專利名稱：一種水體除氟的方法
技術領域：
本發明涉及一種水體除氟的方法。
背景技術：
氟是人體必需的微量元素之一，適量的氟(水氟0. 5 lmg/L)可以防止齲齒、增 強骨骼、預防骨質疏松癥。氟是一個雙閾性的元素，其過量和不足都會對人體帶來危害。人體通過飲水、食物和空氣等多種途徑攝入氟。一般成人每日從飲食中獲取2. 4mg 的氟，其中來自水1.4mg，占總攝入量的60%;食物l.Omg，占40%。空氣氟在一般情況下可 忽略不計，但空氣污染應予重視。人類對于氟的獲取主要來源于食物海產品，茶葉，蘋果， 牛奶，蛋，飲水等。人們日常飲用水含氟量一般控制在0. 5 lmg/L。氟攝取不足(水氟低于0. 5mg/L)會引起齲齒、骨質疏松、骨骼生長緩慢、骨密度和 脆性增加等癥狀。過量的氟(水氟高于lmg/L)會引起氟斑牙、氟骨病，甚至會引起氟中毒。地方性氟中毒在我國分布面非常廣泛，到目前為止，除上海市、海南省以外，我國 其余各省、直轄市、自治區中均有地方性氟中毒病區存在。地方性氟中毒是一種慢性全身性 疾病，主要表現在牙齒和骨骼上。氟對牙齒的損害主要表現為氟斑牙，引起牙釉質白堊、著 色、缺損改變以及嚴重的磨損。主要危害7-8歲以下的嬰幼兒，一旦形成殘留終生。氟中毒 引起氟骨癥，主要表現腰腿及全身關節麻木、疼痛、骨關節變形，出現彎腰駝背，發生功能障 礙，乃至癱瘓。氟還能引起神經系統障礙，由于氟直接損傷神經系統或骨骼病變壓迫中樞神 經，也會造成相應的癥狀和體征。另外，氟對肌肉、腎臟、甲狀腺、甲狀旁腺等也產生不同程 度損害。人體對氟的過量的攝入帶來諸多的危害，因此，除氟材料的開發與研究具有非常重 要的意義。目前，水體除氟的方法主要有化學沉淀法、混凝沉降法、吸附與離子交換法及電凝 聚法、電滲析法、反滲透法等，除氟試劑主要有石灰、硫酸鋁、氯化鋁、骨炭、沸石、氧化鋯、活 性氧化鋁、活性氧化鎂等。但是用這些方法以及這些試劑處理的出水難以達到飲用水標準， 而且處理工序復雜、流程諸多、效果不佳、成本較高。
發明內容
為了解決上述技術問題，本發明提供了一種水體除氟的方法，步驟如下a)將磷酸三鈣粉碎，得到磷酸三鈣粉末；b)調節含氟水體的pH至4 5 ；c)向步驟b)得到的水體中加入所述磷酸三鈣粉末，經過70 90min的充分攪拌 后過濾，其中，所述磷酸三鈣的加入量與所述含氟水體中氟的質量比為2000 4000 5。優選地，步驟a)所述磷酸三鈣粉末的粒徑小于420 μ m ；步驟b)以鹽酸調節所述 含氟水體的PH至4 5，優選pH值為4 ；步驟c)所述磷酸三鈣的加入量與所述含氟水體中 氟的質量比為4000 5。
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本發明能夠達到以下技術效果本發明所提供的除氟方法可以顯著去除水體中的 氟，并且除氟率高，而且磷酸三鈣的除氟容量也很高。適當的增加磷酸三鈣的用量可以提高 除氟率，使水體氟含量達到飲用水標準。本發明相比現有技術具有如下優點除氟試劑磷酸三鈣來源充足，且價格低，操作 簡單，除氟率高，除氟劑的除氟容量高。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的 理解本發明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發明的限定。實施例1以正交實驗法找出本發明水體除氟方法的優化條件實驗步驟如下a)將磷酸三鈣粉碎，得到磷酸三鈣粉末；b)調節含氟水體的pH至4 5 ；c)向步驟b)得到的水體中加入所述磷酸三鈣粉末，經過70 -后過濾，其中，所述磷酸三鈣的加入量與所述含氟水體中氟的質量比為正交實驗的設計及操作方法按照下表對實驗中各試劑進行定量加入測定含氟水體的氟含量為5. 881mg/L, 取50mL含氟水體，用鹽酸調節pH至指定的值4、5、6(pH值不宜小于4，因為用離子選擇 電極法測定F離子的濃度會存在較大的誤差，而且太多鹽酸的加入提高了水體的酸度，會 對水體產生二次污染，而且成本也會變高)，向此含氟水體中加入一定質量(0. 20g、0. 4g、 0. 6g)的粒徑小于420 μ m(即過40目篩)的磷酸三鈣粉末，經過設定時間(80min、120min、 160min)的充分攪拌，測定最終水體的氟含量(扣除空白值)，計算出磷酸三鈣的除氟率 (%)以及除氟容量(mg/kg)，具體數據見下表中。
