一种除氟用钙基吸附剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种除氟用钙基吸附剂及其应用，属于废水处理领域。本发明专利技术的除氟用钙基吸附剂是采用水热法，以白云石和粉煤灰为原料，合成除氟用钙基吸附剂，其应用步骤为：(1)白云石粉的煅烧产物和粉煤灰进行合成，合成温度为170℃～200℃，时间6h，得钙基吸附剂；(2)然后向废水中加入钙基吸附剂，投加量为1.25～25g/L，磁力搅拌10min～30min，沉淀或离心后固水分离。本发明专利技术产物可以在低pH条件下有效吸附氟污染物，同时具有物理和化学吸附，出水达到GB8978～1996一级排放标准。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及废水处理
，具体涉及一种除氟用钙基吸附剂及其应用，吸附剂合成成本低，操作简单，处理成本低，可工程推广应用，适用于处理半导体废水、氟产品生产废水、农药废水、不锈钢酸洗废水。
技术介绍
氟是人体必需的微量元素之一，然而，当人体每日摄氟量超过1mg时，会引起肝脏、肾脏、心血管系统、免疫系统等病症。我国颁布的生活饮用水卫生标准(GB5479～2006)中氟的浓度≤1mg/L，而污水综合排放标准(GB8978～1996)中工业废水氟的一级排放浓度≤10mg/L。在半导体行业、电子行业、不锈钢酸洗、硅类电器零件清洗、氟氯烃/氟硅酸盐药品生产、农药生产过程中会产生大量酸性含氟废水。目前含氟废水处理方法主要是石灰法，通过向废水中投加石灰乳形成CaF2沉淀而除去。但是，常温常压下，CaF2在水中的溶解度达到8.9mg/L，石灰法处理废水中氟含量很难达到GB8978～1996一级排放标准。因此，含氟废水一般采用二段式处理工艺，即先用石灰法把氟离子浓度降至20～30mg/L，然后用吸附法降至GB8978～1996规定的一级A排放标准。然而，上述方法存在以下缺点：(1)石灰法除氟的pH值为碱性，对于酸性含氟废水，需投加大量的碱调节剂，增加了pH调节费用；(2)石灰法对中低浓度含氟废水处理效果不佳，且费用较高；同时石灰法处理后的污泥沉降速率慢，泥水分离困难。中国专利公布号CN103071450A，公开日：2013.05.01的专利文献公开了一种除氟吸附剂，它主要由如下原料制成并且各原料之间的重量比为：普通硅酸盐水泥：水：硫酸铝为(5：15：3)～(5：15：4)。该专利技术还公开了一种除氟吸附剂的制备方法。该专利技术还公开了上述除氟吸附剂在处理工业废水中氟离子的应用。利用废弃水泥浆为原料制得的该除氟吸附剂的特点是：环保无害、成本低、制备工艺简单、氟吸附容量大、除氟率高，并且制备方法简单，该除氟吸附剂对水中氟的饱和吸附量可高达49.3mg/g，远远高于其它吸附材料。经处理后的含氟工业废水满足国家污水综合排放标准。但是，该专利技术利用的是硅酸盐水泥，由于水泥成分的复杂性，还需要投加硫酸铝，如果处理不好，很容易产生新的污染。
技术实现思路
1.要解决的技术问题针对现有技术中含氟废水处理效果差、效率低、容易引入二次污染的技术问题，本专利技术提供了一种除氟用钙基吸附剂及其应用。本专利技术方法制备的除氟吸附剂具有钙法化学吸附和物理吸附二种机理，可在酸性条件下直接除氟，处理后的废水可达GB8978～1996规定的一级A排放标准。2.技术方案为解决上述问题，本专利技术采用如下技术方案：一种除氟用钙基吸附剂，包括白云石粉的煅烧产物与粉煤灰的合成产物，其重量比为1.0～2.75:1。进一步的方案，白云石粉的煅烧产物和粉煤灰的合成产物的合成温度为170℃～200℃，合成时间6h。进一步的方案，白云石粉的煅烧产物和粉煤灰合成产物的合成方法为水热合成。一种除氟用钙基吸附剂的应用，其步骤为：(1)取重量比为1.0～2.75:1的白云石粉的煅烧产物和粉煤灰进行合成，合成温度为170℃～200℃，时间6h，得钙基吸附剂；(2)然后向废水中加入钙基吸附剂，投加量为1.25～25g/L，磁力搅拌10min～30min，沉淀或离心后固水分离。进一步的应用，应用废水为浓度为1～200mg/L的含氟酸性废水。进一步的应用，含氟酸性废水为半导体废水、氟产品生产废水、农药废水或不锈钢酸洗废水。进一步的应用，步骤(1)中的合成温度为180℃～190℃。