本發明涉及一種除氟濾料的生產方法，尤其是一種適用于除氟容量高的鎂摻雜羥基磷灰石除氟濾料的生產方法。
背景技術：
氟是人體必需微量元素之一，與鈣磷代謝有密切關系。人體攝入氟的主要形式是通過飲水，攝入適量的氟能增強機體骨、齒的硬度，促進酶系統新陳代謝，幫助傳遞神經興奮。但當人體長期攝入氟含量超過1.5mg/L，輕者引起氟斑牙，重者會引起氟骨癥。因此，尋找降低飲水中氟的方法，在飲用水凈化領域內具有重要意義。
目前吸附法是去除飲用水中過量氟應用最廣泛的方法，除氟吸附劑品種較多，如活性氧化鋁、活性炭、沸石、高嶺土、骨炭和羥基磷灰石等，在不同時期都曾風靡一時過，但考慮到二次污染、成本和除氟容量，許多吸附劑并未得到實際應用。
如活性氧化鋁除氟容量低，一般只有0.8-2mg/L，且在除氟過程中需要調節pH值，增加了使用的復雜性，目前應用較少；活性炭的除氟容量低,再生困難，沒有得到很好的推廣應用；骨炭除氟的出水色度、濁度和嗅味一直不能令人滿意，且在連續的水流中穩定性較差，已經基本退出我國市場。
羥基磷灰石是一種新型除氟濾料，因其具有吸附性能高、無毒無污染、可重復利用等眾多優點，研究者們不斷對其進行改性研究。如發明專利號為ZL201010264616.1公開了一種飲用水除氟濾料的生產方法,這種除氟濾料為多孔球形羥基磷灰石；發明專利號為ZL201110311033.4公開了凹凸棒土負載羥基磷灰石復合除氟濾球的生產方法；發明專利號為ZL201410742909.4公開了一種鋁摻雜羥基磷灰石除氟濾料的生產方法。上述專利文獻中均以羥基磷灰石為主體，逐步對其進行改性以達到深度除氟的目的，但是材料的成本仍然相對較高，除氟容量需要進一步提高。而提高除氟容量，降低成本，提高應用的安全性是除氟劑改性的永恒主題。
另外，羥基磷灰石被廣泛應用于醫學領域中的骨骼和牙齒植入,而鎂取代羥基磷灰石最近被用于骨組織工程中人工骨替代品，鎂的加入可以刺激成骨細胞增殖，說明鎂具有很好的生物相容性，在飲用水中不存在進入人體的隱患，但有關鎂摻雜羥基磷灰石材料目前研究較少。
技術實現要素：
技術問題：本發明的目的是要克服現有技術中的不足之處，提出一種方法簡單、除氟容量高的鎂摻雜羥基磷灰石除氟濾料的生產方法。
技術方案：本發明的鎂摻雜羥基磷灰石除氟濾料的生產方法，包括如下步驟：
(1)采用工業級的可溶性鈣鹽、磷酸、氨水和可溶性鎂鹽為原料；
(2)按照鎂鈣摩爾比確定可溶性鎂鹽和鈣鹽的投加質量；
(3)將確定投加質量的可溶性鎂鹽和鈣鹽用水調成糊狀，并加入到反應釜中，邊加入邊攪拌至均勻；
(4)按照可溶性鎂鹽和鈣鹽的摩爾數之和與磷酸的摩爾比確定磷酸的投加量；
(5)按照磷酸與水的體積比1：3配制磷酸溶液；
(6)將配置好的磷酸溶液滴加到反應釜中；
(7)在磷酸滴加的過程中，同時向反應釜中逐滴加入氨水調整反應體系的pH值；
(8)待磷酸滴加完后，常溫下繼續攪拌；
(9)反應釜停止攪拌，靜置陳化0.5h；
(10)取出產物,進行脫水、洗滌、干燥、粉碎,得到鎂摻雜羥基磷灰石除氟濾料。
所述鎂鈣摩爾比為0.05-0.4。
所述可溶性鎂鹽和鈣鹽的摩爾數之和與磷酸的摩爾比為1.4-1.8。
所述反應體系的pH值實時保持在8-11的范圍。
所述磷酸滴加完之后，繼續在常溫下攪的時間為0.5-2小時。
有益效果：為了進一步提高羥基磷灰石物理化學特性及其在水處理中的應用，本發明對羥基磷灰石進行摻鎂改性，采用廉價工業級可溶性鎂鹽、鈣鹽、磷酸和氨水為原料，合成鎂摻雜羥基磷灰石濾料，其中氨水起到調控反應體系pH值的作用，以保證產品的純度和除氟容量；由于Mg的原子半徑比Ca半徑小，則少量的鎂摻雜可以使羥基磷灰石的結構發生畸變，晶格缺陷增加，結晶度下降，晶粒尺寸減小，比表面積增大，表面物理吸附反應增多，從而對羥基磷灰石除氟起到增效作用，提高了產品的除氟容量。主要有以下優點：
