CN109607733A - 基于矿石活化制得矿物质水的方法 - Google Patents

基于矿石活化制得矿物质水的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于矿石活化制得矿物质水的方法，包括：对矿石进行筛选；将筛选好的矿石活化成具有一定溶解度的矿石；将活化后的矿石放入水中进行溶解育化，得到矿物质水；或者将活化后的超过一定溶解度的矿石制取为浓缩液，将其与水配制成一定矿物质含量的矿物质水。采用本发明的方法可以根据矿物质含量的需求，简便、经济的得到矿物质含量丰富的矿物质水。

Description

基于矿石活化制得矿物质水的方法
技术领域
本发明涉及活化水技术领域，尤其涉及一种基于矿石活化制得矿物质水的方法。
背景技术
矿物质水的灵魂与价值是由于其含有对人、动物、以及对植物有益的矿物质元素，其主要包含宏量元素、微量元素、以及少量的稀土元素。现有技术中，天然矿泉水，含有丰富的矿物质元素，它是天然雨或雪水在渗入地下并在地下存留过程中，是与周边矿石浸溶矿化育化的结果，得到的方式是通过人工采集地下的矿物质水，但是由于这种水和能源一样，是有限的，而不是取之不尽用之不绝的，并且由于这一过程相当漫长，最多可达万年以上，采集过程耗费的人力和物力较大。随着人类的繁衍及活动的日益频繁，不久的将来，地球上90％以上的水都会被污染，而现有净化技术净化生成的纯净水因矿物质匮乏而对人与动物、植物均不利，将人、动物和植物的饮用水源净化之后、再育化生成矿物质生态水是保障人、动物、以及植物对矿物质元素的关键性需求；另外高硬度、多元素的天然水仅适于冷饮，其中所含有的钙Ca、镁Mg等不耐高温的矿物质元素离子，烧开沸腾后会生成大量白碱，水中离子态矿物质元素向分子态转化，其在转化过程中存留在水中的不溶于水的钙和镁矿物质盐类的多水合物，易导致人体细胞结垢、血液结栓和器官结石。
因此，亟需一种可以得到矿物质丰富、简便并且经济的矿物质水制备方法。
发明内容
本发明提供了一种基于矿石活化制得矿物质水的方法，以简便、经济的方法得到矿物质丰富的矿物质水。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
一种基于矿石活化制得矿物质水的方法，包括：
对矿石进行筛选；
将筛选好的矿石活化成具有一定溶解度的矿石；
将所述的活化后的矿石放入水中进行溶解育化，得到矿物质水；或将活化后的超过一定溶解度的矿石制取为浓缩液，将其与水配制成一定矿物质含量的矿物质水。
优选地，对矿石进行筛选，包括：剔除包含有毒矿物质元素的矿石。
优选地，将筛选好的矿石活化成具有一定溶解度的矿石，包括如下步骤：
31)采用酸性溶液对所述的矿石进行洗浸酸化；
32)对所述洗浸酸化后的矿石在一定温度下进行煅烧；
33)在温度为一定温度条件下，采用无毒的化学触媒将煅烧后的矿石进行再煅烧，将矿石中的矿物离子转化为可溶性盐类。
优选地，将所述的活化后的矿石放入水中进行溶解育化，得到矿物质水，包括：
当活化后的矿石在水中的溶解度低于某一定值时，直接将一定量的活化后的矿石放入育化罐中，将水以一定的流量和速度流经所述育化罐，与所述矿石相溶解，得到矿物质含量满足饮用需求的矿物质水。
优选地，将活化后的超过一定溶解度的矿石制取为浓缩液，将其与水配制成一定矿物质含量的矿物质水，包括：
当活化后的矿石在水中的溶解度大于或等于某一定值时，直接将其溶解至饱和的矿物质水浓缩液，根据需要将采用所述的矿物质水浓缩液配制不同浓度的矿物质水。
优选地，某一定值为50％。
优选地，酸性溶液为CH3COOH。
优选地，步骤33)中的化学触媒为CO2和H2O，步骤32)和33)中的一定温度根据所述矿石的性质确定。
