多孔方沸石球处理含氟水

Posted 2023-01-13 盆地

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摘要：利用鄂尔多斯盆地白垩系的方沸石岩样，通过提纯和改性等处理制成多孔方沸石球，用于处理含氟水。用过的方沸石球经再生处理也用于处理含氟水。实验结果表明，多孔方沸石球和再生方沸石球都有明显的除氟效果。对于100 mL浓度5.00 mg/L的含氟水，多孔方沸石球较佳的水处理工艺条件为：用量3.0 g，搅拌后静置48 h。对于浓度3.00 mg/L的含氟水，一次水处理就能将F-浓度降到国家标准以内，除氟效率达60%。对于浓度5.00 mg/L的含氟水，2次水处理可以将F-浓度降到国家标准以内，除氟效率达80%。多孔方沸石球对氟离子的吸附符合Langmuir等温式，吸附速度符合斑厄姆公式。再生方沸石球对氟离子的吸附也符合Langmuir等温式，吸附速度也符合斑厄姆公式。多孔方沸石球和再生方沸石球的饱和吸附量相当，这说明用过的方沸石球经再生处理后活性基本恢复，可循环用于含氟水的处理。

鄂尔多斯盆地地处北温带，深居内陆，属典型的大陆性干旱.半干旱季风气候区，水资源严重不足，且分布不均，造成环境脆弱。水文地质勘探发现，盆地深部白垩系赋存有丰富的地下水，是具有开发利用前景的含水岩体。但是盆地水文地质条件复杂，在已探明的深层地下水中，相当一部分水质不好，特别是F-严重超标(F->=3.0mg/l)，大部分地下水的F-为3.0～5.0 mg/l，是人畜不能饮用的苦咸水。目前，国内外处理含氟水的方法很多，常用的主要有混凝法、吸附法、化学法、离子交换树脂法、电凝聚、电渗析和反渗析法等。鄂尔多斯盆地地下水改良是一项量多面广的区域性水治理工程，只有找到简便、高效、成本低廉的除氟方法，才能达到规模治理的目的。

鄂尔多斯盆地钻孔岩样的微观分析表明，白垩系普遍存在方沸石类矿物，只是方沸石含量不高。目前，国内外关于沸除氟的研究有大量报道，关于方沸石除氟的研究报道较少，而采用方沸石含量不高的岩样为原料进而除氟的研究还鲜见报道。

本文以鄂尔多斯盆地白垩系方沸石岩为原料，通过提纯、改性等处理，制成多孔方沸石球，进而探讨方沸石球的除氟和再生机理，期望找到一种成本低廉、行之有效的除氟方法，解决鄂尔多斯盆地水资源短缺的问题。

1实验材料与方法

1.1多孔方沸石球的制备

实验材料为鄂尔多斯盆地白垩系的钻孔岩样，经破碎、筛分后选取小于100目的方沸石岩粉末，按照文献的方法对其中方沸石进行提纯和改性。按85:10:5的重量比称取改性方沸石粉末、造孔剂和粘结剂，充分混合，制成多孔方沸石球，在600°C的焙烧炉中焙烧2.5h，空气中自然冷却，干燥备用。。

1.2多孔方沸石球的水处理工艺实验

根据鄂尔多斯盆地水质分析报告，分别配置几种F-浓度不同的模拟水样，用离子选择电极法测出实际F-浓度。用容量250ml的锥形瓶每次量取100ml模拟水样，加入一定用量的多孔方沸石球，搅拌后静置一段时间，用离子选择电极法测定上清液中F-浓度。改变实验参数(多孔方沸石球的用量、静置时间、起始F-浓度)，重复水处理工艺实验，寻找较佳的水处理工艺条件。

1.3多孔方沸石球的再生实验

采用溶液浸泡和高温焙烧相结合的方法对用过的方沸石球进行再生处理。浸泡采用浓度为1.0mol/l。的硫酸铝钾溶液，浸泡时间为24h。焙烧在500°C的焙烧炉中进行，焙烧时间为4h。再生方沸石球的水处理工艺实验同1.2。

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