专利名称：一种水体除氟的方法
技术领域：
本发明涉及一种水体除氟的方法。
背景技术：
氟是人体必需的微量元素之一，适量的氟(水氟0. 5 lmg/L)可以防止龋齿、增 强骨骼、预防骨质疏松症。氟是一个双阈性的元素，其过量和不足都会对人体带来危害。人体通过饮水、食物和空气等多种途径摄入氟。一般成人每日从饮食中获取2. 4mg 的氟，其中来自水1.4mg，占总摄入量的60%;食物l.Omg，占40%。空气氟在一般情况下可 忽略不计，但空气污染应予重视。人类对于氟的获取主要来源于食物海产品，茶叶，苹果， 牛奶，蛋，饮水等。人们日常饮用水含氟量一般控制在0. 5 lmg/L。氟摄取不足(水氟低于0. 5mg/L)会引起龋齿、骨质疏松、骨骼生长缓慢、骨密度和 脆性增加等症状。过量的氟(水氟高于lmg/L)会引起氟斑牙、氟骨病，甚至会引起氟中毒。地方性氟中毒在我国分布面非常广泛，到目前为止，除上海市、海南省以外，我国 其余各省、直辖市、自治区中均有地方性氟中毒病区存在。地方性氟中毒是一种慢性全身性 疾病，主要表现在牙齿和骨骼上。氟对牙齿的损害主要表现为氟斑牙，引起牙釉质白垩、着 色、缺损改变以及严重的磨损。主要危害7-8岁以下的婴幼儿，一旦形成残留终生。氟中毒 引起氟骨症，主要表现腰腿及全身关节麻木、疼痛、骨关节变形，出现弯腰驼背，发生功能障 碍，乃至瘫痪。氟还能引起神经系统障碍，由于氟直接损伤神经系统或骨骼病变压迫中枢神 经，也会造成相应的症状和体征。另外，氟对肌肉、肾脏、甲状腺、甲状旁腺等也产生不同程 度损害。人体对氟的过量的摄入带来诸多的危害，因此，除氟材料的开发与研究具有非常重 要的意义。目前，水体除氟的方法主要有化学沉淀法、混凝沉降法、吸附与离子交换法及电凝 聚法、电渗析法、反渗透法等，除氟试剂主要有石灰、硫酸铝、氯化铝、骨炭、沸石、氧化锆、活 性氧化铝、活性氧化镁等。但是用这些方法以及这些试剂处理的出水难以达到饮用水标准， 而且处理工序复杂、流程诸多、效果不佳、成本较高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种水体除氟的方法，步骤如下a)将磷酸三钙粉碎，得到磷酸三钙粉末；b)调节含氟水体的pH至4 5 ；c)向步骤b)得到的水体中加入所述磷酸三钙粉末，经过70 90min的充分搅拌 后过滤，其中，所述磷酸三钙的加入量与所述含氟水体中氟的质量比为2000 4000 5。优选地，步骤a)所述磷酸三钙粉末的粒径小于420 μ m ；步骤b)以盐酸调节所述 含氟水体的PH至4 5，优选pH值为4 ；步骤c)所述磷酸三钙的加入量与所述含氟水体中 氟的质量比为4000 5。
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本发明能够达到以下技术效果本发明所提供的除氟方法可以显著去除水体中的 氟，并且除氟率高，而且磷酸三钙的除氟容量也很高。适当的增加磷酸三钙的用量可以提高 除氟率，使水体氟含量达到饮用水标准。本发明相比现有技术具有如下优点除氟试剂磷酸三钙来源充足，且价格低，操作 简单，除氟率高，除氟剂的除氟容量高。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的 理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。实施例1以正交实验法找出本发明水体除氟方法的优化条件实验步骤如下a)将磷酸三钙粉碎，得到磷酸三钙粉末；b)调节含氟水体的pH至4 5 ；c)向步骤b)得到的水体中加入所述磷酸三钙粉末，经过70 -后过滤，其中，所述磷酸三钙的加入量与所述含氟水体中氟的质量比为正交实验的设计及操作方法按照下表对实验中各试剂进行定量加入测定含氟水体的氟含量为5. 881mg/L, 取50mL含氟水体，用盐酸调节pH至指定的值4、5、6(pH值不宜小于4，因为用离子选择 电极法测定F离子的浓度会存在较大的误差，而且太多盐酸的加入提高了水体的酸度，会 对水体产生二次污染，而且成本也会变高)，向此含氟水体中加入一定质量(0. 20g、0. 4g、 0. 6g)的粒径小于420 μ m(即过40目筛)的磷酸三钙粉末，经过设定时间(80min、120min、 160min)的充分搅拌，测定最终水体的氟含量(扣除空白值)，计算出磷酸三钙的除氟率 (%)以及除氟容量(mg/kg)，具体数据见下表中。