1、產品的除氟容量高，與已有技術相比，產品的除氟容量提高2-3倍,在運行過程中不需再生，除氟效果長期穩定；
2、采用廉價工業級材料生產，常溫下制備，生產和使用工藝、設備簡單易控，有利于大規模生產和推廣利用；
3、不會存在二次污染，產品的產率和純度高，無副產物雜質如磷酸鹽的生成。
具體實施方式
本發明的鎂摻雜羥基磷灰石除氟濾料的生產方法，步驟如下：
(1)采用工業級的可溶性鈣鹽、磷酸、氨水和可溶性鎂鹽為原料；
(2)按照鎂鈣摩爾比為0.05-0.4的比例確定可溶性鎂鹽和鈣鹽的投加質量；
(3)將確定投加質量的可溶性鎂鹽和鈣鹽用水調成糊狀，并加入到反應釜中，邊加入邊攪拌至均勻；
(4)按照可溶性鎂鹽和鈣鹽的摩爾數之和與磷酸的摩爾比為1.4-1.8的比例確定磷酸的投加量；
(5)按照磷酸與水的體積比1：3配制磷酸溶液；
(6)將配置好的磷酸溶液滴加到反應釜中，滴加到反應釜中的磷酸溶液滴加速度為200L/h；
(7)在磷酸滴加的過程中，同時向反應釜中逐滴加入氨水，使反應體系的pH值實時保持在8-11的范圍；
(8)待磷酸滴加完后，常溫下繼續攪拌0.5-2小時；
(9)反應釜停止攪拌，靜置陳化0.5h；
(10)取出產物,進行脫水、洗滌、干燥、粉碎,得到鎂摻雜羥基磷灰石除氟濾料
下面以實施例對本發明作進一步的描述：
以一噸反應釜為例，選用工業級原料：硝酸鈣，含量為99％；硝酸鎂，含量為99％；磷酸，含量為85％，密度為1.7g/mL；氨水，含量為20％。
實施例1：
1、按照鎂鈣摩爾比為0.06，稱取硝酸鈣236kg，硝酸鎂12.82kg，用水調成糊狀，把糊狀硝酸鎂和硝酸鈣混合液加入反應釜中，邊加入邊攪拌至均勻；
2、按照可溶性鎂鹽和鈣鹽的摩爾數之和與磷酸的摩爾比為1.5的比例確定磷酸的投加量為69L
3、按照磷酸與水的體積比1：3，將69L的磷酸加入207L的水中攪拌均勻配成溶液；
4、將上述磷酸溶液滴加到反應釜，控制滴加速度為200L/h；
5、在磷酸滴加的過程中，同時向反應釜中逐滴加入氨水，調節反應體系的pH值為9；
6、磷酸滴加完后，繼續攪拌1h；
7、停止攪拌，靜置陳化0.5h；
8、取出產物,進行脫水、洗滌、干燥、粉碎,得到鎂摻雜羥基磷灰石除氟濾料。
實施例2：
1、按照鎂鈣摩爾比為0.12，稱取硝酸鈣236kg，硝酸鎂25.64kg，用水調成糊狀，把糊狀硝酸鎂和硝酸鈣混合液加入反應釜中，邊加入邊攪拌至均勻；
2、按照可溶性鎂鹽和鈣鹽的摩爾數之和與磷酸的摩爾比為1.6的比例確定磷酸的投加量為68L；
3、按照磷酸與水的體積比1：3，將68L的磷酸加入204L0L的水中,攪拌均勻配成溶液；
3、將上述磷酸溶液滴加到反應釜，控制滴加速度為200L/h；
4、在磷酸滴加的過程中，同時向反應釜中逐滴加入氨水，調節反應體系的pH值為10；
5、磷酸滴加完后，繼續在常溫下攪拌1.5h；
6、停止攪拌，靜置陳化0.5h；
7、取出產物,進行脫水、洗滌、干燥、粉碎,得到鎂摻雜羥基磷灰石除氟濾料。
實施例3：
1、按照鎂鈣摩爾比為0.24，稱取硝酸鈣236kg，硝酸鎂51.28kg，用水調成糊狀，把糊狀硝酸鎂和硝酸鈣混合液加入反應釜中，邊加入邊攪拌至均勻；
2、按照可溶性鎂鹽和鈣鹽的摩爾數之和與磷酸的摩爾比為1.8的比例確定磷酸的投加量為67L；
3、按照磷酸與水的體積比1：3，將67L的磷酸加入201L的水中,攪拌均勻配成溶液；
3、將上述磷酸溶液滴加到反應釜，控制滴加速度為200L/h；
4、在磷酸滴加的過程中，同時向反應釜中逐滴加入氨水，調節反應體系的pH值為11；
5、磷酸滴加完后，常溫下攪拌2h；
6、停止攪拌，繼續靜置陳化0.5h；
7、取出產物,進行脫水、洗滌、干燥、粉碎,得到鎂摻雜羥基磷灰石除氟濾料。