CN114229981A - 矿化滤芯及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及矿化材料制备技术领域，具体提供一种矿化滤芯及其制备方法，旨在解决现有矿化滤芯矿物质析出不稳定的问题。为此目的，本发明的矿化滤芯，包括按以下重量份计的原料：主料：改性白云岩1～40份，改性方解石1～20份，改性水锌矿1～6份，改性沸石1～6份，改性海浮石1～4份。采用该矿化滤芯过滤后的水富含丰富的锌、锶等有益的矿物质，达到了国家饮用水标准；而且，在上述原料的相互作用下，尤其是改性海浮石和改性水锌矿的配合使用，使得矿化滤芯能够有效抑制铅等重金属的析出，无重金属超标，进一步确保了饮水用的安全。
Description
技术领域
本发明涉及矿化材料制备技术领域，具体提供一种锌和锶矿化滤芯及其制备方法。
背景技术
水是人们生活中不可或缺的物质，因此饮水健康显得尤为重要。目前家用净水器已经逐步进入千家万户，为居民提供安全的饮用水。例如，反渗透净水机采用反渗透膜对自来水进行过滤，精度高达0.1nm，脱盐率高达95％，几乎能够将自来水中所有的物质过滤掉。在全国各地水质差异较大的环境下，反渗透净水机提供了较为安全的水质过滤技术。但是，水质中缺乏矿物质，长时间饮用不利于身体健康。
为了解决上述问题，现有技术中采用水质矿化技术来提高水中的款物质含量，目前主要有三种矿化方式：第一种在水中添加矿化液，第二种是在水中添加矿物添加剂，第三种是将可溶性钙盐、镁盐、钾盐、钠盐和粘性土混合造粒，制备矿化球。目前，矿化球是市面上的主要产品，但是，其前期溶解不受控制，特别是浸泡条件下，各种矿物质析出不稳定，无法提供真正意义上的健康水。
因此，本领域需要一种新的矿化滤芯及其制备方法来解决上述问题。
发明内容
本发明旨在解决上述技术问题，即，解决现有矿化滤芯矿物质析出不稳定的问题。
在第一方面，本发明提供了一种矿化滤芯，包括按以下重量份计的原料：主料：改性白云岩1～40份，改性方解石1～20份，改性水锌矿1～6份，改性沸石1～6份，改性海浮石1～4份。
在上述矿化滤芯的优选技术方案中，包括按以下重量份计的原料：主料：改性白云岩5～20份，改性方解石10份，改性水锌矿3份，改性沸石3份，改性海浮石2份。
在上述矿化滤芯的优选技术方案中，还包括按以下重量份计的原料：辅料：活性炭50～240份，粘结剂10～90份。
在上述矿化滤芯的优选技术方案中，由按以下重量份计的原料制成：主料50～70份；辅料130～165份，其中，活性炭100～120份，粘结剂30～45份。
在第二方面，本发明提供了一种优选技术方案中任一项所述的矿化滤芯的制备方法，所述制备方法包括下列步骤：改性：分别对白云岩、方解石、水锌矿、沸石和海浮石进行改性，得到改性白云岩、改性方解石、改性水锌矿、改性沸石和改性海浮石；配料：按照重量份分别称量所述改性白云岩、所述改性方解石、所述改性水锌矿、所述改性沸石、所述改性海浮石、活性炭和粘结剂；混合：将称量得到的所述改性白云岩、所述改性方解石、所述改性水锌矿、所述改性沸石和所述改性海浮石按照预设方法与所述活性炭和所述粘结剂进行混合，得到混合料；烧结成型：将所述混合料放入磨具中进行烧结，得到所述矿化滤芯。
在上述制备方法的优选技术方案中，所述改性白云岩通过以下方法制备：对所述白云岩进行超声波洗涤、干燥、粉碎、研磨和过筛处理，得到预处理白云岩；将所述预处理白云岩在700～800℃煅烧0.5～1.5h，冷却后，得到煅烧改性白云岩；将所述煅烧改性白云岩在150～250ml水中浸泡20～40min，将浸泡后的白云岩表面的水分去除之后置于管式炉中，以0.01-1.0L/min的流量通入CO2气体，在400～500℃碳化反应1.0～3.0h，冷却后，得到所述改性白云岩；其中，所述改性白云岩的目数为20～140目。
在上述制备方法的优选技术方案中，所述改性方解石通过以下方法制备：对所述方解石进行粉碎和过筛处理，得到预处理方解石；对所述预处理方解石进行超生波洗涤、过滤、干燥和筛分处理，得到所述改性方解石；其中，所述改性方解石的目数为80～220目。
