2）在反应釜中加入反应釜容量50%的水，升温至75-80℃；

（3）在反应釜中加入一定量的醋酸，搅拌均匀，一定量的醋酸与水的质量百分比为0.2～0.4%；

（4）称取占水质量25%的氢氧化钙，加入到反应釜中，搅拌3~5分钟；

（5）称取氢氧化钙质量80～88%的磷酸，将磷酸加入到3倍于磷酸体积的水中配成磷酸溶液；

（6）将磷酸溶液滴加到反应釜中，滴加速度为10-15kg/min；

（7）在75-80℃温度下反应2.5小时；

（8）加入氢氧化钙质量50-60%的凹凸棒土，搅拌均匀，在75-80℃温度下反应1小时；

（9）取出产物，进行脱水、洗涤、干燥、粉碎，得到凹凸棒土负载羟基磷灰石粉体；

b、凹凸棒土负载羟基磷灰石除氟滤球的制备：

（1）将凹凸棒土负载羟基磷灰石粉体放入成球机中，喷洒质量百分比为1～1.5%的羧甲基纤维素钠或羟乙基纤维素粘合剂，将粉体制成直径为0.5～1.5mm的小球；

（2）取出小球，在350-450°C下干燥定型，即得到直径为0.5-1.5mm的凹凸棒土负载羟基磷灰石复合除氟滤球。

有益效果：本发明采用廉价氢氧化钙、磷酸、醋酸和凹凸棒土为原料，合成凹凸棒土负载羟基磷灰石球，其中醋酸起到调控氢氧化钙的溶解度，控制溶液中的钙磷比和pH值的作用，以保证产品的纯度和除氟容量；凹凸棒土与羟基磷灰石复合，降低了成本，有利于成球，同时对羟基磷灰石除氟起到增效作用。本发明具有原料廉价易得、制备工艺简单、易控制、除氟滤球容量高、再生易、寿命长、出水流畅阻力小，易于大规模工业生产和推广应用。主要具有以下优点：

1、产品的除氟容量高，与已有技术相比，产品的除氟容量提高25%；

2、产品的产率和纯度高，降低了产品的总成本；

3、生产工艺简单易控，有利于大规模生产和推广利用。 

具体实施方式

以一吨反应釜为例，工业级氢氧化钙含量92%,磷酸含量85%，醋酸含量为100%。

实施例1：