CN109678624A - 一种矿物质水溶液及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿物质水溶液及其制备方法与应用，所述的矿物质水溶液包括如下原料制成：黑云母、蛭石、沸石、水和硫酸。本发明的矿物质水溶液中矿物质含量较高，制备方法简单，矿物质提炼率高，黑云母、蛭石、沸石经过硫酸提取出矿物质后，得到的剩余污泥可以制备成土壤改良剂，可以明显提高土壤的通气性；本发明的方法不仅能把废弃的污泥重新利用，同时还解决了环境污染问题，本发明制备的矿物质水溶液不仅可以应用在植物中，而且还可以用在家禽等动物方面，此外，可以作为污水处理剂使用，应用范围广，且效果好。
Description
技术领域
本发明属于水加工技术领域，具体涉及一种矿物质水溶液及其制备方法与应用。
背景技术
通常，植物根据利比希最低量法则在自身可吸收的所有元素中以最小量的元素为标准选择吸收各种元素的方式。因此，在缺乏微量元素的矿物质成分时，即使施再多含氮(N)，磷(P)，钾(k)等的有机肥也只能满足土壤的酸性化，并不能起到成长所需的各种成分的有效吸收作用，因此为植物的生长除有机成分外必须不断注入矿物质成分。但是，通常的碱性农药喷洒在土壤上，反而妨碍肥料的吸收，达不到直接促进吸收营养成分从而达到提高农作物结果实作用。
目前，农业及园艺领域不断集中研究能够有效提供此类矿物质的肥料，其中，将将绢云母作为原料粉碎后添加25％的硫酸水溶液，在100℃的温度中搅拌5～20小时或搅拌后将含有锗(Ge)的水溶液按照1:5的比率混合后，放置48小时以上，再去除沉淀物后，取得矿物质水溶液的方法。但是绢云母价格昂贵，且原料混合后，需要高温加热及长时间的搅拌放置过程，整体制作工艺复杂，需要时间长，矿物质的提炼率较低。
韩国专利特2002-0045134号中公开了，将蛭石和砒石相混合后，用1～15％的硫酸进行溶解，并提炼水溶液的方法。砒石与普通岩石相比较时矿物含量较低，不仅矿物提炼率不高，且只使用提炼出的矿物质水溶液，提炼后的剩余污泥只能废弃掉，此类废弃物中因残留的硫酸成分，不经过专业处理会导致环境受污染。
鉴于以上原因，特提出本发明。
发明内容
为了解决现有技术存在的以上问题，本发明提供了一种矿物质水溶液及其制备方法与应用，本发明制备的矿物质水溶液中矿物质含量高，在制备过程中产生的污泥可以用于制作土壤改良剂，不会产生资源的浪费，同时解决了环境污染的问题。
为了实现上述目的，采用如下技术方案：
一种矿物质水溶液，包括如下原料制成：黑云母、蛭石、沸石、水和硫酸。
进一步的，按照重量份，包括如下原料制成：黑云母5-15重量份、蛭石5-15重量份、沸石5-15重量份、水40-80重量份和硫酸2-6重量份。
进一步的，按照重量份，包括如下原料制成：黑云母10重量份、蛭石10重量份、沸石10重量份、水60重量份和硫酸4重量份。
本发明中的黑云母属于斜晶系矿物，其化学成分为K(Mg,Fe)3AlSi3O10(OH)2，发黑色，褐黑色，绿黑色。形成板状或鳞状，常见为六角形或凌面体，主要常见于火成岩及变质岩。
蛭石是(vermiculite)硅酸板与矾土板按2:1结合的膨胀格子型黏土中的一种，结构上水分或阳离子通过结晶格子间渗透，加热后通过反应形成膨胀的膨胀型矿物，拥有表面积和凝聚性及阳离子替换能力较大的特征。其中含有铝和铁，各种矿物成分特别丰富，除了用于防火灾等建筑材料外，用有机溶剂溶解后，通过离子反应制作出的析出凝聚剂，在废水处理领域和作为促进生长剂广泛用于农畜产及园艺等各种领域的一种矿物质。
