地表水或地下水流经富氟岩石易导致水中氟超标。水中氟超标易导致地方性氟中毒、生态环境的破坏，制约水资源综合利用。基于研制的一种高效除氟药剂，通过响应曲面分析中的Box-Behnken设计除氟试验，优化了pH值、除氟药剂投加量和快速搅拌时间对除氟效果的影响，并通过X射线光电子能谱(XPS)、X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)等分析手段对除氟药剂及处理后产生的污泥进行表征分析，探讨了除氟药剂去除氟离子的机理。试验结果表明：最佳除氟条件为pH值6.11,药剂投加量4.15 mL,快速搅拌时间10.90 min,此时可使F~-从初始的20 mg/L降至0.453 mg/L,与模型预测的0.445 mg/L基本吻合。除氟机理为，药剂在含氟矿井水中形成铁铝硅氧的多核多羟基络合物，通过氟离子与羟基发生交换、取代羟基，将氟离子固定在多核多羟基络合物中，形成铝硅氧四面体结构的氟化物，实现除氟效果。对比现用的羟基磷灰石吸附为主体的处理工艺，本研究制备的除氟药剂具有处理工艺简单、处理效果稳定、处理成本低等优点。

国家重点研发计划(2018YFC0406403)；

1 材料与方法
1.1 实验材料
1.1.1 实验用水
1.1.2 高效除氟药剂的制备
1.1.3 实验药剂
1.1.4 实验仪器
1.2 实验方法
1.2.1 除氟实验方法
1.2.2 氟离子分析方法
1.2.3 pH值测试方法
1.2.4 浊度测试方法
2 结果与分析
2.1 响应曲面(RSM)实验设计
2.2 BBD实验设计结果及分析
2.3 响应曲面分析
2.4 二次回归响应模型结果验证
2.5 除氟药剂去除矿井水中氟离子中试实验
2.6 高效除氟药剂除氟机理分析
2.6.1 X射线光电子能谱(XPS)分析
2.6.2 X射线粉末衍射(XRD)分析
2.6.3 傅立叶变换红外光谱(FT-IR)分析
3 结 论

章丽萍,安逸云,吴二勇,姚瑞涵,赵晓曦,袁合霞,杨艺璇,宋静熙.响应曲面法优化含氟矿井水处理及除氟机理研究[J].矿业科学学报,2022,7(06):782-792.DOI:10.19606/j.cnki.jmst.2022.06.015.