專利名稱：：用于去除水中鐵離子的過濾介質(zhì)及其制備方法以及由該過濾介質(zhì)制成的濾芯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種過濾介質(zhì)及其制備方法，還涉及由該過濾介質(zhì)構(gòu)成的濾芯，還涉及一種采用本發(fā)明的過濾介質(zhì)或濾芯去除水中鐵離子的方法。
背景技術(shù)：
：鐵元素是人體生活必需的微量元素，人體缺鐵，會導(dǎo)致貧血、體力下降、甚至誘發(fā)各種疾病等。但由于現(xiàn)在的工業(yè)廢水排放和環(huán)境污染，很多地方的水源中含鐵量過量甚至超標。雖然鐵對人和動物的毒性較小，但水體中鐵化合物的濃度為0.1~0.3毫克/升時，就會影響水的色、嗅、味等感官指標。鐵離子含量過高，若長時間飲用，對人體健康將產(chǎn)生危害。工業(yè)用水中鐵含量過高，對紡織、印染、造紙、食品等部門的生產(chǎn)都將產(chǎn)生不良影響，也容易腐蝕輸水管道設(shè)施?，F(xiàn)在，我國很多地區(qū)水中的鐵含量都超標，需要進行除鐵處理。公開號為CN1911829A的專利申請公布了一種用接觸氧化法除鐵的方法，包括有中和、沉淀的工藝過程外，還具有對沉淀后所排出的含有二價鐵離子的廢水繼續(xù)處理的過程；循環(huán)接觸氧化是把中和沉淀后排出的廢水通入循環(huán)接觸氧化裝置，經(jīng)接觸氧化反應(yīng)后使溶于廢水中的二價鐵離子與水和氧氣反應(yīng)成不溶于水的三價鐵離子；再經(jīng)二次沉淀，使廢水中的三價鐵完全沉淀，排出清水回用。這種方法僅適用于工業(yè)水處理，容易堵塞濾料，濾料需要頻繁反沖洗，并且一般只適用于鐵含量較低的原水，出水的水質(zhì)也不穩(wěn)定。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種使用方便、過濾效率高的過種采用上述的過濾介質(zhì)或濾芯去除水中鐵離子的方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明釆用以下技術(shù)方案一種過濾介質(zhì)的制備方法，包括a)將粒徑為150-840微米的斜發(fā)沸石粉用110wt。/。的鹽酸進行酸浸；b)用石威中和，洗滌，再用沸水煮0.5~3小時；c)將步驟b)得到的沸石粉烘干，在35050(TC溫度下焙燒1~5小時，冷卻、粉碎，得到改性沸石粉；d)將步驟c)得到的改性沸石粉與超高分子量聚乙烯和活性炭混合，混合的重量比為，活性炭超高分子量聚乙烯改性沸石粉=20~45%:50~75%:1~10%;e)將步驟d)所得的混合物在模具中壓制，在180~28(TC溫度下燒結(jié)，冷卻。作為優(yōu)選，步驟a)中酸浸時間為在攪拌的狀態(tài)下浸漬0.5~2小時。在步驟b)中，可以選用氫氧化鈉或碳酸氬鈉或碳酸鈉進行中和處理。作為優(yōu)選，步驟c)中沸石粉的烘干工藝參數(shù)為，在60150。C溫度下干燥O.5~6小時。天然沸石是含水多孔硅酸鹽的總稱，其結(jié)晶結(jié)構(gòu)主要是由硅氧四面體構(gòu)成，其中部分四價硅離子被三價鋁離子取代，導(dǎo)致負電荷過剩，因此結(jié)構(gòu)中有堿金屬或堿土金屬等平衡電荷的離子，同時沸石架構(gòu)中有一定孔徑的孔腔和孔道，決定了其具有吸附、離子交換等性質(zhì)。沸石種類很多，分為天然沸石和人工合成沸石，天然沸石又可以分為斜發(fā)沸石、絲光沸石、片沸石、鈣十字沸石、毛沸石、菱沸石等，人工合成沸石主要有4A沸石、y型沸石、x型沸石。在本發(fā)明中，沸石優(yōu)選為天然斜發(fā)沸石；改性沸石粉的粒徑范圍以44~124微米尤佳。沸石經(jīng)鹽酸改性處理后，可去除礦物中所含的雜質(zhì)和可溶物，在礦物結(jié)構(gòu)中刻蝕出豐富的孔隙和孔腔，增大其接觸面積，從而提高沸石的吸附、離子交換等性質(zhì)，尤其是經(jīng)過本發(fā)明所提供的方法處理過的斜發(fā)沸石，顯示出了其對鐵離子的強烈的選擇吸附作用?；钚蕴繉﹁F離子有很強的吸附作用，選用醫(yī)用活性炭可以保證過濾介質(zhì)直接用于飲用水的處理。