CN1198424A - 多孔烧结物及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种制备用于提取矿物的多孔烧结物的方法,包括使烧结物的组合物成型和干燥的步骤,该组合物至少包含包括矿物的含矿物固体材料、粉状植物纤维和粘合剂,尤其是二氧化硅。

Description

多孔烧结物及其制备方法和用途

本发明涉及一种由含有矿物的固体材料制成的具有许多孔的多孔烧结物，其用于有效地提取矿物并且不会减少该矿物的产量。本发明还涉及制备该多孔烧结物和使用该多孔烧结物的方法。

出于使用含矿物岩石中的矿物的目的，一般的做法是，将保持原样或通过挤压等使其具有所规定的形状的岩石浸入溶剂中以提取矿物。这种常规做法的问题在于用于提取的时间长和所提取的矿物量小。

因此，为了提高溶剂中所提取的矿物量，已经采用的方法是将纯化的或大量的岩石放入溶剂中，但是，这些方法并不能有效地提取矿物。因此，为了提高所提取的矿物的量，需要提高被浸入的岩石的消耗量，或者增加岩石的更新周期，这样使岩石的处理更加复杂。

为了解决上述问题，我们所作的广泛深入研究的结果是，发现了基本上需要通过提高含矿物的固体材料如上述岩石和溶剂之间的接触面积将产品加工成一种能够有效地提取矿物的形状。

更具体地讲，本发明的制备方法提供一种具有许多孔的多孔烧结物，其有利于有效地从含矿物的固态材料特别是从岩石中提取矿物和提高提取效率但不会减少矿物的产量。

本发明提供一种制备用于提取矿物的多孔烧结物的方法，其包括步骤(a)将含矿物的固态材料磨成粉末，(b)混合至少包括该粉末、可以烧成灰的材料和热融性粘合剂的组合物，(c)将组合物制成特定形状，(d)干燥成型的组合物；和(e)在特定温度下，将成型的组合物烧成多孔烧结物。

适用的含矿物的固态材料包括含矿物的岩石，例如麦饭石、医王石、电气石等。

上述可以烧成灰的材料包括粉状植物纤维，其选自一种或更多的材料，该材料包括木屑、谷壳、米糠、粉状豆腐渣、碳粉如碳化的竹粉和木炭，等等。

本发明的方法的目的在于允许在短时间内用水等物质有效地提取这些矿物。

本发明还提供一种由上述方法制备的多孔烧结物。特别地，使用的粘合剂的实例包括二氧化硅、氧化锆、氧化铝等。

本发明还提供一种水溶液的制备方法，在该水溶液中，在含矿物的固体材料中所含的矿物通过使用上述的多孔烧结物被提取。

本发明的其它目的、特征和优点通过下述的本发明的实施方案参照附图将变得更明白。

图1是用于生产饮用水的装置的示意图。

下面将更详细地描述本发明。

制备本发明的多孔烧结物：首先研磨含矿物的固体材料，和使研磨的含矿物的固体材料颗粒分级，从而制备具有规定的均匀颗粒尺寸优选地尺寸大约为1～20μm的粉末。该含矿物的固体材料可以是任何其中矿物含量达到预期数值的固体材料。合适的含矿物的固体材料包括岩石，例如麦饭石、医王石、电气石，等等。麦饭石属于火成岩的石英斑岩，并且在中国用作草药。麦饭石的主要组分是硅酸酐和氧化铝。

在优选地用于本发明的含矿物的固体材料中所含的矿物，例如钙、钠、镁、钾、锰离子等对动植物是必不可少的。优选地，矿物是用于生产饮用水、培育植物或动物用水、消毒用水或医用水的有效元素。

至少包含粉状含矿物的固体材料，可以被烧成灰的材料和热融性粘合剂的组合物被充分混合。

用在本发明中可以被烧成灰的材料包括粉状植物纤维，例如，一种或多种选自木屑、谷壳、米糠、粉状豆腐渣和包括碳化竹粉和木炭的碳粉的粉末。

粘合剂的作用是当组合物被烧制成烧结物时通过融化连结含矿物的固体材料粉末颗粒。最适合的粘接剂是二氧化硅。二氧化硅的替代物包括氧化锆和氧化铝，而能用作釉料的二氧化硅是最合适的。