沸石是一种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸矿物。按沸石矿物特征分为架状、片状、纤维状及未分类四种，按孔道体系特征分为一维、二维、三维体系。任何沸石都由硅氧四面体和铝氧四面体组成。四面体只能以顶点相连，即共用一个氧原子，而不能“边”或“面”相连。铝氧四面体本身不能相连，其间至少有一个硅氧四面体。而硅氧四面体可以直接相连。硅氧四面体中的硅，可被铝原子置换而构成铝氧四面体。但铝原子是三价的，所以在铝氧四面体中，有一个氧原子的电价没有得到中和，而产生电荷不平衡，使整个铝氧四面体带负电。为了保持中性，必须有带正电的离子来抵消，一般是由碱金属和碱土金属离子来补偿，如Na、Ca及Sr、Ba、K、Mg等金属离子。由于沸石具有独特的内部结构和结晶化学性质，因而使沸石拥有多种可供工农业利用的特性。
本发明的矿物质是通过硫酸将黑云母、蛭石和沸石中的矿物质进行提取出来，矿物质的提取效率高。
进一步的，所述的硫酸的质量分数为95-98％，比重为1.82g/cm3。
采用上述的硫酸可以使矿物质充分的溶解在硫酸中，本发明中采用强酸性浓硫酸，在整个制备过程中的搅拌机或管道，脱水装置等所有相关容器或装置的素材要避免使用不锈钢、PVC、FRP等不耐化学的材料，使用此类材质进行工程时，因硫酸铝，铬等几乎不可能去除的有害物质会使容器融化甚至渗漏，为提前防止此类现象发生，在整个过程中应使用玻璃涂层或特氟隆涂层容器或装置。
一种所述的矿物质水溶液的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照各原料的重量分别称取备用；
(2)将备用的黑云母、蛭石、沸石进行粉碎，去杂质，然后加水进行搅拌混合，在搅拌条件下慢慢滴加硫酸，得到矿物质提取混合物；
(3)将所述的矿物质提取混合物进行冷却、脱水，滤液即所述的矿物质水溶液，滤渣经过固化，造粒，得到土壤改良剂。
进一步的，步骤(2)中在搅拌速率为200-400rpm，搅拌时间为1-3h下滴加硫酸。
进一步的，步骤(3)冷却温度为小于30℃。
本发明的矿物质水溶液制备过程中产生的滤渣经过固化、造粒，得到了用于改善土壤的土壤改良剂。
一种所述的矿物质水溶液的应用。
进一步的，所述的矿物质水溶液在促进植物生长中的应用。
进一步的，所述的矿物质水溶液在家禽饲料中的应用。
本发明的矿物质水溶液可以用于家禽饲料，当动物吸收上述的矿物质水溶液时，促进动物的基础新陈代谢及成长，提高肉质感，增强免疫力。
进一步的，所述的矿物质水溶液在废水处理剂中的应用。
本发明的矿物质水溶液中各矿物质成分相互作用后，将水中的胶体悬浮物质转化为非分散性的凝聚物，同时，起到析出水中溶解的无机物与凝聚物凝聚作用，起到了絮凝的作用，作为废水处理剂使用，水中的胶体悬浮物用多种废水处理凝聚去除，与水中溶解的有机物通过如活性污泥法等单独的有机物处理工程进行废水净化处理的现有技术相比，有着能够同时去除悬浮物和水溶性有机物的优点。此外，沸石中的离子交换性对污染物产生电荷作用，对污染物吸附力增加，产生永磁无二次污染发生。
另外，在赤潮发生区域投放本发明的矿物质水溶液，使用少量就可以杀灭95％的赤潮生物，用黄土作为赤潮防止剂的现有技术相比，不仅可以在短时间内达到赤潮去除效果，还可以防止因黄土的侵入导致生态破坏还可以作为海洋生物饲料添加剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明的矿物质水溶液中矿物质含量较高，制备方法简单，矿物质提炼率高，黑云母、蛭石、沸石经过硫酸提取出矿物质后，得到的剩余污泥可以制备成土壤改良剂，可以明显提高土壤的通气性；
(2)本发明的方法不仅能把废弃的污泥重新利用，同时还解决了环境污染问题，本发明制备的矿物质水溶液不仅可以应用在植物中增加产量，而且还可以用在家禽等动物方面，促进动物的基础新陈代谢及成长，提高肉质感，增强免疫力，此外，可以作为污水处理剂使用，应用范围广，且效果好。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