优选地，对矿石进行筛选中的矿石为碳酸盐、硅酸盐以及碱金属化合物类岩石。
优选地，将所述的活化后的矿石放入水中进行溶解育化，得到矿物质水；或将活化后的超过一定溶解度的矿石制取为浓缩液，将其与水配制成一定矿物质含量的矿物质水，包括：对所述的水进行处理，去除水中煮沸后产生沉淀的离子，制成煮沸不起碱的矿物质水。
由上述本发明的基于矿石活化制得矿物质水的方法提供的技术方案可以看出，本发明通过物理化学过程，将难溶于水的矿石转化成易溶于水的矿石，采用活化后的矿石按照需求进行育化，得到满足人体需求的矿物质水；并且通过本发明的方法还可以对育化水进行处理后，去除含有不耐受高温的钙、镁等元素，然后再育化生成煮沸后不起碱的矿物质元素，制得可煮沸型的矿物质水，避免了因饮水而罹患疾病。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例的基于矿石活化制得矿物质水的方法流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤和操作，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤和操作和/或它们的组。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，并且并不构成对本发明实施例的限定。
实施例
定义：将矿石由原始的难溶于水的状态转变为易溶于水的状态，这一物理化学过程即为生态“活化”技术。
应用上述“活化”技术进行活化后得到易溶于水的天然矿石，将其溶解于水中，得到含有矿物质的水，即为水的“育化”。
图1为本实施例的一种基于矿石活化制得矿物质水的方法流程图，参照图1，该方法包括：
S1对矿石进行筛选。
对矿石进行筛选，剔除包含有毒矿物质的矿石，如包含有铅、镉、汞等元素的矿石。
可以筛选世界五大长寿之乡以及符合人、动物和植物特定需求的天然矿石以及稀土型火山岩(稀土型火山岩由于含有镧、铈、谱和钕等4种以上的稀土元素，具有抗过敏、抗水肿、抗慢性炎症、抗细胞变异作用的)。
矿石可以为碳酸盐、硅酸盐以及碱金属化合物类岩石。
S2将筛选好的矿石活化成具有一定溶解度的矿石。
包括如下步骤：
1)采用CH3COOH对所述的矿石进行洗浸酸化。
碳酸盐、硅酸盐以及碱金属化合物在CH3COOH的条件下得到醋酸盐、碱金属硅酸盐、CO2和H2O，其中，醋酸盐易溶于水，碱金属硅酸盐微溶于水。该化学反应为不完全反应——只有在天然原矿石伴生较复杂的其他碱金属化合物时化学反应才可持续进行互为催化作用，但少部分强碱弱酸盐微溶解后，矿石易酥软、有利于其电煅烧时进一步膨化反应，并且在煅烧中醋酸成分还将随之挥发。
2)对洗浸酸化后的矿石根据矿石的性质(通过实验)确定煅烧温度，并在所确定的温度下进行煅烧。经高温煅烧后挥发膨胀致使石头酥软易溶，电煅烧主要利用O2在高温条件下膨化、氧化，此步骤也可根据需求，控制矿石的“活化”程度，使矿石部分或全部达到其最大的溶解度。此外，此步骤还用于去除酸化过程中残留的酸性成分。
具体为：难溶于水的碳酸盐、硅酸盐在O2存在的情况下进行高温氧化得到微溶于水的金属氧化物、微溶于水的硅酸和CO2。该反应是在空气中O2的参与下完成的，主要是在高温条件下将矿石中大量的碳酸盐、硅酸盐转化为金属氧化物，以及在水中可形成偏硅酸的硅化合物。
3)在上述温度条件下，采用无毒的化学触媒CO2和H2O将煅烧后的矿石进行再煅烧，将矿石中的矿物离子转化为可溶性盐类。
微溶于水的金属氧化物在无毒的化学触媒CO2和H2O的条件下高温生成易溶于水的碳酸氢盐，即得到活化后的矿石。该反应是在CO2和H2O的参与下完成的，主要是将步骤2)中生成的金属氧化物，在高温条件下生成易溶于水的碳酸氢盐。