作為優(yōu)選，活性炭選用粒徑為44-178微米的醫(yī)用活性炭。改性沸石粉和活性炭的吸附能力還與其粒徑有^f艮大關(guān)系，粒徑過大，會使顆粒的比表面積減小，而粒徑過小過細，會影響過濾介質(zhì)的燒結(jié)效果及吸附、過濾效果，細小顆粒會阻塞孔隙和孔道。實踐還表明，改性沸石粉的粒徑分布范圍不宜過寬，顆粒的粒徑連續(xù)分布且粒徑之間的差值不大于50%的情況下，會耳又得更好的效果；活性炭也存在同樣的規(guī)律。一般定義150萬~700萬的聚乙烯為超高分子量聚乙烯，本發(fā)明優(yōu)選250-400萬的超高分子量聚乙蹄。與低分子量聚乙烯相比，一個顯著特征是超高分子量聚乙烯具有強大的靜電吸附作用，可吸附微過濾不能夠攔阻的細微、超細孩i顆粒。在本發(fā)明中，超高分子量聚乙烯還起到粘結(jié)和形成過濾介質(zhì)骨架的作用。作為優(yōu)選，超高分子量聚乙烯的粒徑為74-350微米。本發(fā)明還提供了以下技術(shù)方案用上述的方法制備過濾介質(zhì)，此過濾介質(zhì)可構(gòu)成濾芯；過濾介質(zhì)和濾芯可用于去除水中鐵離子。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點在于制備的過濾介質(zhì)及濾芯除了可以凈化水質(zhì)外，還實現(xiàn)了無二次污染、高效率地用于去除鐵離子。經(jīng)化學(xué)分析表明，采用本發(fā)明的濾芯后飲用水的鐵離子的去除效率在80-95%。具體實施方式為能進一步了解本發(fā)明的技術(shù)特征與內(nèi)容，下面結(jié)合實施例對濾芯的制備進行詳細說明。為了更清楚的描述本發(fā)明，在具體的實施例中，采用了目數(shù)(Mesh)的單位。一般認為，目是指每平方英吋篩網(wǎng)上的孔的數(shù)目，除了表示篩網(wǎng)的孔眼外，它同時用于表示能夠通過篩網(wǎng)的粒子的粒徑，目數(shù)越高，粒徑越小。本發(fā)明參照如下的目數(shù)與粒度的數(shù)據(jù)對照表(表l)。表l粒徑單位iam(微米)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例1沸石的處理工藝取粒度為140-200目之間的斜發(fā)沸石粉50克與lwt。/。的鹽酸450毫升加入玻璃攪拌器中，攪拌3小時，用苛性堿中和，過濾出來，再沸水煮O.5小時，用去離子水洗滌2次，然后在120。C溫度下干燥1小時，再在45(TC溫度下加熱2小時，冷卻至室溫。實施例2沐石的處理工藝取粒度為230-325目之間的斜發(fā)沸石粉50克與5wt^的鹽酸400毫升加入機械攪拌器中，攪拌1.5小時，用苛性堿中和，過濾出來，再沸水煮O.5小時，用去離子水洗滌2次，然后在120。C溫度下干燥3小時，再在45(TC溫度下加熱2小時，冷卻至室溫。實施例3沸石的處理工藝取粒度為230-325目之間的斜發(fā)沸石粉50克與3wt。/。的鹽酸450毫升加入搪瓷攪拌器中，攪拌100分鐘，用苛性堿中和，過濾出來，再沸水煮3小時，用去離子水洗滌2次，然后在11(TC溫度下干燥4小時，再在420。C溫度下加熱3小時，冷卻至室溫。實施例4沸石的處理工藝取粒度為230-325目之間的斜發(fā)沸石粉50克與10wt。/。的鹽酸250毫升加入機械攪拌器中，攪拌60分鐘，用苛性堿中和，過濾出來，再沸水煮1小時，用去離子水洗滌2次，然后在85。C溫度下干燥6小時，再在350°C溫度下加熱4小時，冷卻至室溫。實施例5制備用于去除水中的鐵離子的濾芯稱取實施例1所得的沸石粉20克與100-140目之間的、分子量為350萬的超高分子量聚乙烯180克和140~170目之間的活性炭100克放入機械攪拌器中攪拌90分鐘后，取部分混合物裝入管狀模具中，壓制成型，在245。C溫度下燒結(jié)90分鐘后，冷卻至4(TC脫模，可得成多微細孔的管狀濾芯。實施例6制備用于去除水中的鐵離子的濾芯稱取實施例2所得的沸石粉15克與100~140目之間的、分子量為350萬的超高分子量聚乙烯180克和140~170目之間的活性炭140克放入可調(diào)速的機械攪拌器中攪拌80分鐘后，取部分混合物裝入管狀模具中，壓制成型，在240。