在上述制备方法的优选技术方案中，所述改性水锌矿通过以下方法制备：对所述水锌矿进行粉碎、过筛、超声波洗涤、过滤和干燥处理，得到预处理水锌矿；将所述预处理水锌矿在0.8～1.2mol/L的无机酸溶液中浸泡3～5h，浸泡温度为20～30℃，洗涤后得到酸改性水锌矿；将所述酸改性水锌矿在1.0～1.4mol/L的无机盐溶液中浸泡14～22h，得到盐改性水锌矿；将所述盐改性水锌矿在20～30℃振荡摇匀，并对摇匀后的水锌矿进行洗涤和干燥处理，得到所述改性水锌矿；其中，所述改性水锌矿的目数为80～350目。
在上述制备方法的优选技术方案中，所述改性沸石通过以下方法制备：对所述沸石进行粉碎、过筛、超声波洗涤和干燥处理，得到预处理沸石；将所述预处理沸石在400～550℃煅烧1.5～3.5h，冷却后，得到煅烧改性沸石；使用150～350W微波对所述煅烧改性沸石进行微波改性，得到微波改性沸石；将所述微波改性沸石在0.8～1.2mol/L的无机酸溶液中浸泡3～5h，浸泡温度为20～30℃，洗涤后得到酸改性沸石；将所述酸改性沸石在0.5～0.9mol/L的无机盐溶液中浸泡22～26h，且每间隔4～5h振荡3～8min，得到盐改性沸石；对所述盐改性沸石进行固液分离、超声波洗涤、干燥和筛分处理，得到所述改性沸石；其中，所述改性沸石的目数为20～120目。
在上述制备方法的优选技术方案中，所述改性海浮石通过以下方法制备：对所述海浮石进行粉碎、过筛、超声波洗涤和干燥处理，得到预处理海浮石；将所述预处理海浮石在有机酸溶液中浸泡27～37h，得到酸改性海浮石；将所述酸改性海浮石在20～30℃振荡摇匀，并对摇匀后的海浮石进行洗涤和干燥处理，得到所述改性海浮石；其中，所述改性海浮石的目数为40～220目。
在上述制备方法的优选技术方案中，“将称量得到的所述改性白云岩、所述改性方解石、所述改性水锌矿、所述改性沸石和所述改性海浮石按照预设方法与活性炭和粘结剂进行混合，得到混合料”的步骤具体包括：将称量得到的所述改性白云岩、所述改性方解石、所述改性水锌矿、所述改性沸石和所述改性海浮石混合均匀，得到矿化滤料；将所述矿化滤料、所述活性炭和所述粘结剂混合均匀，得到所述混合料。
在上述制备方法的优选技术方案中，“将称量得到的所述改性白云岩、所述改性方解石、所述改性水锌矿、所述改性沸石和所述改性海浮石按照预设方法与活性炭和粘结剂进行混合，得到混合料”的步骤具体包括：将称量得到的所述改性白云岩、所述改性方解石、所述改性水锌矿、所述改性沸石和所述改性海浮石按照密度由小到大的顺序依次与所述活性炭和所述粘结剂进行混合，得到所述混合料。
在上述制备方法的优选技术方案中，“将所述混合料放入磨具中进行烧结，得到矿化滤芯”的步骤具体包括：将所述混合料放入磨具中，在100～160℃烧结20～60min，烧结压力为12～18MPa，冷却后得到所述矿化滤芯。
在上述矿化滤芯的优选技术方案中，本发明采用改性白云岩、改性方解石、改性水锌矿、改性沸石和改性海浮石为原料制备矿化滤芯，其中，白云岩能够析出锶、钙、镁元素，方解石能够析出钙元素并且调节pH值，沸石能够吸附重金属，水锌矿能够析出锌元素，海浮石能够有效抑制铅等重金属的析出，尤其是改性海浮石和改性水锌矿的配合使用，使得矿化滤芯能够析出锌的同时有效抑制铅等重金属的析出，确保了无重金属超标，确保了饮水用的安全，得到了一种可以稳定的析出锌、锶等有益的矿物质的滤芯。在上述原料的配合作用下，使得采用该矿化滤芯过滤后的水不仅含有钙、镁等元素，而且富含丰富的锌、锶等有益的矿物质，达到了国家饮用水标准，能够为用户提供安全的健康水。
进一步地，将称量得到的改性白云岩、改性方解石、改性水锌矿、改性沸石和改性海浮石按照密度由小到大的顺序依次与活性炭和粘结剂进行混合，使得原料能够混合的更加均匀，对水的改善效果也更加均匀稳定。
方案1、一种矿化滤芯，其特征在于，包括按以下重量份计的原料：
