论文部分内容阅读
作为人体必需的微量元素之一,氟在日常生活中的应用范围广泛。它是人体体内维持骨骼正常发育必不可少的成分,在牙齿和骨骼形成的过程中起着重要促进作用。但是氟在人体内的安全范围很窄,国家为了控制氟污染,规定饮用水中氟含量不得超过1.0mg/L的标准。我国地方性氟病面积很大,尤其是西北、华北地区分布甚广,其中内蒙的氟中毒在全国比较重,因此研究可行的除氟方法显得尤为重要。沸石拥有的连通孔道、呈架状构造的晶体化学结构使其拥有离子交换、高效选择性吸附、催化等出色的性能,因此在水处理方面得到广泛应用。潍坊丝光沸石在耐酸、耐高温、耐辐射等性能方面良好,因此在本研究中被采用。本课题就天然沸石改性除氟进行了研究和探讨,旨在找到一种有效实用的除氟方法。研究中以天然丝光沸石为原料,通过铁盐或镁盐改性、铁或镁的氧化物改性等方法探讨了不同的改性方案对沸石除氟效果的影响,从而确定了最佳条件和方案,明显提高了除氟效果和吸附容量。镁盐、铁盐改性沸石研究试验表明,采用硫酸镁在400℃高温焙烧2.5h+8%酸泡24h+1.5mol/L硫酸镁浸泡20h条件下,沸石的吸附量达0.322mg/g；采用三氯化铁在400℃高温焙烧2.5h+8%酸泡24h+质量浓度0.4mol/L三氯化铁浸泡20h条件下,沸石的吸附量为0.31mg/g,效果略低于镁盐。镁、铁的氧化物改性沸石试验表明,硫酸镁浓度为1.0mol/L、焙烧温度为400℃、焙烧时间为1.5h改性后的单位沸石吸附量为0.372mg/g。但是氧化镁性质活泼不稳定,使其在试验中的涂层强度不够大,另外,在除氟过程中不牢固的氧化镁涂层会使吸附剂渗出过多的镁离子,从而导致处理后的水质发苦发涩,为水处理带来新的问题。然而,氧化铁涂层改性获得了良好的效果。三氯化铁浓度为2.5mol/L、焙烧温度500℃、焙烧时间2h改性后的单位沸石的吸附量为0.411mg/g,效果明显好于氧化镁改性沸石。试验还研究了镁盐改性沸石和氧化铁涂层改性沸石,从而明确了影响沸石除氟的因素。关于吸附时间,对于镁型改性沸石,在吸附进行到50分钟趋于平缓；氧化铁改性沸石稍快,40分钟后趋于平缓。关于pH值,对于镁型改性沸石,当pH值在6时吸附量达最高,为0.362mg/g；对于氧化铁改性沸石,当pH值在5时吸附量达最大,为0.432mg/g。关于水温,对吸附过程影响较小,故除氟过程可以再室温(20℃)条件下进行。