优选地，组合物含有适量的水以提供形成组合物的有效粘度水平。

混合之后，使用任何适合于被混合的组合物的条件如粘度和组合物成分的成型方法将组合物制成规定的形状。例如，可以将组合物放在金属或树脂模子中并挤压，或手工制成特定形状。

然后，将成型的组合物在露天下干燥并燃烧，从而得到用于提取矿物的多孔烧结物。

制成规定形状的混合物在烧制成烧结物的有效温度、优选地是在大约800℃或更高温度下得到烧制。通过燃烧，组合物中的材料如木屑、谷壳、米糠、粉状豆腐渣和包括碳化竹粉和木炭的碳粉被消耗，以及因此在烧结物中有效地形成许多小孔。制成的具有孔的烧结物有利于有效地提取含矿物的固体材料粉末中的矿物，这是因为提高了烧结物中粉末和用于提取的溶剂如水的接触面积。同时，孔的毛细现象加快了溶剂的渗透。因此，保留在烧结物中的溶剂的比率被显著地提高到40～50重量％，和矿物在溶剂中的提取时间被降低，这样得到矿物提取量被提高的结果。

在燃烧前组合物应该至少含有含矿物的固体材料粉末、粉状植物纤维和粘合剂，优选地包含大约45～70重量％的含矿物的固体材料的粉末、大约5～30重量％粉状植物纤维、大约5～25重量％粘合剂。另外，组合物还可以包含有效量的水以提供使组合物形成特定形状的有效粘度水平。

通过使用这样得到的由含矿物的固态材料粉末制成的多孔烧结物，能够容易地提取在含矿物的固态材料中所含的矿物。提取方法仅包括将适当的溶剂例如水通过由上述方法制备的多孔烧结物的步骤；或将烧结物浸入溶剂中然后搅拌溶剂的步骤。

例如，通过上述方法制备的提取矿物的多孔烧结物可以立即产生通常称之为“优质水”或“神水”的美味水。当用大量水提取这些矿物时，通过使水穿过包含许多矿物提取多孔烧结物的装置得到目标水。特别地，发现由麦饭石制成的烧结物能够吸附水中的氯。

特别地，借助图1中所示的装置生产饮用水，其中表示用于生产饮用水的装置的示意图。如图1所示，例如，从装置1的入口部分7通过过滤器2喂入供给水。当水穿过由含矿物的固体材料制成的多孔烧结物3时矿物被提取。然后，使水再流过过滤器4和除臭剂5，从而得到作为矿泉水6的饮用水。过滤器2和4被用于除去水中的灰尘。

下面借助实施例详细地描述本发明的烧结物的制备方法。

实施例1

通过搅拌使220g组合物混合，该组合物包括55重量％颗粒尺寸为1～5μm的麦饭石粉、10重量％颗粒尺寸为30～100μm的木屑、2重量％的颗粒尺寸为15～50μm的木屑、15重量％的颗粒尺寸为1～50μm的二氧化硅粉末，其余为水。在模子中将这样混合的组合物压制成φ80×20mm的圆盘形状。在露天中干燥之后，在800℃下使成型的组合物燃烧，在炉子中冷却之后，得到矿物提取的多孔烧结物。

将一个这样的矿物提取多孔烧结物(150g)放置在去离子水(2升)中，在使用搅拌器搅拌2小时之后，取100ml的浸渍水试样进行水质试验。测试结果见表1。随着矿物提取多孔烧结物在水中的浸入，发现矿物例如Na、Mg和Ca的提取物。在对比实施例中烧结物的制备与实施例1中的方法相同，但是未加入木屑，该对比实施例与其相应的浸渍水的水质量测试结果一起也列于表1中。