-90min的充分搅拌 :2000 4000 5。
项丨丨以及因素实验结果除氟率吸附容量实验编号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实验3多次重J1操作实堪之所测出的数据均高于起初浓度(CF =5. 881mg/L)从上表可看出pH值为4 5的条件下除氟效果较好，搅拌时间SOmin即可吸附完 全，磷酸三钙的加入量与所述含氟水体中氟的质量比约为4000 5的条件下除氟率可达 100%。
实施例2 用盐酸调节含氟量为5. 881mg/L的50mL水体的pH至4，向此含氟水体中加入粒 径小于420μπι(即过40目筛)的磷酸三钙粉末0.20g，经过SOmin的充分搅拌，测定最终 水体的氟含量为0. 00aiig/L (扣除空白值)，除氟率高达99. 966%，磷酸三钙的除氟容量达
1469.8mg/kg。实施例3 用盐酸调节含氟量为5. 881mg/L的50mL水体的pH至4，向此含氟水体中加入粒 径小于420μπι(即过40目筛)的磷酸三钙粉末0.20g，经过SOmin的充分搅拌，测定最 终水体的氟含量为0. 000mg/L (扣除空白值)，除氟率高达100%，磷酸三钙的除氟容量达
1470.3mg/kg。实施例4 用盐酸调节含氟量为7. 611mg/L的50mL水体的pH至4，向此含氟水体中加入粒 径小于420 μ m(即过40目筛)的磷酸三钙粉末0. 10g，经过SOmin的充分搅拌，测定最终 水体的氟含量为2. 951mg/L(扣除空白值)，除氟率高达61. 23%，磷酸三钙的除氟容量达 2330mg/kg。实施例5 用盐酸调节含氟量为7. 611mg/L的50mL水体的pH至4，向此含氟水体中加入粒 径小于420μπι(即过40目筛)的磷酸三钙粉末0.05g，经过SOnmin的充分搅拌，测定最 终水体的氟含量为6. 600mg/L (扣除空白值)，除氟率达13.观％，磷酸三钙的除氟容量达 1025. 4mg/kg。以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范 围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明 的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
权利要求
1.一种水体除氟的方法，其特征在于，步骤如下a)将磷酸三钙粉碎，得到磷酸三钙粉末；b)调节所述含氟水体pH至4 5；c)向步骤b)得到的水体中加入步骤a)所得磷酸三钙粉末，经过70 90min的充 分搅拌后过滤，其中，所述磷酸三钙的加入量与所述含氟水体中氟的质量比为2000 4000 5。
2.根据权利要求1所述的水体除氟的方法，其特征在于，步骤a)所述磷酸三钙粉末的 粒径小于420 μ m。
3.根据权利要求1所述的水体除氟的方法，其特征在于，步骤b)以盐酸调节所述含氟 水体的pH至4 5。
4.根据权利要求1所述的水体除氟的方法，其特征在于，步骤b)所述pH值为4。
5.根据权利要求1所述的水体除氟的方法，其特征在于，步骤c)所述磷酸三钙的加入 量与所述含氟水体中氟的质量比为4000 5。
全文摘要
本发明公开了一种水体除氟的方法，步骤如下a)将磷酸三钙粉碎，得到磷酸三钙粉末；b)调节含氟水体的pH至4～5；c)向步骤b)得到的水体中加入所述磷酸三钙粉末，经过70～90min的充分搅拌后过滤，其中，所述磷酸三钙的加入量与所述含氟水体中氟的质量比为2000～4000∶5。本发明所提供的除氟方法可以显著去除水体中的氟，并且除氟率高，而且磷酸三钙的除氟容量也很高。适当的增加磷酸三钙的用量可以提高除氟率，使水体中氟含量达到饮用水标准。
文档编号C02F1/58GK102107938SQ201110003669
公开日2011年6月29日 申请日期2011年1月10日 优先权日2011年1月10日
发明者尹雪斌, 王张民 申请人:中国科学技术大学苏州研究院