主料：改性白云岩1～40份，改性方解石1～20份，改性水锌矿1～6份，改性沸石1～6份，改性海浮石1～4份。
方案2、根据方案1所述的矿化滤芯，其特征在于，包括按以下重量份计的原料：
主料：改性白云岩5～20份，改性方解石10份，改性水锌矿3份，改性沸石3份，改性海浮石2份。
方案3、根据方案1所述的矿化滤芯，其特征在于，还包括按以下重量份计的原料：
辅料：活性炭50～240份，粘结剂10～90份。
方案4、根据方案3所述的矿化滤芯，其特征在于，由按以下重量份计的原料制成：
主料50～70份；
辅料130～165份，其中，活性炭100～120份，粘结剂30～45份。
方案5、一种方案3或4所述的矿化滤芯的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括下列步骤：
改性：分别对白云岩、方解石、水锌矿、沸石和海浮石进行改性，得到改性白云岩、改性方解石、改性水锌矿、改性沸石和改性海浮石；
配料：按照重量份分别称量所述改性白云岩、所述改性方解石、所述改性水锌矿、所述改性沸石、所述改性海浮石、活性炭和粘结剂；
混合：将称量得到的所述改性白云岩、所述改性方解石、所述改性水锌矿、所述改性沸石和所述改性海浮石按照预设方法与所述活性炭和所述粘结剂进行混合，得到混合料；
烧结成型：将所述混合料放入磨具中进行烧结，得到所述矿化滤芯。
方案6、根据方案5所述的制备方法，其特征在于，所述改性白云岩通过以下方法制备：
对所述白云岩进行超声波洗涤、干燥、粉碎、研磨和过筛处理，得到预处理白云岩；
将所述预处理白云岩在700～800℃煅烧0.5～1.5h，冷却后，得到煅烧改性白云岩；
将所述煅烧改性白云岩在150～250ml水中浸泡20～40min，将浸泡后的白云岩表面的水分去除之后置于管式炉中，以0.01-1.0L/min的流量通入CO2气体，在400～500℃碳化反应1.0～3.0h，冷却后，得到所述改性白云岩；
其中，所述改性白云岩的目数为40～120目。
方案7、根据方案5所述的制备方法，其特征在于，所述改性方解石通过以下方法制备：
对所述方解石进行粉碎和过筛处理，得到预处理方解石；
对所述预处理方解石进行超生波洗涤、过滤、干燥和筛分处理，得到所述改性方解石；
其中，所述改性方解石的目数为80～220目。
方案8、根据方案5所述的制备方法，其特征在于，所述改性水锌矿通过以下方法制备：
对所述水锌矿进行粉碎、过筛、超声波洗涤、过滤和干燥处理，得到预处理水锌矿；
将所述预处理水锌矿在0.8～1.2mol/L的无机酸溶液中浸泡3～5h，浸泡温度为20～30℃，洗涤后得到酸改性水锌矿；
将所述酸改性水锌矿在1.0～1.4mol/L的无机盐溶液中浸泡14～22h，得到盐改性水锌矿；
将所述盐改性水锌矿在20～30℃振荡摇匀，并对摇匀后的水锌矿进行洗涤和干燥处理，得到所述改性水锌矿；
其中，所述改性水锌矿的目数为80～350目。
方案9、根据方案5所述的制备方法，其特征在于，所述改性沸石通过以下方法制备：
对所述沸石进行粉碎、过筛、超声波洗涤和干燥处理，得到预处理沸石；
将所述预处理沸石在400～550℃煅烧1.5～3.5h，冷却后，得到煅烧改性沸石；
使用150～350W微波对所述煅烧改性沸石进行微波改性，得到微波改性沸石；
将所述微波改性沸石在0.8～1.2mol/L的无机酸溶液中浸泡3～5h，浸泡温度为20～30℃，洗涤后得到酸改性沸石；
将所述酸改性沸石在0.5～0.9mol/L的无机盐溶液中浸泡22～26h，且每间隔5～7h振荡3～8min，得到盐改性沸石；
对所述盐改性沸石进行固液分离、超声波洗涤、干燥和筛分处理，得到所述改性沸石；
其中，所述改性沸石的目数为20～120目。
方案10、根据方案5所述的制备方法，其特征在于，所述改性海浮石通过以下方法制备：
对所述海浮石进行粉碎、过筛、超声波洗涤和干燥处理，得到预处理海浮石；
将所述预处理海浮石在有机酸溶液中浸泡27～37h，得到酸改性海浮石；
将所述酸改性海浮石在20～30℃振荡摇匀，并对摇匀后的海浮石进行洗涤和干燥处理，得到所述改性海浮石；