                     表1

类别	加入木屑(实施例1)	未加入木屑(对比实施例)
			pH(处理前：6.8)	8.6	8.3
色度	2	2
			氯离子        mg/l	0	0
蒸发残留物    mg/l	4	4
			Ca            mg/l	1.4	0.11
Ca硬度        mg/l	3.5	0.28
			Mg            mg/l	1.0	0.07
Mg硬度        mg/l	4.0	0.24
			总硬度        mg/l	7.6	0.52
Fe            mg/l	0.05	0.03
			Na            mg/l	5.7	0.21
Mn            mg/l	0	0
			K             mg/l	0.5	0.06

实施例2

将实施例1中制备的矿物提取多孔烧结物浸在供给水(2升)中，持续地用搅拌器搅拌，以及按照10分钟、1小时和3小时的间隔取100ml的浸渍水作为试样。另一方面，以上述同样的方式连续地搅拌供给水，以及在开始时刻和在间隔为10分钟、1小时和3小时取水样以便以邻联甲苯胺方法测定在所有情况下残留的氯。测定的结果见表2。在含有矿物提取多孔烧结物的浸渍水中，在浸渍开始后十分钟发现残留氯的含量下降，经过1小时后发现降低了大约50％。

              表2残留氯随时间的变化

时间间隔	浸渍水(mg/l)	供给水(mg/l)
			开始	0.85	0.85
10分钟	0.70	0.85
			1小时	0.45	0.80
3小时	0.15	0.80

这些数据表明由麦饭石制成的多孔烧结物能够吸附水中的氯。

只要对于各种目的所选择的含矿物的固体材料是适当的，本发明中的多孔烧结物就可以用于各种不同的目的。例如，多孔烧结物不仅可以有效地用于制备上述饮用水，而且还可以通过在装饰性鱼缸或自然状态的鱼缸中浸入烧结物从而长时间地使鱼缸中的水保持清洁，同时还可以实现浮游生物的有效繁殖和加速鱼缸中鱼和贝类的生长。同样也可以长时间地使浴盆和花瓶中的水保持清洁，并且显著地降低在浴盆上沉积膜。此外，本发明的矿物提取多孔烧结物可以用于制备包括矿物的溶液，该溶液具有巴氏灭菌的作用、可以阻止腐生菌的繁殖和治疗皮炎。因此，正如上面所描述的一样它可以在很大的范围中使用。

根据本发明，正如上面所描述的一样，通过使供给水通过含矿物的固体材料制成的多孔烧结物或将含矿物的固体材料的多孔烧结物浸入供给水中可以从烧结物中提取矿物，因此制得美味水，或得到许多工业上有用的效果。

本发明并不限于上述实施例和可以在本发明的主旨和范围内进行各种不同的变化和改进。因此，下面的权利要求用于评价本发明的范围的公开。

Claims (30)

