專利名稱：水凈化用沸石濾料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于凈化水的濾料及其制備方法，具體為可同時去除水中氟、砷、 氨氮、重金屬等污染物質(zhì)的沸石濾料的制備方法。
背景技術(shù)：
水污染的問題越來越嚴重，河流、湖泊、乃至自來水中或多或少的都含有氟、砷、氨 氮、重金屬等有害物質(zhì)，這些物質(zhì)的存在對人或生物產(chǎn)生毒性、對身體健康產(chǎn)生影響。在這 一背景下，各種水處理方法應(yīng)運而生，而天然沸石以其優(yōu)異的性能得到廣泛應(yīng)用。天然沸石在自然界中廣泛存在，并且無毒、無味且對環(huán)境沒有影響。沸石是一種含 水的堿金屬或堿土金屬的硅鋁酸鹽礦物，因為特殊的四面體結(jié)構(gòu)，使其有較大的比表面積， 具備較強的離子交換和吸附能力。但由于天然沸石的內(nèi)部孔道多含有其他雜質(zhì)而形成阻 塞，所以吸附效果不顯著；并且，天然沸石離子交換去除污染物的方法，沒有目標性，當水中 存有其他離子時，容易與目標污染物競爭吸附點，導致對目標污染物的去除效果降低。所以 天然沸石在水處理之前一般會經(jīng)過改性處理，從而提高其性能。主要的沸石改性手段主要 有，高溫活化處理、酸堿處理、離子交換處理幾種，并且這些手段多組合使用。雖然水處理中天然沸石改性已經(jīng)成為共識，但由于沸石中鋁氧四面體數(shù)量是一定 的，從而決定了用于離子交換的陽離子的數(shù)量，所以制約了沸石在離子交換去除污染物方 面的表現(xiàn)；離子交換的原理是用特定金屬離子對沸石進行改性，使沸石對待去除離子具有 高選擇的交換性能，所以使得一種改性方法只針對一種污染物是有效的，從而降低了沸石 的利用率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種水凈化用沸石濾料的制備方法，此方法可使用沸石濾料 的吸附容量加大，使用壽命更長；并且可以同時去除水中的氟、砷、氨氮、重金屬等污染物 質(zhì)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 一種水凈化用沸石濾料的制備方法，它的制備步驟為
(1)以天然沸石為原料，粉碎至10-50目；
(2)將物料放入濃度為0.3mol/L的鹽酸中浸泡3_7h ；
(3)將酸處理后的物料放入濃度為5mol/L的硫酸鋁鉀溶液中浸泡8-12h，反應(yīng)溫度為 60-80 0C ；
(4)將鹽處理后的物料放于濃度為0.3mol/L的氫氧化鈉溶液中浸泡3_7h ；
(5)配制濃度為lg/L的三氯化鐵溶液，將堿處理后的物料放入浸泡8-12h，反應(yīng)溫度 為60-80°C，并不時的攪拌溶液；(6)將改性后的沸石取出，用去離子水沖洗干凈，110-120°C烘干，250-350°C焙燒3-5h 后，得水凈化用沸石濾料。優(yōu)選步驟(2)中酸處理的時間為5h。優(yōu)選步驟(3)中，在硫酸鋁鉀鹽溶液中浸泡的時間為10h，反應(yīng)溫度為70-75°C。優(yōu)選步驟(4 )中堿處理的時間為5h。優(yōu)選步驟(5)中鹽處理的時間為10h，反應(yīng)溫度為70-75°C。優(yōu)選天然沸石為斜發(fā)沸石或絲光沸石。在天然沸石的改性中用鹽酸進行處理的目的是，清除沸石孔穴和孔道內(nèi)的二氧 化硅、硫酸鐵和有機物等雜質(zhì)，使孔穴和孔道得到疏通，從而對重金屬元素的吸附性能加 強；用硫酸鋁鉀鹽溶液進行處理，主要是希望更多的鋁原子取代沸石中四面體硅的數(shù)量，從 而引入更多的堿金屬或堿土金屬元素用于離子交換，使離子交換除污染物的效果更顯著； 堿處理可以調(diào)整沸石的孔道結(jié)果，比表面積增大，能更好的吸附鋁鹽及其水解產(chǎn)物，成為 鋁鹽良好的載體，鋁離子可置換水中的氨氮、鋁離子與氟的配位穩(wěn)定，可有效吸附去除水中 的氨氮、氟元素；沸石結(jié)構(gòu)中的電荷平衡離子鈉、鉀、鈣可以被高電荷積陽離子(鐵離子)交 換，三價鐵離子被交換到沸石的硅氧、鋁氧四面體骨架上，其配位數(shù)達不到飽和，具有與砷 配位的能力，從而吸附去除砷元素。本發(fā)明的有益效果是經(jīng)改性后的沸石濾料中，可用于離子交換除污的陽離子數(shù) 增加，繼而離子交換吸附容量加大，使用壽命延長，凈水效果顯著提高；可以同時去除水中 的氟、砷、氨氮、重金屬等污染物質(zhì)；并且制備工藝簡單、穩(wěn)定，可用于飲用水、城市污水、工 業(yè)污水和養(yǎng)殖廢水的凈化，適用范圍廣。
