沸石又名分子筛，自1756年，瑞典矿物学家CronstedA．F．首先发现井命名为沸石以来，天然沸石已广泛用于各种生产领域中脱色、脱臭、气体分离、离子交换。而天然沸石舍有多种杂质和水分，使孔遭阻塞，吸附性能受到限制，应用于除氟方面需进行活化处理。我们用经过优选活化后的沸石，过滤吸附存在于饮用水中的过量氟，使其含量降为1.0mg/L，达到饮用水标准。本文对天然沸石活化及含氟水处理的机理加以探讨研究。
1、饮用水除氟的必要
氟是电负性最高的元素，是一种相当活泼的非金属元素。当有氟离子大量存在时，有毒性作用。高氟水质大多受到形及气侯、自然界物理化学作用，与人类生产活动等因素密切相关，我国东北平源西部、内蒙平原，华北平原及黄河中下游属高氟区。长期饮用氟古量超过1.5mg/L的水，氟斑牙病发病率高达80%左右；长期饮用氟含量高于6.0mg/L水的儿童，无一例外地患上丁永久性的氟斑牙病症，并患骨骼中毒症，即氟症。世界卫生组织制定出各国饮水水质氟含量标稚，我国最大允许含量1.0mg/L。
2、选用是然沸石并经过活化后脱除饮水中的氟
天鼾沸石除氟能力因受地质演变影响孔道阻塞，吸附性能受到影响。对天然沸石的活化，目的是对诖酸盐的网架结构进行调整，并打通阻塞的孔遭。可采取的措施有：
(1) 用NaOH溶液对结构遣行调整；
(2) 用CaCI2对沸石中负一价离子进行交换，使之改型，增大孔道；
(3)通过高温熔烧，降去孔道中阻塞物。进行必要的清洗，进一步达到去除不必要杂质和提高活性的效果。有数据表明，NaOH溶液水浴加热对提高除氟容量效果较好；CaCI2溶液浸泡对减轻滤料损耗和提高陆氟容量也有一定效果；高温溶烧对减少出水浊度效果最为明显。在天然沸石活化过程及除氟工作中，我们通过大量的实验，考察了一系列参数，如粒径对沸石除氟溶量的影响；吸附时间对沸石除氟容量的影响；水样的pH值对沸石除氟容量的影响；不同浓度CaCI2溶液对沸石除氟雾量的影响；熔烧温度和时间对沸石除氟容量的影响等，从而得出了天然沸石活化的最佳条件：
(1)6.0mol/dm3NaOH溶液中水浴2h；
(2)5%CaCI2溶液浸泡2h；
(3)在箱式炉中于700℃温度下熔烧2h；
(4)5%AI2(sO4)3·18H2O溶液中浸泡24h。
至于活化后的沸石用于饮用水除氟中以上四个步骤的先后次序选择，通过对含氟水处理，优选出了最佳方案步骤依次为(3)、(2)、(1)、(4)。
3、天然沸石的优越性及除氟机理
含氟水的处理方法很多，选择处理方法要根据水质情况和被处理的水要达到标准。用天然沸石除氟易操作、价格便宜、无害、原材料易得，便于推广。天然沸石的物理性质和应用于水污染控制中两个重要性能如下：
3.1吸附和分离
天然沸石孔道中的水分子经过烘烤后部分脱水或全部脱水，但不会破坏结构骨架，从而形成一个内表面很大的空穴，可吸附并存大量的分子。并且沸石晶体内部的空穴和孔道大小均匀固定，只有直径较小的分子才能进入沸石孔道被吸附，而尺寸较大的分子则不能进入孔道，即沸石具有选择性和筛分能力。而硅胶、活性炭等由于孔径变化较大，大小部分均可进入，无选择性吸附。天然沸石具有高吸收性能，特别是对水、氯硫化氧、二氧化碳等分子具有掘强的亲和力。
3.2离子交换性能
天然沸石具有良好的离子交换性能，利用它可调节晶体场内的电场、表面酸性，从而可改变沸石的性质，调节沸石的吸附和催化性能。沸石与某种金属盐的水溶液接触，溶液的金属阳离子可以进沸石中，而沸石中阳离子被交换下来进入溶液中，这种离子交换过程可用下面通式表示：
A+z-+B+=B+z-+A+
式中，z-为沸石的阴离子骨架；B+为水溶液金属阳离子。离子交换性能和阳离子选择性为天然沸石最主要的典型交换性。斜发沸石的交换阳离子为：Na-，Ca2+，K+。
由以上分析可得出：
(1)活化过程的作用是提高沸石活性，促进吸附容量提高A14(SO4)3，浸泡处理是沸石关键的一步，其作用为吸附性质；
(2)在除氟过程中A13+与络合能力强的F-结合，取代了Al3+结合能力弱的sO42-离子的增加由此可以看出，除氟过程，以吸附和离子交换为主。