1.一种含矿物的固体材料的多孔烧结物，其通过以下步骤制备：

(a)将含矿物的固体材料磨成粉末，

(b)使至少含有该粉末、可以烧成灰的材料和热融性粘合剂的组合物混合，

(c)将该组合物制成特定形状，

(d)干燥该成型组合物；以及

(e)在特定温度下燃烧该成型组合物。

2.根据权利要求1的多孔烧结物，其中所述的含矿物的固体材料包含用于生产饮用水、培育植物或动物用水、消毒用水或具有医用目的的水的有效矿物。

3.根据权利要求1的多孔烧结物，其中所说的含矿物的固体材料包括至少一种选自麦饭石、医王石和电气石的岩石。

4.根据权利要求1的多孔烧结物，其中所述的材料包括粉状植物纤维，其选自一种或多种来源于木屑、谷壳、米糠、粉状豆腐渣和含有碳化竹粉和木炭的碳粉的材料。

5.根据权利要求1的多孔烧结物，其中所说的粘合剂包括二氧化硅、氧化锆或氧化铝。

6.根据权利要求1的多孔烧结物，其中所说的组合物包括大约45～70重量％的该粉末、大约5～30重量％的材料和大约5～25重量％的粘合剂。

7.根据权利要求1的多孔烧结物，其中所说的粉末的颗粒尺寸大约为1～20μm。

8.根据权利要求1的多孔烧结物，其中所说的组合物还包括有效量用于成型步骤(c)的水。

9.根据权利要求1的多孔烧结物，其中所说的温度大约是800℃或更高。

10.根据权利要求1的多孔烧结物，其中使溶剂流过所说的多孔烧结物；或将多孔烧结物浸入溶剂中以便提取矿物。

11.一种制备用于提取含矿物的固体材料中的矿物的多孔烧结物的方法，其中包括步骤：

(a)将含有矿物的含矿物固体材料磨成粉末，

(b)混合至少包含该粉末、可以烧成灰的材料和热融性粘合剂的组合物，

(c)将该组合物成型为特定的形状，

(d)干燥该成型组合物；和

(e)在特定温度下将该成型组合物燃烧成多孔烧结物。

12.根据权利要求11的方法，其中所说的矿物包含可用于生产饮用水、培育植物或动物用水、消毒水或具有医用目的的水的有效组分。

13.根据权利要求11的方法，其中所说的含矿物的固体材料包括至少一种选自麦饭石、医王石和电气石的岩石。

14.根据权利要求11的方法，其中所说的可以烧成灰的材料包括粉状植物纤维，其选自一种或多种来自木屑、谷壳、米糠、粉状豆腐渣和含有碳化竹粉和木炭的碳粉的材料。

15.根据权利要求11的方法，其中所说的粘合剂含有二氧化硅、氧化锆或氧化铝。

16.根据权利要求11的方法，其中所说的组合物包含大约45～70重量％的含矿物固体材料粉末，大约5～30重量％的材料和大约5～25重量％的粘合剂。

17.根据权利要求11的多孔烧结物，其中所说粉末的颗粒尺寸大约是1～20μm。

18.根据权利要求11的多孔烧结物，其中所说的组合物还包含有效量的用于成型步骤(c)的水。

19.根据权利要求11的多孔烧结物，其中所说的温度大约是800℃或更高。

20.一种生产水溶液的方法，该水溶液含有从含矿物固体材料中提取的溶于水的有效组分，该方法使用通过烧结含矿物固体材料粉末和热融性粘合剂制成的多孔烧结物，其中包括步骤：

使水流过所说的多孔烧结物，然后用水提取所说的水溶性有效组分。

21.根据权利要求20的方法，其中所说的水溶液用于饮用、培育植物或动物、杀菌或医用的目的。

22.根据权利要求20的方法，其中所说的多孔烧结物进一步用于吸附水中的氯。

23.一种生产含有从含矿物固体材料中提取的有效水溶性组分的水溶液的方法，其使用通过烧结合矿物固体材料粉末和热融性粘合剂制成的多孔烧结物，其中包括步骤：

(a)将所说的多孔烧结物浸入水中；和

(b)搅拌水，从而提取所说的水溶性有效组分。

24.根据权利要求23的方法，其中所说的水溶液用于饮用、培育植物或动物、消毒或医用的目的。

25.根据权利要求23的方法，其中所说的多孔烧结物还可以用于吸附水中的氯。

26.一种具有用于提取矿物的孔的多孔烧结物，所说的烧结物由含有矿物的含矿物固体材料粉末和热融性粘合剂组成，所说的孔是通过燃烧一种材料成灰烬而产生的，该材料在燃烧由含矿物固体材料粉末和粘合剂组成的组合物以形成烧结物之前加到组合物中。

27.根据权利要求26的多孔烧结物，其中在燃烧之前，所说的组合物包含大约45～70重量％的该粉末、大约5～30重量％的该材料和大约5～25重量％的粘合剂。

28.根据权利要求26的多孔烧结物，其中所说的材料包括粉状植物纤维，该植物纤维选自一种或多种来自木屑、谷壳、米糠、粉状豆腐渣和含有碳化竹粉和木炭的碳粉的材料。

29.根据权利要求26的多孔烧结物，其中所说的粘合剂包括二氧化硅、氧化锆或氧化铝。

30.一种制备含有含矿物固体材料中的水溶性有效组分的水溶液的装置，包括：

(a)一种用于除去溶液中灰尘的过滤器；

(b)通过烧结含矿物固体材料粉末和热融性粘合剂制成的多孔烧结体；和

(c)除臭剂。