專利名稱：鋁空電凝聚降氟裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用電化學方法處理高氟水的裝置，特別涉及一種用鋁空電凝聚方法降氟的裝置。
長期飲用高氟水會引起氟中毒，輕者引起斑釉齒，重者導致氟骨癥，造成上下肢彎曲、駝背、截癱等疾患，使人喪失勞動能力，嚴重危害人們的身體健康，影響國民經濟發展。我國是氟病發病率較高較廣的國家，全國約有991個縣發生氟中毒病，約有7274萬人受害。目前所采用的處理高氟水的方法可歸納為三類其一為混凝沉淀法即在高氟水中添加鋁鹽、石灰等化學劑生成鋁的氫氧化物膠體來吸附氟離子沉淀，達到降氟目的。此法雖使用方便，但它使水質發生變化，處理后的水中氯化物、硫酸鹽及鋁離子含量明顯增加，從而影響水質，且此方法需對原水的PH值進行調整，因此對使用者的化學知識有一定要求，從而對推廣應用造成了一定的局限性，尤其對于知識缺乏的邊遠山區更不易推廣應用。其二為濾層吸附法，它用天然沸石、活性氧化鋁、離子交換樹脂濾料作吸附劑去吸附氟離子。此方法降氟效果好，但很復雜，首先必須有相應的設備，而且濾料對氟的吸附能力有限，一旦達到吸附飽和，就失去了降氟效果，必需對其進行活化和再生，且處理工藝較復雜，亦不適于推廣使用。其三為電化學方法，即采用電解鋁生成氫氧化鋁膠體吸附氟離子沉淀達到降氟的目的。此法耗能大，對無電地區無法實施。
本實用新型的目的是要克服上述的不足之處，提供一種不但降氟效果好，且不用電源、不影響水質、使用方便的處理高氟水裝置。
本實用新型是這樣構思的它為一種原電池裝置，其負極為鋁，正極為能以空氣作為去極劑的材料，以高氟水作為電池液，將正、負極用導線連接，靠其之間自然電位差，正極以空氣作為去極劑，使得負極不斷發生溶解，生成新生態氫氧化鋁膠體，從而使高氟水中的氟離子與其共沉淀，而沉淀物是很容易清除的，從而達到本實用新型的目的。本實用新型的特征就在于，它由盛液反應槽、正負極件、過濾器所組成；盛液反應槽中放有高氟水，并開有出水口通過管路與過濾器相通，正負極件置高氟水中用導線連接；其負極件為食用鋁，正極件為a.材料成份由粘合材料、碳素傳導材料、催化材料所組成，其中粘合材料為聚四氟乙烯或聚乙烯，碳素材料為乙炔黑、石墨粉、活性炭粉之中的一種或一種以上的組合，催化材料為低于碳素析氫超電位的金屬粉及二氧化錳之中的一種或一種以上的組合，以二氧化錳和鎳粉為最佳；b.成份含量粘合材料20％－30％，碳素傳導材料60％－80％，催化材料≤10％；c.材料加工將所選材料混合均勻，用200－400kg／cm2的壓強，120℃－200℃的高溫模壓成型，或用上述壓強與溫度，以銅絲網或鍍銀的銅絲網作為格架進行壓制；d.正極件形狀敞口的空腔體如管狀、空心板狀，其壁厚以2～3cm為佳；還可以用聚乙烯或聚四氟乙烯做的框架，框架的上、前、后面為空的，下、左、右面為實的，將兩張制成片狀的正極材料熱壓在框架的前、后面，構成敞口的空腔體；正極件材料還可采用經化學處理去除其對人體有害成份的鋁空電池正極片。本實用新型的特征還在于它的盛液反應池的底部為漏斗形；盛液反應池還可分為反應槽與沉淀凈化池兩部分，之間用連通管相通，并在連通管上裝有連通閥；本實用新型的過濾器為過濾材料為砂子的凈化過濾器，或過濾材料為麥飯石的礦化過濾器。
本實用新型的優點在于，與現有降氟方法、裝置相比，具有很強的適用性；它無需電源，使用方便簡單，且使用者不需具有化學知識，特別適用于貧困山區、無電區域；它的正負極件的大小、數量可根據含氟量的多少、用戶要求處理時間的長短而隨意選擇，盛液反應池的大小、形狀宜可根據實際需要任意選擇而并不影響處理效果，滿足了社會供水、集體食堂、家庭用戶等不同的需要；本實用新型還可用來在高氟水地區生產礦泉水；用本實用新型提供的裝置降氟后的水質達到了國家飲用水標準，其處理前后的水質分析數據見下表 ＊為礦泉水標準。
下面將結合附圖給出本實用新型的實施例。
實施例1
圖1為家庭用本實用新型的結構示意圖。如圖所示，盛液反應池分為反應槽(4)、沉淀凈化池(3)上下兩部分，其之間由連通管(8)接通；沉淀凈化池(3)下部為漏斗形，開有出水口(12)，斗底部有排污閥(9)；過濾器(2)由管路與出水口(12)相通；反應槽(4)上開有進水口(5)，反應槽(4)內置有正極件(10)、負極件(7)；負極件(7)為3片15×14cm2的食用鋁板，與兩個正極件(10)間隔而放，如