需要说明的是，上述三步反应过程都不是单一的，而是同时进行的复杂反应，生成的新物质间也有着复杂的反应关系，这正是这种基于矿石，以及采用易得、安全的O2、CO2、CH3COOH和H2O，分别控制量以控制不同的反应程度，进而制成活化后的矿石，即易溶于水的矿石。
示意性地，含有人体中必须的宏量矿物质元素的碳酸盐矿石主要包含钙、镁、锶、钾等矿物质元素，(宏量元素是人体代谢不可缺少的重要元素)该碳酸盐矿石的活化过程是个不完全的反应，要保持矿石的固体形态但被膨化(内部形成大量微孔)，示意性地，以碳酸钙为例进行如下反应：
(1)CaCO3+CH3COOH→(CH3COO)2Ca+CO2↑
控制CH3COOH浓度浸透颗粒矿石料，生成CO2的过程使矿石变的酥软，便于下一步电煅烧膨化氧化；
难溶于水的碳酸钙在O2条件下高温煅烧，醋酸及二氧化碳挥发膨化矿石得到微溶于水的氧化钙；
微溶于水的氧化钙在CO2和水蒸汽的条件下高温煅烧再膨化生成易溶于水的碳酸氢钙。
含有人体中必须的微量稀土元素的稀土型火山岩为硅酸盐矿石，该硅酸盐类矿石的活化过程是个不完全的反应，要在矿石原有的蜂窝状固体形态基础上再度被膨化(内部形成更大量微孔)，示意性地，硅酸镧在CH3COOH的条件下生成醋酸镧和CO2；难溶于水的硅酸镧在在O2条件下高温煅烧得到微溶于水的氧化镧和硅酸；微溶于水的氧化镧在CO2和水蒸汽的条件下高温煅烧再膨化生成易溶于水的碳酸氢镧；硅酸和水蒸汽的条件下得到偏硅酸。
含有人体中必须的铁、铜、锌、锰等微量矿物质元素的金属氧化物矿石，由于微量元素在人体中的需求量较宏量元素低很多，但其生物医学作用是极其重要的，该金属氧化物矿石的活化过程是个不完全的反应，要保持矿石的固体形态但被膨化(内部形成大量微孔)：例如难溶于水氧化铁在CH3COOH和水蒸汽的条件下高温煅烧再膨化生成易溶于水的醋酸亚铁。
S3’将所述的活化后的矿石放入水中进行溶解育化，得到矿物质水。
具体包括：
当活化后的矿石在水中的溶解度低于50％时，直接将一定量的活化后的矿石放入育化罐中，将水以一定的流量和速度流经所述育化罐，与所述矿石相溶解，得到矿物质含量满足饮用需求的矿物质水。
S3”将活化后的超过一定溶解度的矿石制取为浓缩液，将其与水配制成一定矿物质含量的矿物质水。
当活化后的矿石在水中的溶解度大于或等于50％时，直接将其溶解至饱和的矿物质水浓缩液，根据需要将采用所述的矿物质水浓缩液配制不同浓度的矿物质水。
其中，可煮沸的矿物质水的育化，其水源分为两种。一种水源是含有钙镁离子等加热易起碱的硬水(北方及卡斯特地貌区域)水源，其在育化之前要先将其所含离子全部去除，制成纯净水(通过反渗透、真空淡化等方法)，再根据需求育化生成煮沸后不起碱的矿物质元素的矿物质水(如偏硅酸、钾盐等的矿石活化后的矿石)；另一种水源是含有较少量的煮沸不起碱的离子(如含有偏硅酸和钾盐等，直接煮沸不起碱，但矿化度很低)的南方地表水，经超滤(保留其中已含的直接煮沸不起碱的矿物质元素)去除浊杂物后，再根据需求育化生成一定含量的烧开不起碱的矿物质元素即可；上述可煮沸的矿物质矿水育化后的矿化度在62-520mg/L间，PH值为7.35-8.5；
冷饮系列矿物质水，由于矿物质元素含量较高，其育化过程一般选择有一定矿物质元素含量的地下天然矿泉水作为水源；其一是将其育化成广谱冷饮水，就是根据人群对矿物质元素的广泛需求，育化生成矿化度在150-350mg/L之间，PH值为7.35-7.8的矿物质水；其二是将其育化成专属功能型矿物质水，根据不同人群对某种矿物质元素极度需求而进行定向育化，如针对上火便秘人群开发的矿物质水主要含有锶、镁等，而对于儿童则应低钠，癌症患者要高稀土元素、碘和钾等，育化生成矿化度在120-650mg/L之间，PH值为7.35-8.3；其三是“个性化定制”矿物质水，根据人体矿物质元素的缺陷数据检测(血液、头发、皮肤光电扫描等)，从而针对性的进行水的育化，得到的矿物质水的矿化度在550-950mg/L，PH值为7.5-8.5。