其中，所述改性海浮石的目数为40～220目。
方案11、根据方案5所述的制备方法，其特征在于，“将称量得到的所述改性白云岩、所述改性方解石、所述改性水锌矿、所述改性沸石和所述改性海浮石按照预设方法与活性炭和粘结剂进行混合，得到混合料”的步骤具体包括：
将称量得到的所述改性白云岩、所述改性方解石、所述改性水锌矿、所述改性沸石和所述改性海浮石混合均匀，得到矿化滤料；
将所述矿化滤料、所述活性炭和所述粘结剂混合均匀，得到所述混合料。
方案12、根据方案5所述的制备方法，其特征在于，“将称量得到的所述改性白云岩、所述改性方解石、所述改性水锌矿、所述改性沸石和所述改性海浮石按照预设方法与活性炭和粘结剂进行混合，得到混合料”的步骤具体包括：
将称量得到的所述改性白云岩、所述改性方解石、所述改性水锌矿、所述改性沸石和所述改性海浮石按照密度由小到大的顺序依次与所述活性炭和所述粘结剂进行混合，得到所述混合料。
方案13、根据方案5所述的制备方法，其特征在于，“将所述混合料放入磨具中进行烧结，得到矿化滤芯”的步骤具体包括：
将所述混合料放入磨具中，在100～160℃烧结20～60min，烧结压力为12～18MPa，冷却后得到所述矿化滤芯。
附图说明
下面参照附图来描述本发明的控制方法，附图中：
图1是本发明的矿化滤芯的制备方法的流程图。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，尽管本申请是结合盐酸来描述的，但是，本发明的技术方案并不局限于此，在实际应用中，还可以采用硫酸、碳酸、硝酸等其他无机酸。
下述实施例中的试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的原料、试剂材料等，如无特殊说明，均为市售购买产品。
基于背景技术中提出的技术问题，本发明提供了一种矿化滤料机器制备方法，旨在采用改性白云岩、改性方解石、改性水锌矿、改性沸石和改性海浮石为原料制备矿化滤芯，其中，白云岩能够析出锶、钙、镁元素，方解石能够析出钙元素并且调节pH值，沸石能够吸附重金属，水锌矿能够析出锌元素，海浮石能够有效抑制铅等重金属的析出，尤其是改性海浮石和改性水锌矿的配合使用，使得矿化滤芯能够析出锌的同时有效抑制铅等重金属的析出，确保了无重金属超标，确保了饮水用的安全，得到了一种可以稳定的析出锌、锶等有益的矿物质的滤芯。在上述原料的配合作用下，使得采用该矿化滤芯过滤后的水不仅含有钙、镁等元素，而且富含丰富的锌、锶等有益的矿物质，达到了国家饮用水标准，能够为用户提供安全的健康水。
首先参照图1，对本发明的矿化滤芯的制备方法进行描述。其中，图1是本发明的矿化滤芯的制备方法的流程图。
如图1所示，矿化滤芯的制备方法包括下列步骤：
S100、改性：分别对白云岩、方解石、水锌矿、沸石和海浮石进行改性，得到改性白云岩、改性方解石、改性水锌矿、改性沸石和改性海浮石；
S200、配料：按照重量份分别称量改性白云岩、改性方解石、改性水锌矿、改性沸石、改性海浮石、活性炭和粘结剂；
S300、混合：将称量得到的改性白云岩、改性方解石、改性水锌矿、改性沸石和改性海浮石按照预设方法与活性炭和粘结剂进行混合，得到混合料；
S400、烧结成型：将混合料放入磨具中进行烧结，得到矿化滤芯。
其中，粘结剂为聚乙烯、聚氯乙烯等其他粘结剂。
下面分别对白云岩、方解石、水锌矿、沸石和海浮石的改性方法进行描述。其中，白云岩、方解石、水锌矿、沸石和海浮石均是天然的。
改性白云岩通过以下方法制备：
对白云岩进行超声波洗涤，然后在100℃干燥，对干燥后的白云岩进行粉碎、研磨和过筛处理，得到预处理白云岩，优选地，预处理白云岩的目数为20～140目，进一步地，预处理白云岩的目数为40～120目。
将预处理白云岩放入马弗炉中，在750℃煅烧1.0h，冷却后，得到煅烧改性白云岩，放入干燥器内密闭保存。
