公布日：2023.10.13

申請日：2023.07.26

分類號：C02F1/58(2023.01)I;C02F1/28(2023.01)I;C02F101/14(2006.01)N

摘要

本發明涉及一種焦化廢水處理用的深度除氟劑及其制備方法，屬于除氟劑技術領域，所述除氟劑按照以下質量分數的成分組成:聚合硫酸鐵20％-30％、聚合氯化鋁20％-30％、草酸改性蒙脫土負載硫化鋁26％-48％、二氧化鈰改性乙二胺四乙酸二鈉水凝膠3％-5％、炭粉3％-10％、氯化鈣2％-5％、二甲基二烯丙基氯化銨1％-4％。本發明在焦化廢水除氟應用中,可以高效的將水中氟化物的濃度降低。

權利要求書

1.一種焦化廢水處理用的深度除氟劑，其特征在于，所述除氟劑按照以下質量分數的成分組成:聚合硫酸鐵20％-30％、聚合氯化鋁20％-30％、草酸改性蒙脫土負載硫化鋁26％-48％、二氧化鈰改性乙二胺四乙酸二鈉水凝膠3％-5％、炭粉3％-10％、氯化鈣2％-5％、二甲基二烯丙基氯化銨1％-4％。

2.一種根據權利要求1所述焦化廢水處理用的深度除氟劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將蒙脫土加入去離子水中，超聲分散，然后向懸浮液中加入無水草酸，將懸浮液在磁力攪拌器上攪拌，以酸蝕蒙脫土進行改性，將從懸浮液過濾中獲得的固體干燥、研磨，制得草酸改性蒙脫土；(2)將硫化鋁放入無氧去離子水中，密封好，并在60℃水浴中磁力攪拌60min得到懸浮液，在氮氣氣氛下，將草酸改性蒙脫土加入到懸浮液中，繼續密封攪拌反應，將制備的混合物離心，收集固體用于冷凍干燥，干燥后，收集固體并研磨，在氮氣氣氛下儲存，制得草酸改性蒙脫土負載硫化鋁；(3)將二氧化鈰粉末加入到乙二胺四乙酸二鈉水溶液中,超聲使其分散均勻,得到混合溶液，加入石英反應瓶中，將其密封,放進微波反應儀，于一定溫度下進行反應,得到二氧化鈰改性乙二胺四乙酸二鈉水凝膠；(4)按相應質量份數稱取聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁、草酸改性蒙脫土負載硫化鋁、二氧化鈰改性乙二胺四乙酸二鈉水凝膠、炭粉、氯化鈣、二甲基二烯丙基氯化銨，通過混料機混合在一起，制得深度除氟劑。

3.根據權利要求2所述焦化廢水處理用的深度除氟劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中蒙脫土、去離子水、無水草酸的質量比為2-4:200-250:0.09-0.12g。

4.根據權利要求2所述焦化廢水處理用的深度除氟劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中超聲分散時間是30-45min，攪拌時間是30-40min。

5.根據權利要求2所述焦化廢水處理用的深度除氟劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中硫化鋁、無氧去離子水、草酸改性蒙脫土的質量比是1.5-3.0：100-150：1.5-3.0g。

6.根據權利要求2所述焦化廢水處理用的深度除氟劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中攪拌反應時間是30-40min。

7.根據權利要求2所述焦化廢水處理用的深度除氟劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中二氧化鈰粉末、乙二胺四乙酸二鈉水溶液的質量比是1-10:40-80g。

8.根據權利要求2所述焦化廢水處理用的深度除氟劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中微波反應溫度是90-100℃，微波反應時間是10-30min。

9.根據權利要求2所述焦化廢水處理用的深度除氟劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中混料機采用三維運動混料機，混料機的轉速設置為10-20rpm，混料時間是3-18h。

發明內容

本發明的目的在于提供一種焦化廢水處理用的深度除氟劑。

本發明要解決的技術問題：傳統焦化廢水處理用的深度除氟劑的除氟性能不佳。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