C溫度下燒結(jié)150分鐘后，冷卻至4Q。C脫模，可得成多微細孔的管狀濾芯。實施例7制備用于去除水中的鐵離子的濾芯稱取實施例3所得的沸石粉15克與100~140目之間的、分子量為350萬的超高分子量聚乙烯225克和140~170目之間的活性炭60克放入可調(diào)速的機械攪拌器中攪拌60分鐘后，取部分混合物裝入管狀模具中，壓制成型，在24(TC溫度下燒結(jié)180分鐘后，冷卻至4(TC脫模，可得成多微細孔的管狀濾芯。實施例8制備用于去除水中的鐵離子的濾芯稱取實施例4所得的沸石粉15克與100-140目之間的、分子量為350萬的超高分子量聚乙烯165克和140~170目之間的活性炭120克放入可調(diào)速的機械攪拌器中攪拌60分鐘后，取部分混合物裝入管狀模具中，壓制成型，在235。C溫度下燒結(jié)120分鐘后，冷卻至4(TC脫模，可得成多微細孔的管狀濾芯。使用實施例5~8所得到的濾芯對含有鐵離子的水進行了凈化處理，并對其中所含有的鐵離子進行了定量分析，結(jié)果表明，4種濾芯對鐵離子的過濾效率分別為93%、85%、95%和90%，取得了良好的過濾效果。以上對本發(fā)明所提供的過濾介質(zhì)及其制備方法、以及由該過濾介質(zhì)制成的濾芯進行了詳細介紹。本說明書中應(yīng)用了具體實施例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想在具體實施方式及應(yīng)用范圍上可能在實施過程中會有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。權(quán)利要求1、一種過濾介質(zhì)的制備方法，包括a)將粒徑為150～840微米的斜發(fā)沸石粉用1～10wt％的鹽酸進行酸浸；b)用堿中和，洗滌，再用沸水煮0.5～3小時；c)將步驟b)得到的沸石粉烘干，在350～500℃溫度下焙燒1～5小時，冷卻、粉碎，得到改性沸石粉；d)將步驟c)得到的改性沸石粉與超高分子量聚乙烯和活性炭混合，混合的重量比為，活性炭∶超高分子量聚乙烯∶改性沸石粉＝20～45％∶50～75％∶1～10％；e)將步驟d)所得的混合物在模具中壓制，在180～280℃溫度下燒結(jié)，冷卻。2、如權(quán)利要求1所述的制備方法，其中步驟a)中酸浸時間為在攪拌的狀態(tài)下浸漬0.5~2小時。3、如權(quán)利要求l所述的制備方法，其中步驟c)中沸石粉的烘干工藝參數(shù)為，在60-15(TC溫度下干燥0.5~6小時。4、如權(quán)利要求l所述的制備方法，其中超高分子量聚乙烯的分子量為250-400萬。5、如權(quán)利要求4所述的制備方法，其中超高分子量聚乙烯的粒徑為74~35Q微米。6、如權(quán)利要求1所述的制備方法，其中活性炭為粒徑為47~200微米的醫(yī)用活性炭。7、如權(quán)利要求1所述的制備方法得到的過濾介質(zhì)。8、由權(quán)利要求7所述的過濾介質(zhì)構(gòu)成的濾芯。9、一種去除水中鐵離子的方法，包括使用權(quán)利要求7所述的過濾介質(zhì)或權(quán)利要求8所述的濾芯。全文摘要一種過濾介質(zhì)的制備方法，包括將改性沸石粉與超高分子量聚乙烯和活性炭均勻混合，在180～280℃溫度下燒結(jié)60～180分鐘后冷卻；混合物的重量比為活性炭∶超高分子量聚乙烯∶改性沸石粉＝20～45％∶50～75％∶1～10％。用上述的方法制備過濾介質(zhì)，此過濾介質(zhì)被用于制成濾芯；過濾介質(zhì)和濾芯可用于去除水中鐵離子。本發(fā)明的優(yōu)點在于制備的過濾介質(zhì)及濾芯除了可以凈化水質(zhì)外，還實現(xiàn)了無二次污染、高效率地用于去除鐵離子。經(jīng)測試，采用本發(fā)明的濾芯后飲用水的鐵離子的去除效率在80～95％。文檔編號C02F1/64GK101125269SQ200710127249公開日2008年2月20日申請日期2007年7月3日優(yōu)先權(quán)日2007年7月3日發(fā)明者周奇迪,欒云堂申請人:奇迪電器集團有限公司