赤泥基磁性除氟剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及水处理领域，公开了一种赤泥基磁性除氟剂及其制备方法和应用。所述方法包括以下步骤：(1)将赤泥与焦炭混合后进行焙烧，然后将焙烧产物在硫酸溶液中浸出；(2)将步骤(1)得到的物料的pH值调节至5

【技术实现步骤摘要】
赤泥基磁性除氟剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及水处理领域，具体涉及一种赤泥基磁性除氟剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]氟是人体必需微量元素，但是一旦摄入过量则会危害身体健康，如果长期引用高氟水不仅会引发氟斑牙和氟骨症等氟中毒症状，而且会损伤人体的甲状腺功能、并且降低儿童智力等。世界卫生组织(WHO)规定饮用水中氟离子的质量浓度限值为1.5mg/L，我国生活饮用水卫生标准规定饮用水中氟离子质量浓度限值为1.0mg/L。近几十年来水体除氟技术一直备受关注，开发出一种高效且低成本的氟污染处理材料和技术，具有重大的社会、经济和环境效益。
[0003]含氟废水处理技术目前主要有混凝沉淀法、离子交换法、膜分离、电化学法和吸附法等，混凝沉淀法和吸附法由于操作简单、效果稳定、经济可行等被广泛应用于含氟废水的处理。目前混凝沉淀法多利用可溶性铝盐水解产生的氢氧化铝交替对氟化物的吸附作用，或者氟离子取代铝羟基化合物中的羟基生成氟代铝羟基化合而去除。然而，铝盐对氟化物的捕获能力很有限，往往需要投加过量的铝盐，才能达到理想的除氟效果，但是同时也造成了处理完的水中的铝离子或复配阴离子浓度显著提高，同时由于生成的絮体比重小，导致处理后的絮体沉降时间长、除氟效果差。目前，开发一种高效除氟、金属离子低残留、且易沉降、低成本、适用于低浓度含氟水的除氟材料是本领域亟待解决的问题。
[0004]赤泥是氧化铝生产过程中排放的一种固体工业废物，因其碱度高、产量大，大量堆放对周边的水体、土壤、大气等造成严重污染。赤泥中含有大量的铁、铝、硅和钙等元素，若将赤泥加以利用，即可实现赤泥的废弃资源的再生利用，又可为含氟废水处理领域提供新型廉价的处理材料，达到以废治废的目标。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的除氟剂的除氟效率低，且处理后水体中金属含量高以及赤泥资源化利用困难等问题，提供一种赤泥基磁性除氟剂及其制备方法和应用，该方法可以成功利用赤泥来制备除氟剂，实现了赤泥的资源化利用，同时降低除氟剂的制备成本，并且制备得到的除氟剂具备高的除氟效率，制备方法简便，具备很大的工业应用前景。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种赤泥基磁性除氟剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
[0007](1)将赤泥与焦炭混合后进行焙烧，然后将焙烧产物在硫酸溶液中浸出；
[0008](2)将步骤(1)得到的物料的pH值调节至5
‑
7，然后进行陈化，接着将陈化后的物料进行干燥和研磨；
[0009]其中，赤泥与焦炭的用量的重量比为20:1
‑
4，所述焙烧产物与硫酸溶液的用量的重量比为1:1
‑
2。
[0010]所述硫酸溶液的浓度为1
‑
2mol/L。
[0011]优选地，所述浸出的条件包括：浸出的温度为20
‑
40℃，浸出的时间为30
‑
90min。
[0012]优选地，所述干燥的条件包括：干燥的温度为105
‑
110℃，干燥的时间为5
‑
10h。
[0013]优选地，所述焦炭中碳元素的含量≥80％。
[0014]优选地，所述焦炭的粒径为80
‑
120目。
[0015]优选地，在步骤(1)中，所述焙烧的条件包括：焙烧的温度为800
‑
1100℃，焙烧的时间为1
‑
2h。
[0016]优选地，在步骤(2)中，所述陈化的条件包括：陈化的温度为80
‑
100℃，陈化的时间为20
‑
30h。
[0017]本专利技术第二方面提供一种由上述制备方法得到的除氟剂。
