专利名称：活性炭降氟剂及其制造方法
技术领域：
本发明介绍一种活性炭降氟剂及其制法。
氟是人体和牲畜必须的元素，但是，如果人体摄入量太多，就会导致有机体中毒，中毒的结果是使牙齿的珐琅破坏，骨骼变脆。氟的慢性中毒还会引起人的食欲减退、疲备、牙齿和骨骼变形、关节僵直，氟中毒还会引起肾、心脏、肾上腺、睾丸和甲状腺等脏器的损害。
当前饮水除氟的方法较多，有“活性氧化铝法”，“骨粉法”、“骨炭法”及“合成骨质法”等，在我国还有“电解铝除氟法”、“三氧化铝沉淀法”、“氟石岩除氟法”、“BC除氟剂法”等，均取得了一定的除氟效果。但上述方法处理的水，有的有异味，有的混浊，有的含有对人体有害的铝元素，而且除氟剂再生也比较困难。
本发明的目的是公开一种活性炭降氟剂及其制备方法，使降氟剂具有净水、降氟的双重效果，并且再生容易。
羟基磷酸钙对水中的氟离子有两种形式的消除作用，一种形式作为载体，对氟离子进行吸附，其可能的反应机理为
经上述吸附反应降氟的水，加碱之后(PH＞9)，F-又增加到原来的浓度，这说明被吸附的F-又重新转变为游离状态，可能的反应机理为
对降氟后的溶液测定Ca+，发现Ca+略有减少，如用酸中和加碱后的溶液至PH＝7，则发现Ca+又稍有增加，其反应机理为
羟基磷酸钙降氟的第二种形式为置换过程，其可能的反应机理为
依平衡原理，当OH-浓度较大时
从上述二种除氟反应机理来看，羟基磷酸钙除氟具有专一性。除稍微影响原水中钙离子浓度之外，基本上仅具除氟作用。
羟基磷酸钙是骨质中的主要成份，本发明以动物骨骼为原料，经加工处理，制得活性炭降氟剂。本方法分四个步骤一、原料预处理;二、浸灰;三、炭化;四、活化。
一、原料预处理。原料以动物骨骼为主，动物骨骼有许多种，其骨质组成各异，一般以膝盖骨、脊锥骨、趾骨、胫骨、髋骨较为理想，其它部分的骨质较软，去油脱胶后更为松散，不便加工。将原骨放入28%的盐酸或1%的硫酸溶液中，浸泡洗涤10-36小时，然后将放入压力容器中，加水升温，在2.5kg汽压下保温1-2小时，减压冷却后油胶分离，达到一次性除油胶的目的，出油出胶率均为原骨重量的10%左右(但不要超过14%)。
二、浸灰。把经过脱胶的骨料进行干燥，干燥后进行粉碎，留取14-30目的颗粒，把14-30目的颗粒放入氢氧化钙溶液中，浸灰24-72小时，氢氧化钙以20%的浓度为最佳，经过浸灰的骨粒在2%的氢氧化钠溶液中浸泡4-5小时，再用醋酸中和，溶液的PH值为5或6保持10小时不变即可，如PH值达不到要求，要继续加酸，至到溶液的PH达到要求不变为止，将骨粒干燥。
三、炭化。将骨粒和木粉(锯沫)混匀放入容器中，上面再覆盖一层木粉加热炭化，炭化温度400-600℃，保温一段时间，待冷却下来用水冲洗，分离骨粒和木粉。炭化温度过高和过低都不利于对氟的吸附。
四、活化。活性炭降氟剂的有效成份主要是羟基磷酸钙中的羟基，有效的方法是用碱进行煮沸，以加强羟基。用5%的氢氧化钠溶液煮沸15分，待冷却后用洁净的(低氟水)进行冲洗，使PH值至9，再用2%的醋酸溶液中和至PH＝7，用洁净水冲洗至无醋酸盐为至。
制得的降氟剂的成份如下Cao40-70%(重量百分比，下同)，P2O530-50%，Fe0.03-0.1%，Zn0.05-0.1%，酸不溶物1.5-8%。物理参数为真密度3.45g/mL，视密度1.47g/mL，堆密度0.70g/mL，孔容0.39mL/g，孔隙率57%，比表面62.06m2/g，平均孔半径125.7
。
实施例一吸附之前(mg/L)吸附之后(mg/L)Ca33Mg3300Fe0.040.02AL0.020.01Zn0.010.05Hg0.020.01Se0.020.012F50.37
实施例二吸附之前(mg/L)吸附之后(mg/L)氨氮0.05未检出亚硝酸盐氮未检出未检出硝酸盐氮0.070.09氟化物2.520.10总硬度30.021.9硫酸盐140.0143.0碘化物210.0190.0砷未检出未检出硒未检出未检出汞未检出未检出氰化物0.020.02锰未检出未检出铁0.500.20铅未检出未检出镉未检出未检出锌未检出未检出活性炭降氟剂失效后，使之再恢复降氟能力，其原理为
用1-2%的氢氧化钠溶液浸泡失效的活性炭降氟剂，碱液量每斤降氟剂用碱2升，浸泡8小时以上，用洁净水冲洗至PH＝7即可。
本发明方法简单，原料来源广，产品降氟效果好，再生容易，损耗率低，水质符合饮用标准。
权利要求
1.一种以动物骨骼制成的活性炭降氟剂，其特征为CaO40-70%(重量百分比，下同)，P2O530-50%，Fe0.03-0.1%，Zn0.05-0.1%，酸不溶物1.5-8%。
2.一种动物骨骼为原料制造活性炭降氟剂的方法，炭化是将骨粒与木粉(锯沫)混匀放入容器中，上面再用一层木粉覆盖，加热炭化，其特征是炭化温度为400-600℃。
全文摘要
本发明介绍一种活性炭降氟剂及其制法。
文档编号C01B31/12GK1033781SQ87106858
公开日1989年7月12日 申请日期1987年10月8日 优先权日1987年10月8日
发明者王俊池, 赵玉清, 赵玉平 申请人:王俊池, 赵玉清, 赵玉平