将煅烧改性白云岩在200ml去离子水中浸泡30min，将浸泡后的白云岩表面的水分用滤纸吸去、或者自然风干或者烘干之后，铺在坩埚中，并将该坩埚放置于管式炉中，以0.5L/min的流量通入CO2气体，在450℃碳化反应2.0h，冷却后，得到最终的改性白云岩，放入干燥器内密闭保存。其中，管式炉升温至450℃的时间为40min。其中，改性得到的改性白云岩的目数为20～140目，进一步地，改性白云岩的目数为40～120目。
需要说明的是，上述列举的干燥温度、煅烧温度、煅烧时间、浸泡水量、浸泡时间、CO2气体的流量、碳化反应温度、碳化反应时间、碳化反应的升温时间，只是示例性地，不是限制性地，干燥温度还可以是80℃、120℃等其他温度；煅烧温度还可以是700℃、800℃等其他温度；煅烧时间还可以是0.5h、1.5h等其他时间；浸泡水量还可以是150m、250ml等其他水量，且也可以采用超纯水或者自来水浸泡；浸泡时间还可以是20min、30min等其他时间；CO2气体的流量还可以是0.01L/min、0.1L/min、1.0L/min等其他流量；碳化反应温度还可以是400℃、500℃等其他温度；碳化反应时间还可以是1.0h、2.0h等其他时间；碳化反应的升温时间还可以是30min、50min等其他时间。在实际应用中，本领域技术人员可以将上述参数任意组合。
改性方解石通过以下方法制备：
对方解石进行粉碎和过筛处理，筛分出80～220目的方解石，优选地，筛分出100～200目的方解石，采用去离子水，对筛分出的方解石进行超生波洗涤，过滤，放入烘箱内干燥，再次筛分处理，得到改性方解石，即物理改性方解石。其中，改性方解石的目数为80～220目，进一步地，改性方解石的目数为100～200目。当然，也可以采用超纯水或者自来水浸泡来洗涤预处理方解石。
改性水锌矿通过以下方法制备：
对水锌矿进行粉碎和过筛处理，筛分出80～350目的水锌矿，优选地，筛分出100～325目的水锌矿，然后采用去离子水，对筛分出的水锌矿进行超声波洗涤，过滤，放入烘箱内干燥，得到预处理水锌矿。
将预处理水锌矿在1.0mol/L的盐酸溶液中浸泡4h，浸泡温度为25℃，恒温浸泡，用去离子水洗涤后得到酸改性水锌矿。
将酸改性水锌矿在1.2mol/L的碳酸钠溶液中浸泡18h，得到盐改性水锌矿，将盐改性水锌矿在25℃振荡摇匀，并采用去离子水对摇匀后的水锌矿进行洗涤，放入烘箱内干燥，得到改性水锌矿；优选地，改性水锌矿的目数为80～350目，进一步地，改性水锌矿的目数为100～325目。
需要说明的是，上述列举的无机酸及其对应的浓度、浸泡时间、浸泡温度，无机盐及其对应的浓度、浸泡时间、浸泡温度，摇匀温度，只是示例性地，不是限制性地，无机酸还可以是硫酸、硝酸、碳酸等其他无机酸，任一种无机酸对应的浓度还可以是0.8mol/L、1.2mol/L等其他浓度，浸泡时间还可以是3h、5h等其他时间，浸泡温度还可以是20℃、23℃、27℃、30℃等他温度；无机盐还可以是碳酸钾、氯化钠、氯化钾等其他无机盐，任一种无机盐对应的浓度还可以是1.0mol/L、1.4mol/L等其他浓度，浸泡时间还可以是14h、16h、20h、22h等其他时间；摇匀温度还可以是20℃、30℃等他温度。在实际应用中，本领域技术人员可以将上述参数任意组合。此外，也可以采用超纯水或者自来水浸泡来洗涤水锌矿。
改性沸石通过以下方法制备：
对沸石进行粉碎和过筛处理，筛分出20～120目的沸石，优选地，筛分出40～100目的沸石，然后采用去离子水，对筛分出的沸石进行超声波洗涤1h，过滤，放入烘箱内干燥，得到预处理沸石。
将预处理沸石放入马弗炉中，在450℃煅烧2.0h，冷却后，得到煅烧改性沸石，放入干燥器内密闭保存。
使用200W微波对煅烧改性沸石进行微波改性，得到微波改性沸石。
将微波改性沸石在1.0mol/L的盐酸溶液中浸泡4h，浸泡温度为25℃，恒温浸泡，用去离子水洗涤后得到酸改性沸石。
将酸改性沸石在0.7mol/L的氯化钠溶液中浸泡24h，且每间隔6h振荡5min，得到盐改性沸石。
对盐改性沸石进行固液分离、采用去离子水反复进行多次超声波洗涤、干燥和筛分处理，得到改性沸石；其中，改性沸石的目数为20～120目，优选地，改性沸石的目数为40～100目。