[0018]本专利技术第三方面提供一种所述除氟剂在处理含氟废水中的应用。
[0019]优选地，所述含氟废水中氟离子的浓度为2
‑
10mg/L。
[0020]本专利技术的有益效果：
[0021](1)本专利技术所述的方法中充分利用工业废弃物赤泥用于制备除氟剂，既降低了除氟剂的制备成本，同时也可以将赤泥进行全部回收利用，为赤泥的资源化回收利用提供了新的途径，达到了“以废治废”以及绿色发展的目的；
[0022](2)采用本专利技术所述的方法制备得到的除氟剂具备高效除氟性能，可以吸附含氟废水中的氟离子，同时还能与含氟废水中的氟离子进行络合，进一步提升除氟效果，并且自身会形成絮团，絮团在沉降过程中可通过卷扫、架桥等作用进一步降低水中的氟离子含量。进一步地，本专利技术所述的除氟剂还具备优异的磁性，所述除氟剂形成的絮团可以通过磁分离技术快速实现固液分离，在达到深度除氟效果的同时，也不会造成进一步的金属离子污染，同时也提升了含氟废水的处理效率，降低处理设施的占地面积；
[0023](3)本专利技术所述的方法制备工艺简便，无有机溶剂污染，并且本专利技术所述的除氟剂不仅可以处理氟离子浓度高的含氟废水，对于低氟离子浓度的含氟废水同样具备优异的除氟效果，应用范围广阔，具备很大的市场经济效益以及广阔的应用前景。
具体实施方式
[0024]以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0025]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0026]在本专利技术中，赤泥是指以拜尔法生产氧化铝所得到的固体工业废物，其含有20
‑
25wt％的SiO2、25
‑
30wt％的Al2O3、10
‑
15wt％的CaO和10
‑
20wt％的Fe2O3。
[0027]本专利技术提供一种赤泥基磁性除氟剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
[0028](1)将赤泥与焦炭混合后进行焙烧，然后将焙烧产物在硫酸溶液中浸出；
[0029](2)将步骤(1)得到的物料的pH值调节至5
‑
7，然后进行陈化，接着将陈化后的物料进行干燥和研磨。
[0030]在本专利技术所述的方法中，当所述焦炭中碳元素含量过低时，其焦炭中含有的杂质会对后续的反应产生不利影响，控制所述焦炭中碳元素的含量≥80％，优选为80
‑
85％。
[0031]在优选的实施方式中，所述焦炭的粒径为80
‑
120目。
[0032]在具体的实施方式中，在步骤(1)中，所述焙烧的条件包括：焙烧的温度为800
‑
1100℃，优选为800
‑
1000℃，焙烧的时间为1
‑
2h。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种赤泥基磁性除氟剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将赤泥与焦炭混合后进行焙烧，然后将焙烧产物在硫酸溶液中浸出；(2)将步骤(1)得到的物料的pH值调节至5
‑
7，然后进行陈化，接着将陈化后的物料进行干燥和研磨；其中，赤泥与焦炭的用量的重量比为20:1
‑
4，所述焙烧产物与硫酸溶液的用量的重量比为1:1
‑
2；所述硫酸溶液的浓度为1
‑
2mol/L。2.根据权利要求1所述的赤泥基磁性除氟剂的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述焙烧的条件包括：焙烧的温度为800
‑
1100℃，焙烧的时间为1
‑
2h。3.根据权利要求1所述的赤泥基磁性除氟剂的制备方法，其特征在于，所述浸出的条件包括：浸出的温度为20
‑
40℃，浸出的时间为30
‑
90min。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏双青，赵焰，陈雪，王延忠，郭旭涛，陆梦楠，刘宸，赵燕超，
申请(专利权)人：国能朗新明环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：