综上所述，本实施例通过对矿石进行活化，通过活化后的矿石对水进行育化，可以得到不同矿化度的水，满足不同的矿物质需求；本实施例方法简单、原料生态易得、经济性强。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的流程并不一定是实施本发明所必须的。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于矿石活化制得矿物质水的方法，其特征在于，包括：
对矿石进行筛选；
将筛选好的矿石活化成具有一定溶解度的矿石；
将所述的活化后的矿石放入水中进行溶解育化，得到矿物质水；或将活化后的超过一定溶解度的矿石制取为浓缩液，将其与水配制成一定矿物质含量的矿物质水。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的对矿石进行筛选，包括：剔除包含有毒矿物质元素的矿石。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的将筛选好的矿石活化成具有一定溶解度的矿石，包括如下步骤：
31)采用酸性溶液对所述的矿石进行洗浸酸化；
32)对所述洗浸酸化后的矿石在一定温度下进行煅烧；
33)在一定温度条件下，采用无毒的化学触媒将煅烧后的矿石进行再煅烧，将矿石中的矿物离子转化为可溶性盐类。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的将所述的活化后的矿石放入水中进行溶解育化，得到矿物质水，包括：
当活化后的矿石在水中的溶解度低于某一定值时，直接将一定量的活化后的矿石放入育化罐中，将水以一定的流量和速度流经所述育化罐，与所述矿石相溶解，得到矿物质含量满足饮用需求的矿物质水。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的将活化后的超过一定溶解度的矿石制取为浓缩液，将其与水配制成一定矿物质含量的矿物质水，包括：
当活化后的矿石在水中的溶解度大于或等于某一定值时，直接将其溶解至饱和的矿物质水浓缩液，根据需要将采用所述的矿物质水浓缩液配制不同浓度的矿物质水。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述的某一定值为50％。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的酸性溶液为CH3COOH。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的步骤33)中的化学触媒为CO2和H2O，所述的步骤32)和33)中的一定温度根据所述矿石的性质确定。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的对矿石进行筛选中的矿石为碳酸盐、硅酸盐以及碱金属化合物类岩石。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的将所述的活化后的矿石放入水中进行溶解育化，得到矿物质水；或将活化后的超过一定溶解度的矿石制取为浓缩液，将其与水配制成一定矿物质含量的矿物质水，包括：对所述的水进行处理，去除水中煮沸后产生沉淀的离子，制成煮沸不起碱的矿物质水。
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