需要说明的是，上述列举的超声波洗涤时间、煅烧温度、煅烧时间、微波、无机酸及其对应的浓度、浸泡时间、浸泡温度，无机盐及其对应的浓度、浸泡时间，间隔时间和振荡时间，只是示例性地，不是限制性地，超声波洗涤时间还可以是0.5h、1.5h等其他时间；煅烧温度还可以是400℃、500℃、550℃等其他温度；煅烧时间还可以是1.5h、3.0h、3.5h等其他时间；还可以采用150W微波、300W微波、350W微波等其他微波；无机酸还可以是硫酸、硝酸、碳酸等其他无机酸，任一种无机酸对应的浓度还可以是0.8mol/L、1.2mol/L等其他浓度，浸泡时间还可以是3h、5h等其他时间，浸泡温度还可以是20℃、23℃、27℃、30℃等他温度；无机盐还可以是碳酸钾、碳酸钠、氯化钾等其他无机盐，任一种无机盐对应的浓度还可以是0.5mol/L、0.9mol/L等其他浓度，浸泡时间还可以是22h、26h等其他时间；间隔时间还可以是5h、7h等其他时间；振荡时间还可以是3min、8min等其他时间。在实际应用中，本领域技术人员可以将上述参数任意组合。此外，也可以采用超纯水或者自来水浸泡来洗涤沸石。
改性海浮石通过以下方法制备：
对海浮石进行粉碎和过筛处理，筛分出40～220目的海浮石，优选地，筛分出60～200目的海浮石，采用去离子水，对筛分出的海浮石进行超生波洗涤，过滤，放入烘箱内干燥，得到预处理海浮石。
将预处理海浮石在醋酸溶液中浸泡32h，得到酸改性海浮石；
将酸改性海浮石在25℃恒温振荡摇匀，并采用去离子水对摇匀后的海浮石进行洗涤，放入烘箱内干燥，得到改性海浮石；优选地，改性海浮石的目数为40～220目，进一步地，改性海浮石的目数为60～200目。
需要说明的是，上述列举的有机酸及其对应的浓度、浸泡时间，摇匀温度，只是示例性地，不是限制性地，有机酸还可以是柠檬酸、草酸等其他有机酸，任一种有机酸对应的浸泡时间还可以是27h、29h、35h、37h等其他时间；摇匀温度还可以是20℃、30℃等他温度。在实际应用中，本领域技术人员可以将上述参数任意组合。此外，也可以采用超纯水或者自来水浸泡来洗涤海浮石。
此外，还需要对得到的改性白云岩、改性方解石、改性水锌矿、改性沸石和改性海浮石按照GB 5479-2006生活饮用水卫生标准进行色度、浑浊度、臭和味、肉眼可见物、pH和TDS进行检验，并按照卫法监发【2001】生活饮用水卫生规范--生活饮用水输配水设备及防护材料卫生安全评价规范对得到的改性白云岩、改性方解石、改性水锌矿、改性沸石和改性海浮石进行铝、总铬、猛、铁、铜、锌、砷、银、镉、铅、锑、镍、锡、钡等元素的含量进行检验，只有改性白云岩、改性方解石、改性水锌矿、改性沸石和改性海浮石符合上述标准和规范时，才能够使用，进一步确保了饮水用的安全。通过上述改性方法，使得白云岩、方解石、水锌矿、沸石和海浮石的性能得到提升，并制备成不同粒径尺寸的颗粒，以便与活性炭颗粒、活性炭纤维和粘结剂混合。
下面参照三个实施例，对本发明的矿化滤芯的制备方法进一步描述。
实施例一
称量如下原料：
以每一份的重量为10g计，主料：改性白云岩50g，改性方解石100g，改性水锌矿30g，改性沸石30g，改性海浮石20g；将称量得到的改性白云岩、改性方解石、改性水锌矿、改性沸石和改性海浮石混合均匀，得到矿化滤料230g，即，提前混合好较多的矿化滤料备用。
以每一份的重量为1g计，称量70g矿化滤料(即混合之后的主料)；辅料：活性炭100g，粘结剂30g。
将70g矿化滤料、100g活性炭和30g粘结剂混合均匀，得到混合料。
将混合料放入磨具中，在100℃烧结60min，烧结压力为12MPa，将烧结好的富锶偏硅酸炭棒冷却后装入滤壳中，即得到矿化滤芯。
实施例二
称量如下原料：
以每一份的重量为1g计，主料：改性白云岩20g，改性方解石14g，改性水锌矿6g，改性沸石6g，改性海浮石4g；将称量得到的改性白云岩、改性方解石、改性水锌矿、改性沸石和改性海浮石混合均匀，得到矿化滤料50g；