本發明提供一種焦化廢水處理用的深度除氟劑，所述焦化廢水處理用的深度除氟劑包括以下重量組分：聚合硫酸鐵20％-30％、聚合氯化鋁20％-30％、草酸改性蒙脫土負載硫化鋁26％-48％、二氧化鈰改性乙二胺四乙酸二鈉水凝膠3％-5％、炭粉3％-10％、氯化鈣2％-5％、二甲基二烯丙基氯化銨1％-4％。

所述焦化廢水處理用的深度除氟劑的制備方法，具體包括以下步驟：

(1)將蒙脫土加入去離子水中，超聲分散，然后向懸浮液中加入無水草酸，將懸浮液在磁力攪拌器上攪拌，以酸蝕蒙脫土進行改性，將從懸浮液過濾中獲得的固體干燥、研磨，制得草酸改性蒙脫土；

(2)將硫化鋁放入無氧去離子水中，密封好，并在60℃水浴中磁力攪拌60min得到懸浮液，在氮氣氣氛下，將草酸改性蒙脫土加入到懸浮液中，繼續密封攪拌反應，將制備的混合物離心，收集固體用于冷凍干燥，干燥后，收集固體并研磨，在氮氣氣氛下儲存，制得草酸改性蒙脫土負載硫化鋁；

(3)將二氧化鈰粉末加入到乙二胺四乙酸二鈉水溶液中,超聲使其分散均勻,得到混合溶液，加入石英反應瓶中，將其密封,放進微波反應儀，于一定溫度下進行反應,得到二氧化鈰改性乙二胺四乙酸二鈉水凝膠；

(4)按相應質量份數稱取聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁、草酸改性蒙脫土負載硫化鋁、二氧化鈰改性乙二胺四乙酸二鈉水凝膠、炭粉、氯化鈣、二甲基二烯丙基氯化銨，通過混料機混合在一起，制得深度除氟劑。

進一步地，所述步驟(1)中蒙脫土、去離子水、無水草酸的質量比為2-4:200-250:0.09-0.12g，超聲分散時間是30-45min，攪拌時間是30-40min。

進一步地，所述步驟(2)中硫化鋁、無氧去離子水、草酸改性蒙脫土的質量比是1.5-3.0：100-150：1.5-3.0g，攪拌反應時間是30-40min。

進一步地，所述步驟(3)中二氧化鈰粉末、乙二胺四乙酸二鈉水溶液的質量比是1-10:40-80g，微波反應溫度是90-100℃，微波反應時間是10-30min。

進一步地，所述步驟(4)中混料機采用三維運動混料機，混料機的轉速設置為10-20rpm，混料時間是3-18h。

本發明的有益效果：

1、本發明技術方案中，通過對蒙脫土進行草酸改性，使其具有更粗糙的表面，比表面積和孔容增大，蒙脫土獨特的層狀結構可以作為良好的負載材料，純的硫化鋁傾向于聚集和氧化，會降低比表面積和與污染物反應的能力，將硫化鋁負載到草酸改性蒙脫土上可以避免結塊和低反應性，可以高效除去氟化物，該除氟劑的制備工藝簡單快捷。

2、本發明技術方案中，PH為6.5-7時，為弱酸性環境，草酸改性蒙脫土負載硫化鋁表面帶正電荷，有利于氟離子靜電吸附；部分游離的鋁離子可以與氟離子反應絡合屬于化學吸附，綜上，草酸改性蒙脫土負載硫化鋁可以同時實現化學吸附和靜電吸附，加快了除氟速率。

3、本發明技術方案中，乙二胺四乙酸二鈉水凝膠經過二氧化鈰改性后，對氟離子具有較高的吸附容量和選擇性，所以對氟離子的吸附效果得到顯著提高，草酸改性蒙脫土負載硫化鋁的部分鋁離子可以與二氧化鈰改性乙二胺四乙酸二鈉絡合生成絡合物，促進聚合硫酸鐵和聚合氯化鋁絡合氟離子，加速除氟速率，另一部分游離的鋁離子直接與氟離子反應絡合，加大除氟速率。

（發明人：譚長飛）