[发明专利]一种镁掺杂羟基磷灰石除氟滤料的生产方法

说明书

一种镁掺杂羟基磷灰石除氟滤料的生产方法，采用工业级的可溶性钙盐、磷酸、氨水和可溶性镁盐为原料；将确定投加质量的可溶性镁盐和钙盐用水调成糊状，加入到反应釜中搅拌至均匀；按照磷酸与水的体积比配制磷酸溶液；滴加到反应釜中，同时向反应釜中逐滴加入氨水，使反应体系的pH值实时保持在设定范围；经过搅拌、静置陈化后取出产物，过滤、干燥、粉碎后得到镁掺杂羟基磷灰石粉体滤料。由于少量的镁掺杂可以使羟基磷灰石的结构发生畸变，晶格缺陷增加，结晶度下降，晶粒尺寸减小，比表面积增大，表面物理吸附反应增多，从而对羟基磷灰石除氟起到增效作用，提高了产品的除氟容量。

技术领域

本发明涉及一种除氟滤料的生产方法，尤其是一种适用于除氟容量高的镁掺杂羟基磷灰石除氟滤料的生产方法。

背景技术

氟是人体必需微量元素之一，与钙磷代谢有密切关系。人体摄入氟的主要形式是通过饮水，摄入适量的氟能增强机体骨、齿的硬度，促进酶系统新陈代谢，帮助传递神经兴奋。但当人体长期摄入氟含量超过1.5mg/L，轻者引起氟斑牙，重者会引起氟骨症。因此，寻找降低饮水中氟的方法，在饮用水净化领域内具有重要意义。

目前吸附法是去除饮用水中过量氟应用最广泛的方法，除氟吸附剂品种较多，如活性氧化铝、活性炭、沸石、高岭土、骨炭和羟基磷灰石等，在不同时期都曾风靡一时过，但考虑到二次污染、成本和除氟容量，许多吸附剂并未得到实际应用。

如活性氧化铝除氟容量低，一般只有0.8-2mg/L，且在除氟过程中需要调节pH值，增加了使用的复杂性，目前应用较少；活性炭的除氟容量低,再生困难，没有得到很好的推广应用；骨炭除氟的出水色度、浊度和嗅味一直不能令人满意，且在连续的水流中稳定性较差，已经基本退出我国市场。

羟基磷灰石是一种新型除氟滤料，因其具有吸附性能高、无毒无污染、可重复利用等众多优点，研究者们不断对其进行改性研究。如发明专利号为ZL201010264616.1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；发明专利号为ZL201110311033.4公开了凹凸棒土负载羟基磷灰石复合除氟滤球的生产方法；发明专利号为ZL201410742909.4公开了一种铝掺杂羟基磷灰石除氟滤料的生产方法。上述专利文献中均以羟基磷灰石为主体，逐步对其进行改性以达到深度除氟的目的，但是材料的成本仍然相对较高，除氟容量需要进一步提高。而提高除氟容量，降低成本，提高应用的安全性是除氟剂改性的永恒主题。

另外，羟基磷灰石被广泛应用于医学领域中的骨骼和牙齿植入,而镁取代羟基磷灰石最近被用于骨组织工程中人工骨替代品，镁的加入可以刺激成骨细胞增殖，说明镁具有很好的生物相容性，在饮用水中不存在进入人体的隐患，但有关镁掺杂羟基磷灰石材料目前研究较少。

发明内容

技术问题：本发明的目的是要克服现有技术中的不足之处，提出一种方法简单、除氟容量高的镁掺杂羟基磷灰石除氟滤料的生产方法。

技术方案：本发明的镁掺杂羟基磷灰石除氟滤料的生产方法，包括如下步骤：

(1)采用工业级的可溶性钙盐、磷酸、氨水和可溶性镁盐为原料；

(2)按照镁钙摩尔比确定可溶性镁盐和钙盐的投加质量；

(3)将确定投加质量的可溶性镁盐和钙盐用水调成糊状，并加入到反应釜中，边加入边搅拌至均匀；

(4)按照可溶性镁盐和钙盐的摩尔数之和与磷酸的摩尔比确定磷酸的投加量；

(5)按照磷酸与水的体积比1：3配制磷酸溶液；

(6)将配置好的磷酸溶液滴加到反应釜中；

(7)在磷酸滴加的过程中，同时向反应釜中逐滴加入氨水调整反应体系的pH值；

(8)待磷酸滴加完后，常温下继续搅拌；