以每一份的重量为1g计，辅料：活性炭120g，粘结剂45g。
将50g矿化滤料、120g活性炭和45g粘结剂混合均匀，得到混合料。
将混合料放入磨具中，在160℃烧结20min，烧结压力为18MPa，将烧结好的富锶偏硅酸炭棒冷却后装入滤壳中，即得到矿化滤芯。
实施例三
称量如下原料：
以每一份的重量为1g计，主料：改性白云岩25g，改性方解石15g，改性水锌矿5g，改性沸石5g，改性海浮石3g；辅料：活性炭110g，粘结剂40g。
将称量得到的25g改性白云岩、15g改性方解石、5g改性水锌矿、5g改性沸石和3g改性海浮石按照密度由小到大的顺序依次与110g活性炭和40g粘结剂进行混合，得到混合料。例如，先将细颗粒、密度小的改性白云岩与活性炭和粘结剂进行混合，再将改性沸石、改性方解石、改性水锌矿和改性海浮石依次与活性炭和粘结剂进行混合。当然，在实际添加原料的过程中，如果两个原料的密度比较接近，也可以根据原料的目数确定添加的顺序，例如先添加目数小的，再添加目数大的。
将混合料放入磨具中，在140℃烧结40min，烧结压力为16MPa，将烧结好的富锶偏硅酸炭棒冷却后装入滤壳中，即得到矿化滤芯。
需要说明的是，上述列举的三个实施例中的原料的重量份配比指示示例性地，本领域技术人员在实际应用中可以根据实际的水质需求等灵活地调整和设置原料的重量份配比，并根据原料的重量份配比相应地调整烧结温度、烧结时间和烧结压力。
进一步地，对通过上述方法制备得到的矿化滤芯进行了性能测试，详见表1。实验方法为：在室温条件下，进行通水测试，通水时，纯水流速为2.0L/min，当通水量达到1000L、2000L、3500L和4300L时分别取250ml水样进行测试。
从表1中可以看出，在进水为纯水情况下，在4300L通水量的条件下，锌、锶元素仍然能够进行稳定析出，且衰减速度较慢，即该矿化滤芯过滤后的富含丰富的锌、锶等有益的矿物质，达到了国家饮用水标准。
表1.矿化滤芯功能性测试数据统计表
进一步地，对通过上述方法制备得到的矿化滤芯进行了铅金属析出测试，将本发明制备的矿化滤芯分别与水锌矿滤芯、添加了A矿石的水锌矿化滤芯、添加了B矿石的水锌矿化滤芯的控制铅金属的析出的效果进行了对比，其中，A矿石为如火山石、硅藻土、高岭土等矿石，B矿石为麦饭石、沸石、伊利石等矿石。经比较可知，本发明制备得到的矿化滤芯由于包括海浮石，改性海浮石和改性水锌矿的配合使用。从表2中可以看出，采用本发明制备的矿化滤芯，当其添加量在达到20g时，就能够有效控制铅金属的析出，避免了铅等重金属超标，进一步确保了饮水用的安全。
表2.矿化滤芯铅含量测试统计表
应该指出的是，上述实施例只是本发明的一种较佳的实施方式中，仅用来阐述本发明方法的原理，并非旨在限制本发明的保护范围，在实际应用中，本领域技术人员可以根据需要而将上述功能分配由不同的步骤来完成，即将本发明实施例中的步骤再分解或者组合。例如，上述实施例的步骤可以合并为一个步骤，也可以进一步拆分成多个子步骤，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的步骤的名称，其仅仅是为了区分各个步骤，不视为对本发明的限制。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种矿化滤芯，其特征在于，包括按以下重量份计的原料：
主料：改性白云岩1～40份，改性方解石1～20份，改性水锌矿1～6份，改性沸石1～6份，改性海浮石1～4份。
2.根据权利要求1所述的矿化滤芯，其特征在于，包括按以下重量份计的原料：
主料：改性白云岩5～20份，改性方解石10份，改性水锌矿3份，改性沸石3份，改性海浮石2份。
3.根据权利要求1所述的矿化滤芯，其特征在于，还包括按以下重量份计的原料：
辅料：活性炭50～240份，粘结剂10～90份。
4.根据权利要求3所述的矿化滤芯，其特征在于，由按以下重量份计的原料制成：
主料50～70份；
