一种可长期使用的人造铁基锰砂及其制作方法

摘要

本发明公开了一种用于饮用水净化的人造铁基锰砂及其制作方法，该锰砂是用化学方法在粒状河砂或海砂基料表面涂敷二层涂层，内层为铁基化合物，外层为二氧化锰。本发明人造铁基锰砂制造和运营成本比天然锰砂低，滤除饮用水中铁锰离子能力又远大于天然锰砂，其最大优点还在于可以长期使用，不必再生，因此是很有发展前景的饮用水净化滤料。

说明书

本发明涉及一种人造铁基锰砂，适用于饮用水的净化。

众所周知，饮用水中所含铁离子和锰离子多用天然锰砂或人造锰砂即涂敷二氧化锰的滤料来滤除，在滤料基材上涂敷二氧化锰都是借助二价锰离子的氧化，所不同的是使用的氧化剂不同，有用高锰酸钾的，如WO 02/20127；有用含氯氧化剂的，如特开2002-35576(P2002-35576A)，用这些方法制成的人造锰沙有一个共同的缺点，即需根据使用情况对二氧化锰层进行不定期的再生，无形中增加了操作难度和运行成本。

本发明的目的在于提供一种新型人造铁基锰砂，该锰砂在滤除饮用水中所含铁离子和锰离子的净化过程中可以长期使用，不必再生。

本发明的另一目的在于提供一种上述人造铁基锰砂的制作方法。

本发明的人造铁基锰砂，是在于粒状河砂或海砂基料表面涂有二层涂层，内层为铁基化合物，外层为二氧化锰。

本发明的人造铁基锰砂，所用粒状河砂或海砂基料的粒径为0.6-2.0毫米。

本发明人造铁基锰砂的制作方法，包括如下步骤：(1)用盐酸或硫酸清洗河砂或海砂，水洗，凉干；(2)在反应罐中用浓度为0.01-8％的硫酸亚铁溶液浸泡8-12小时，水洗，凉干；(3)将浓度为0.02-3.0％的高锰酸钾溶液倒入反应罐与河砂或海砂混合均匀，缓缓加入浓度为0.01-5％的氨水溶液进行浸泡，并缓缓转动反应罐，时间为8-24小时；(4)排掉浸泡液，清水冲洗，至冲洗液PH值为6-7；(5)取出凉干即为成品。

本发明人造铁基锰砂的制作方法的优选方案为：(1)用盐酸或硫酸清洗河砂或海砂，水洗，凉干；(2)在反应罐中用浓度为1-5％的硫亚铁溶液浸泡8小时，水洗，凉干；(3)将浓度为0.3-1.5％的高锰酸钾溶液倒入反应罐与河砂或海砂混合均匀，缓缓加入浓度为0.5-3％的氨水溶液进行浸泡，并缓缓转动反应罐，时间为8-16小时；(4)排掉浸泡液，清水冲洗，至冲洗液PH值为6-7；(5)取出凉干即为成品。

本发明人造铁基锰砂的制作方法的最佳方案为：(1)用盐酸或硫酸清洗河砂或海砂150公斤，水洗，凉干；(2)在反应罐中浓度为1.5％的硫酸亚铁溶液50升浸泡8小时，水洗，凉干；(3)将浓度为0.5％的高锰酸钾溶液40升倒入反应罐与河砂或海砂混合均匀，缓缓加入10升浓度为0.5％的氨水溶液进行浸泡，并缓缓转动反应罐，时间为12小时；(4)排掉浸泡液，清水冲洗，至冲洗液PH值为6-7；(5)取出凉干即为成品。

和天然锰沙相比，本发明人造铁基锰砂表面有一个纯度很高的二氧化锰活性膜，滤除水中铁离子能力远远大于天然锰沙，经过实验对比，本发明人造铁基锰砂滤除水中铁锰离子能力比天然锰沙大30％以上。且单位造价低于天然锰沙，成本低廉。容重低于天然锰沙，易于回洗，便于运营。

本发明人造铁基锰砂在净化饮用水，滤除水中铁锰离子的过程中，似乎只起一个催化作用，人造锰砂表层的二氧化锰不仅不消耗，还略有增加。因此可长期使用不必再生，这是本发明人造铁基锰砂的最大优点。为了证实，对尚未使用的人造铁基锰砂与长期使用后的人造铁基锰砂的含锰量作了分析，结果见表1。

表1  本发明人造铁基锰砂使用前后表层二氧化锰消耗情况对比

注：样品A：尚未使用的人造铁基锰砂。样品B：使用二年半的人造铁基锰砂。

从表1数据可以看出，本发明人造铁基锰砂在滤除水中铁锰离子使用过程中，其表面的二氧化锰膜的确没有消耗，还得到了完善和加厚。因此可以得出结论，本发明人造铁基锰砂的确可以长期稳定的使用，不必再生。

                        实施例

可用如下步骤制造本发明人造铁基锰砂：(1)用盐酸或硫酸清洗河砂150公斤，水洗，凉干；(2)在反应罐中用浓度为1.5％的硫酸亚铁溶液50升浸泡8小时，水洗，凉干；(3)将浓度为0.5％的高锰酸钾溶液40升倒入反应罐与河砂混合均匀，缓缓加入10升浓度为0.5％的氨水溶液进行浸泡，并缓缓转动反应罐，时间为12小时；(4)排掉浸泡液，清水冲洗，至冲洗液PH值为6-7；(5)取出凉干即为成品。