圖1所示；圖2為正極件(10)的剖面結構圖，如圖所示，在正極件(10)的中間有透氣孔(14)，用以保證反應時正極件(10)能與空氣接觸，它是這樣構成的由80％的活性碳，加4％的二氧化錳、1％的鎳粉作為催化劑，用15％的聚乙烯作為粘合劑，將它們混合均勻，以銅絲網作為格架，經250kg／cm2的壓強，130℃的高溫壓制成14.5×15.6cm2、其橫剖面結構如圖2所示空心板；將正負極件用導線(6)相聯接。將20kg的高氟水通過進水口(5)放入反應槽(4)中，既開始發生反應，負極件(7)發生陽極溶解，生成氫氧化鋁絮狀物凝聚水中氟離子共沉淀，經反應2小時后，水中氟降至0.67mg／l，達到飲用水標準；如
圖1所示打開聯通管(8)上的聯通閥(11)，將水放入沉淀凈化池(3)中，靜止1小時左右，待凝聚物沉淀后，打開出水口(12)處的排水閥(13)，沉淀凈化池(3)中上部的凈水即通過過濾器(2)，過濾掉殘余的絮凝物，流到盛水桶(16)中的清水即為達國標的飲用水；打開排污閥(9)即可放掉沉淀在沉淀凈化池(3)斗底部的沉積物。
實施例2圖4為本實用新型的又一形式，如圖所示，盛液反應池(1)中置有正、負極件(10、7)它們短路相接，間隔相置，盛液反應池(1)的下部開有出水口(12)，并設排水閥(13)；當將高氟水注入盛液反應池(1)時，正負極間依靠其自然電位差開始反應；當降氟達標后，打開排水閥(13)，先排除沉積物，再將水流經由過濾材料為麥飯石的過濾器(2)，即過濾掉殘余氫氧化鋁絮狀物，而將麥飯石中的對人體有益的元素鋅、鍶等溶出，流到盛水桶(16)中的水即為礦泉水。本裝置的負極件(7)為食用鋁板，正極件(10)如圖3所示，是用聚乙烯做成一個左右下面為實、前后上面為空的框架(15)，將鋁空電池的正極片經化學處理，去除對人體有毒有害元素后，熱壓在框架(15)的前后兩面，構成一個上面開口的空腔體，此種形狀使得正極件(10)即與電池液高氟水接觸又同時與空氣接觸，保證了正極能不斷地以空氣作為去極劑去除本身的極化，使負極不斷發生陽極溶解，使得反應能持續進行。
權利要求1.一種鋁空電凝聚降氟裝置，其特征在于，它由盛液反應槽(1)、正、負極件(10、7)、過濾器(2)所組成；盛液反應槽(1)的下部開有出水口(12)，通過管路與過濾器相通，高氟水盛在盛液反應池(1)中，正、負極件(10、7)置于高氟水中并用導線連接；其負極件(7)為食用鋁；正極件(10)為a.材料成份由粘合材料、碳素傳導材料、催化材料所組成，其中粘合材料為聚四氟乙烯或聚乙烯，碳素材料為乙炔黑、石墨粉、活性炭粉之中的一種或一種以上的組合，催化材料為低于碳素析氫超電位的金屬粉及二氧化錳之中的一種或一種以上的組合；b.成份含量粘合材料20%-30%，碳素傳導材料60%-80%，催化材料≤10%；c.材料加工將所選材料混合均勻，用200-400kg/cm2的壓強，120℃-200℃的高溫模壓成型；d.正極件形狀敞口的空腔體如管狀、空心板狀，其壁厚以2～3cm為佳。
2.根據權利要求1所述的降氟裝置，其特征在于它所說的正極件(10)的催化材料以二氧化錳和鎳粉為最佳。
3.根據權利要求1或2所述的降氟裝置，其特征在于它的正極件(10)中有銅絲網或鍍銀的銅絲網的格架。
4.根據權利要求1所述的降氟裝置，其特征在于它的正極件(10)的形狀是由用聚乙烯或聚四氟乙烯做的框架，框架的上、前、后面為空的，下、左、右面為實的，將兩張制成片狀的正極材料熱壓在框架的前、后面，構成敞口的空腔體。
5.根據權利要求1或4所述的降氟裝置，其特征在于它的正極件(10)的材料是經化學處理去除對人體有害成份的鋁空電池正極片。
6.根據權利要求1或2或3或4或5所述的降氟裝置，其特征在于它的盛液反應池(1)的底部為漏斗形。
7.根據權利要求1或6所述的降氟裝置，其特征在于它的盛液反應池(1)分為反應槽(4)與沉淀凈化池(3)兩部分，之間用連通管(8)相通，并在連通管(8)上安有連通閥(11)。
8.根據權利要求1或7所述的降氟裝置，其特征在于它的過濾器(2)為過濾材料為砂子的凈化過濾器，或過濾材料為麥飯石的礦化過濾器。
專利摘要一種鋁空電凝聚降氟裝置，由盛液反應池、正負極件、過濾器所組成。盛液反應池中盛有高氟水，在其下部開有出水口，通過管路與過濾器相通，正負極件置于高氟水中用導線連接。負極件為食用鋁，正極件是用粘合材料、碳素傳導材料、催化材料混勻制作成的敞口的空腔體。本裝置的正極件用空氣去除自身的極化，在正負極間產生自然電位差，使得負極不斷發生溶解，生成新生態氫氧化鋁膠體，吸附作為電池液的高氟水中的氟離子并與其共沉淀、達到降氟的目的。
文檔編號C02F1/46GK2099752SQ9120242
公開日1992年3月25日 申請日期1991年2月13日 優先權日1991年2月13日
發明者宋同安, 李金英 申請人:宋同安, 李金英