辅料130～165份，其中，活性炭100～120份，粘结剂30～45份。
5.一种权利要求3或4所述的矿化滤芯的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括下列步骤：
改性：分别对白云岩、方解石、水锌矿、沸石和海浮石进行改性，得到改性白云岩、改性方解石、改性水锌矿、改性沸石和改性海浮石；
配料：按照重量份分别称量所述改性白云岩、所述改性方解石、所述改性水锌矿、所述改性沸石、所述改性海浮石、活性炭和粘结剂；
混合：将称量得到的所述改性白云岩、所述改性方解石、所述改性水锌矿、所述改性沸石和所述改性海浮石按照预设方法与所述活性炭和所述粘结剂进行混合，得到混合料；
烧结成型：将所述混合料放入磨具中进行烧结，得到所述矿化滤芯。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述改性白云岩通过以下方法制备：
对所述白云岩进行超声波洗涤、干燥、粉碎、研磨和过筛处理，得到预处理白云岩；
将所述预处理白云岩在700～800℃煅烧0.5～1.5h，冷却后，得到煅烧改性白云岩；
将所述煅烧改性白云岩在150～250ml水中浸泡20～40min，将浸泡后的白云岩表面的水分去除之后置于管式炉中，以0.01-1.0L/min的流量通入CO2气体，在400～500℃碳化反应1.0～3.0h，冷却后，得到所述改性白云岩；
其中，所述改性白云岩的目数为40～120目。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述改性方解石通过以下方法制备：
对所述方解石进行粉碎和过筛处理，得到预处理方解石；
对所述预处理方解石进行超生波洗涤、过滤、干燥和筛分处理，得到所述改性方解石；
其中，所述改性方解石的目数为80～220目。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述改性水锌矿通过以下方法制备：
对所述水锌矿进行粉碎、过筛、超声波洗涤、过滤和干燥处理，得到预处理水锌矿；
将所述预处理水锌矿在0.8～1.2mol/L的无机酸溶液中浸泡3～5h，浸泡温度为20～30℃，洗涤后得到酸改性水锌矿；
将所述酸改性水锌矿在1.0～1.4mol/L的无机盐溶液中浸泡14～22h，得到盐改性水锌矿；
将所述盐改性水锌矿在20～30℃振荡摇匀，并对摇匀后的水锌矿进行洗涤和干燥处理，得到所述改性水锌矿；
其中，所述改性水锌矿的目数为80～350目。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述改性沸石通过以下方法制备：
对所述沸石进行粉碎、过筛、超声波洗涤和干燥处理，得到预处理沸石；
将所述预处理沸石在400～550℃煅烧1.5～3.5h，冷却后，得到煅烧改性沸石；
使用150～350W微波对所述煅烧改性沸石进行微波改性，得到微波改性沸石；
将所述微波改性沸石在0.8～1.2mol/L的无机酸溶液中浸泡3～5h，浸泡温度为20～30℃，洗涤后得到酸改性沸石；
将所述酸改性沸石在0.5～0.9mol/L的无机盐溶液中浸泡22～26h，且每间隔5～7h振荡3～8min，得到盐改性沸石；
对所述盐改性沸石进行固液分离、超声波洗涤、干燥和筛分处理，得到所述改性沸石；
其中，所述改性沸石的目数为20～120目。
10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述改性海浮石通过以下方法制备：
对所述海浮石进行粉碎、过筛、超声波洗涤和干燥处理，得到预处理海浮石；
将所述预处理海浮石在有机酸溶液中浸泡27～37h，得到酸改性海浮石；
将所述酸改性海浮石在20～30℃振荡摇匀，并对摇匀后的海浮石进行洗涤和干燥处理，得到所述改性海浮石；
其中，所述改性海浮石的目数为40～220目。
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