进一步的应用，步骤(2)中调节废水pH值为2。进一步的应用，步骤(2)中钙基吸附剂投加量为1.25～12.5g/L，搅拌时间为20min～30min。进一步的应用，步骤(2)中调节废水的pH值至2～11。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：(1)本专利技术的一种除氟用钙基吸附剂，集化学吸附和物理吸附机理为一体。实验结果表明，对于中低浓度含氟废水，处理后可以达到GB8978～1996规定的一级A排放标准；同时本专利技术公开的除氟吸附剂，在酸性条件下除氟效率更佳，对于酸性含氟废水，可以不调节pH值，直接吸附达到排放标准。(2)本专利技术的一种除氟用钙基吸附剂，采用煅烧白云石与粉煤灰水热合成产物为吸附剂，调节废水中的pH值、合成产物投加量、搅拌时间，控制水热合成温度和时间，即可吸附废水中的氟污染物；(3)本专利技术的一种除氟用钙基吸附剂，采用的合成材料价格廉价，白云石为自然矿石，主要成份为CaCO3，煅烧后生成CaO，粉煤灰为固体废弃物，白云石和粉煤灰本身具有一定的吸附能力，合成过程中生成水合硅酸钙或水合硅铝酸钙，在吸附过程中提供钙离子形成氟化钙沉积在沉淀物上面，同时合成产物通过物理吸附，进一步降低氟离子浓度，相比于现有的负载型铝、镁、铁、锆及稀土吸附剂，本专利技术公开的吸附剂的活性组分为非负载型结构，不会脱落，且具有化学、物理吸附二种功能，吸附效率高；(3)本专利技术的一种除氟用钙基吸附剂，相对于现有技术处理pH范围为5～7(公开号CN101428208A)、9～9.5(专利号ZL200510116751.0)的pH选择范围窄，同时增加了pH调节药剂成本，而本专利技术公开的除氟吸附剂，由实验结果知，其pH值选择范畴宽，在酸性条件下的除氟效率反而更好，有利于酸性含氟废水的处理；(4)本专利技术的一种除氟用钙基吸附剂，公知的现有技术中，高浓度的含氟废水一般采用钙法去除，低浓度的含氟废水一般采用吸附方法去除，本专利技术公开的吸附剂集钙法和吸附法于一身，对于中低浓度的含氟废水，可一次处理达到相关排放标准；(5)本专利技术的一种除氟用钙基吸附剂的应用，白云石粉：粉煤灰的重量比为1.0～2.75:1，不同比例条件下，合成的产物种类及晶型有可能发生变化，而不同产物类别及晶型对氟的去除存在影响，因此优化比例参数，寻找最佳的合成产物；(6)本专利技术的一种除氟用钙基吸附剂的应用，水热合成温度为170℃～200℃，合成温度对产物晶型及能耗存在直接关系，优化温度，不仅能节省能耗，同时优化最佳氟吸附材料的合成参数。(7)本专利技术的一种除氟用钙基吸附剂的应用，步骤(2)中调节废水pH值为2时，效果最佳，钙基吸附剂在酸性条件下，钙离子释放速率更快，除氟效率达到约88％。(8)本专利技术的一种除氟用钙基吸附剂的应用，再生后除氟效率达本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种除氟用钙基吸附剂，包括白云石粉的煅烧产物与粉煤灰的合成产物，其特征在于：所述白云石粉的煅烧产物和粉煤灰的重量比为1.0～2.75:1。

【技术特征摘要】
1.一种除氟用钙基吸附剂，包括白云石粉的煅烧产物与粉煤灰的合成产物，
其特征在于：所述白云石粉的煅烧产物和粉煤灰的重量比为1.0～2.75:1。
2.根据权利要求1所述除氟用钙基吸附剂，其特征在于：所述白云石粉的
煅烧产物和粉煤灰的合成产物的合成温度为170℃～200℃，合成时间6h。
3.根据权利要求2所述除氟用钙基吸附剂，其特征在于：所述白云石粉的
煅烧产物和粉煤灰合成产物的合成方法为水热合成。
4.一种除氟用钙基吸附剂的应用，其特征在于，其步骤为：
(1)取重量比为1.0～2.75:1的白云石粉的煅烧产物和粉煤灰进行合成，合
成温度为170℃～200℃，时间6h，得钙基吸附剂；
(2)然后向废水中加入钙基吸附剂，投加量为1.25～25g/L，磁力搅拌
10min～30min，沉淀或离心后固水分离。
5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：余荣台，马湘，谢志鹏，汪长安，
申请(专利权)人：景德镇陶瓷学院，
类型：发明
国别省市：江西;36