具體實施例方式下面通過優(yōu)選實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步說明。以天然斜發(fā)沸石為原料，粉碎至10-20目；將粉碎后的原料放濃度為0. 3mol/L的 鹽酸中浸泡5h ；將經(jīng)過酸處理沸石物料放入濃度為5mol/L的硫酸鋁鉀溶液中浸泡10h， 反應(yīng)溫度控制在70-75°C ；鹽處理后的物料進行堿處理，將其置于濃度為0. 3mol/L的氫 氧化鈉溶液中浸泡5h后；配制濃度為lg/L的三氯化鐵溶液，將堿處理后的物料放入、浸 泡10h，反應(yīng)溫度為70-75°C，并不時的攪拌溶液，處理后的沸石物料用去離子水沖洗干凈， 110-120°C烘干，250-350°C焙燒3_5h后，得改性沸石濾料。
權(quán)利要求
1.一種水凈化用沸石濾料的制備方法，其特征在于，其步驟為 以天然沸石為原料，粉碎至10-50目；將物料放入濃度為0. 3mol/L的鹽酸中浸泡3- ；將酸處理后的物料放入濃度為5mol/L的硫酸鋁鉀溶液中浸泡8-12h，反應(yīng)溫度為 60-80 0C ；將鹽處理后的物料放于濃度為0. 3mol/L的氫氧化鈉溶液中浸泡3- ； 配制濃度為lg/L的三氯化鐵溶液，將堿處理后的物料放入浸泡8-12h，反應(yīng)溫度為 60-80°C，并不時的攪拌溶液；將改性后的沸石取出，用去離子水沖洗干凈，110-120°C烘干，250-350°C焙燒3- 后， 得水凈化用沸石濾料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沸石濾料制備方法，其特征在于，步驟(2)中酸處理的時間為5h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沸石濾料制備方法，其特征在于，步驟(3)中，在硫酸鋁鉀鹽 溶液中浸泡的時間為10h，反應(yīng)溫度為70-75°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沸石濾料制備方法，其特征在于，步驟(4)中堿處理的時間為5h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沸石濾料制備方法，其特征在于，步驟(5)中鹽處理的時間為 10h，反應(yīng)溫度為70-75°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沸石濾料制備方法，其特征在于，所述天然沸石為斜發(fā)沸石 或絲光沸石。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水凈化用沸石濾料的制備方法，以天然沸石為原料粉碎后，經(jīng)過鹽酸、硫酸鋁鉀、氫氧化鈉、三氯化鐵等多道溶液改性處理，使沸石中用于離子交換除污的陽離子數(shù)增加，繼而離子交換吸附容量加大，使用壽命延長，凈水效果顯著提高；可以同時去除水中的氟、砷、氨氮、重金屬等污染物質(zhì)；并且制備工藝簡單、穩(wěn)定，可用于飲用水、城市污水、工業(yè)污水和養(yǎng)殖廢水的凈化，適用范圍廣。
文檔編號C02F1/28GK102145239SQ20111003748
公開日2011年8月10日 申請日期2011年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月14日
發(fā)明者葉建波, 張立塔, 赫恩龍 申請人:天潤綠業(yè)(北京)環(huán)保技術(shù)有限公司