本实施例的一种矿物质水溶液，包括如下原料制成，黑云母5kg、蛭石5kg、沸石5kg、水40kg和硫酸2kg其中，硫酸的质量分数为95％，比重为1.82g/cm3。
本实施例的矿物质水溶液的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照各原料的重量分别称取备用；
(2)将备用的黑云母、蛭石、沸石进行粉碎，去杂质，然后加水进行搅拌混合，在搅拌速率为200rpm，搅拌时间为3h的条件下慢慢滴加硫酸，得到矿物质提取混合物；
(3)将所述的矿物质提取混合物进行冷却至29℃、脱水，滤液即所述的矿物质水溶液，滤渣经过固化，造粒，得到土壤改良剂。
实施例2
本实施例的一种矿物质水溶液，包括如下原料制成，黑云母10kg、蛭石10kg、沸石10kg、水60kg和硫酸4kg其中，硫酸的质量分数为96.5％，比重为1.82g/cm3。
本实施例的矿物质水溶液的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照各原料的重量分别称取备用；
(2)将备用的黑云母、蛭石、沸石进行粉碎，去杂质，然后加水进行搅拌混合，在搅拌速率为300rpm，搅拌时间为2h的条件下慢慢滴加硫酸，得到矿物质提取混合物；
(3)将所述的矿物质提取混合物进行冷却至25℃、脱水，滤液即所述的矿物质水溶液，滤渣经过固化，造粒，得到土壤改良剂。
实施例3
本实施例的一种矿物质水溶液，包括如下原料制成，黑云母15kg、蛭石15kg、沸石15kg、水80kg和硫酸6kg其中，硫酸的质量分数为98％，比重为1.82g/cm3。
本实施例的矿物质水溶液的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照各原料的重量分别称取备用；
(2)将备用的黑云母、蛭石、沸石进行粉碎，去杂质，然后加水进行搅拌混合，在搅拌速率为400rpm，搅拌时间为1h的条件下慢慢滴加硫酸，得到矿物质提取混合物；
(3)将所述的矿物质提取混合物进行冷却至20℃、脱水，滤液即所述的矿物质水溶液，滤渣经过固化，造粒，得到土壤改良剂。
实施例4
本实施例的一种矿物质水溶液，包括如下原料制成，黑云母7kg、蛭石12kg、沸石5kg、水70kg和硫酸5kg其中，硫酸的质量分数为96％，比重为1.82g/cm3。
本实施例的矿物质水溶液的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照各原料的重量分别称取备用；
(2)将备用的黑云母、蛭石、沸石进行粉碎，去杂质，然后加水进行搅拌混合，在搅拌速率为250rpm，搅拌时间为1.5h的条件下慢慢滴加硫酸，得到矿物质提取混合物；
(3)将所述的矿物质提取混合物进行冷却至15℃、脱水，滤液即所述的矿物质水溶液，滤渣经过固化，造粒，得到土壤改良剂。
实施例5
将实施例2制备的矿物质水溶液添加到牛、猪、鸡的饲料中，可以促进动物的基础新陈代谢及成长，提高肉质感，增强免疫力。
实施例6
将实施例1制备矿物质水溶液中的滤渣制备的土壤改良剂用于土壤改良剂，通过置换土壤中的钠离子，改善了土壤的化学组成，使得土壤形成团聚结果，增加土壤透水性，通气性，为作物生长创造了良好的环境。
对比例1
本对比例的矿物质水溶液的原料及制备方法与实施例2相同，不同之处，在于不添加黑云母。
试验例1
将实施例2制备的矿物质水溶液中的矿物质和微量元素进行测定，每1g矿物质水中含量如表1所示。
表1
本发明人也对其他实施例制备的矿物质水溶液进行上述的测试，结果基本一致，由于篇幅有限，不再一一列举。
试验例2