-90min的充分攪拌 :2000 4000 5。
項丨丨以及因素實驗結果除氟率吸附容量實驗編號t(min)pHm(g)CF(mg/L)(%)(mg/kg)18040.20.00299.9661469.828050.40.00599.915734.538060.6*\\\水平 412040.40.000100735.1512050.60.00199.983490612060.20.50991.3451343716040.60.000100490.1816050.20.0001001470.3916060.40.90784.577621.8實驗3多次重J1操作實堪之所測出的數據均高于起初濃度(CF =5. 881mg/L)從上表可看出pH值為4 5的條件下除氟效果較好，攪拌時間SOmin即可吸附完 全，磷酸三鈣的加入量與所述含氟水體中氟的質量比約為4000 5的條件下除氟率可達 100%。
實施例2 用鹽酸調節含氟量為5. 881mg/L的50mL水體的pH至4，向此含氟水體中加入粒 徑小于420μπι(即過40目篩)的磷酸三鈣粉末0.20g，經過SOmin的充分攪拌，測定最終 水體的氟含量為0. 00aiig/L (扣除空白值)，除氟率高達99. 966%，磷酸三鈣的除氟容量達
1469.8mg/kg。實施例3 用鹽酸調節含氟量為5. 881mg/L的50mL水體的pH至4，向此含氟水體中加入粒 徑小于420μπι(即過40目篩)的磷酸三鈣粉末0.20g，經過SOmin的充分攪拌，測定最 終水體的氟含量為0. 000mg/L (扣除空白值)，除氟率高達100%，磷酸三鈣的除氟容量達
1470.3mg/kg。實施例4 用鹽酸調節含氟量為7. 611mg/L的50mL水體的pH至4，向此含氟水體中加入粒 徑小于420 μ m(即過40目篩)的磷酸三鈣粉末0. 10g，經過SOmin的充分攪拌，測定最終 水體的氟含量為2. 951mg/L(扣除空白值)，除氟率高達61. 23%，磷酸三鈣的除氟容量達 2330mg/kg。實施例5 用鹽酸調節含氟量為7. 611mg/L的50mL水體的pH至4，向此含氟水體中加入粒 徑小于420μπι(即過40目篩)的磷酸三鈣粉末0.05g，經過SOnmin的充分攪拌，測定最 終水體的氟含量為6. 600mg/L (扣除空白值)，除氟率達13.觀％，磷酸三鈣的除氟容量達 1025. 4mg/kg。以上所述實施例僅是為充分說明本發明而所舉的較佳的實施例，本發明的保護范 圍不限于此。本技術領域的技術人員在本發明基礎上所作的等同替代或變換，均在本發明 的保護范圍之內。本發明的保護范圍以權利要求書為準。
權利要求
1.一種水體除氟的方法，其特征在于，步驟如下a)將磷酸三鈣粉碎，得到磷酸三鈣粉末；b)調節所述含氟水體pH至4 5；c)向步驟b)得到的水體中加入步驟a)所得磷酸三鈣粉末，經過70 90min的充 分攪拌后過濾，其中，所述磷酸三鈣的加入量與所述含氟水體中氟的質量比為2000 4000 5。
2.根據權利要求1所述的水體除氟的方法，其特征在于，步驟a)所述磷酸三鈣粉末的 粒徑小于420 μ m。
3.根據權利要求1所述的水體除氟的方法，其特征在于，步驟b)以鹽酸調節所述含氟 水體的pH至4 5。
4.根據權利要求1所述的水體除氟的方法，其特征在于，步驟b)所述pH值為4。
5.根據權利要求1所述的水體除氟的方法，其特征在于，步驟c)所述磷酸三鈣的加入 量與所述含氟水體中氟的質量比為4000 5。
全文摘要
本發明公開了一種水體除氟的方法，步驟如下a)將磷酸三鈣粉碎，得到磷酸三鈣粉末；b)調節含氟水體的pH至4～5；c)向步驟b)得到的水體中加入所述磷酸三鈣粉末，經過70～90min的充分攪拌后過濾，其中，所述磷酸三鈣的加入量與所述含氟水體中氟的質量比為2000～4000∶5。本發明所提供的除氟方法可以顯著去除水體中的氟，并且除氟率高，而且磷酸三鈣的除氟容量也很高。適當的增加磷酸三鈣的用量可以提高除氟率，使水體中氟含量達到飲用水標準。
文檔編號C02F1/58GK102107938SQ201110003669
公開日2011年6月29日 申請日期2011年1月10日 優先權日2011年1月10日
發明者尹雪斌, 王張民 申請人:中國科學技術大學蘇州研究院