按照每亩地喷洒1000kg的试验组和对照组的水溶液种植相同品种的辣椒，其他种植条件均相同，统计产量及辣椒的平均长度，结果见表2。
试验组1：喷洒实施例2制备的矿物质水溶液；
对照组1：喷洒不含矿物质的纯水；
对照组2：喷洒对比例1制备的矿物质水溶液。
表2
| 组别 | 年产量(kg) | 辣椒的平均长度(cm) |
| 试验组1 | 1520 | 120 |
| 对照组1 | 860 | 73 |
| 对照组2 | 1140 | 91 |
从上表可以看出，喷洒本发明制备的矿物质水溶液，辣椒的年产量较高，且生产的辣椒的长度较长，从而说明施用本发明的矿物质水溶液可以增加辣椒的产量，这是由于矿物质水溶液中可以促进辣椒对肥料的吸收，直接促进营养成分的吸收，从而达到提高农作物结果实的作用。
本发明人也对其他实施例制备的矿物质水溶液进行上述的测试，结果基本一致，由于篇幅有限，不再一一列举。
试验例3
分别将试验组和对照组的矿物质水溶液10ml添加到500ml含有相同质量的红藻的水中，观察絮凝情况，记录红藻水中颜色变化与时间的关系，见表3。
试验组1：实施例3制备的矿物质水溶液；
对照组1：对比例1制备的矿物质水溶液。
表3
| 组别 | 10min | 20min | 30min | 40min |
| 试验组1 | 颜色变浅 | 颜色变浅 | 溶液澄清 | 溶液澄清 |
| 对照组2 | 无明显变化 | 无明显变化 | 无明显变化 | 无明显变化 |
从上表可以看出，采用本发明的原料制备的矿物质水溶液具有较好的絮凝效果，这是由于各矿物质成分互相作用的结果，将水中的悬浮物进行凝聚，只有通过本发明的各原料之间的协同作用才能起到较好的絮凝效果。
本发明人也对其他实施例制备的矿物质水溶液进行上述的测试，结果基本一致，由于篇幅有限，不再一一列举。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种矿物质水溶液，其特征在于，包括如下原料制成：黑云母、蛭石、沸石、水和硫酸。
2.根据权利要求1所述的矿物质水溶液，其特征在于，按照重量份，包括如下原料制成：黑云母5-15重量份、蛭石5-15重量份、沸石5-15重量份、水40-80重量份和硫酸2-6重量份。
3.根据权利要求1所述的矿物质水溶液，其特征在于，按照重量份，包括如下原料制成：黑云母10重量份、蛭石10重量份、沸石10重量份、水60重量份和硫酸4重量份。
4.根据权利要求1-3任意所述的矿物质水溶液，其特征在于，所述的硫酸的质量分数为95-98％，比重为1.82g/cm3。
5.一种权利要求1-4任意一项所述的矿物质水溶液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按照各原料的重量分别称取备用；
(2)将备用的黑云母、蛭石、沸石进行粉碎，去杂质，然后加水进行搅拌混合，在搅拌条件下慢慢滴加硫酸，得到矿物质提取混合物；
(3)将所述的矿物质提取混合物进行冷却、脱水，滤液即所述的矿物质水溶液，滤渣经过固化，造粒，得到土壤改良剂。
6.根据权利要求5所述的矿物质水溶液的制备方法，其特征在于，步骤(2)中在搅拌速率为200-400rpm，搅拌时间为1-3h下滴加硫酸。
7.根据权利要求6所述的矿物质水溶液的制备方法，其特征在于，步骤(3)冷却温度为小于30℃。
8.一种权利要求1-7任意一项所述的矿物质水溶液的应用。
9.根据权利要求8所述的矿物质水溶液的应用，其特征在于，所述的矿物质水溶液在促进植物生长中的应用。
10.根据权利要求8所述的矿物质水溶液的应用，其特征在于，所述的矿物质水溶液在家禽饲料中的应用。
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