專利名稱：用于處理水的陶粒及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于處理水的陶材料，具體地說，本發(fā)明是涉及一種含有電氣石的陶材料。本發(fā)明還涉及該陶材料的制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代化工業(yè)進程加快，世界人口急劇膨脹，淡水資源嚴重匱乏，導致了人類生態(tài)環(huán)境的失衡。其中水資源的嚴重污染，是導致生態(tài)平衡被破壞的重要因素之一。
水是生命的源泉，人類健康之本。人體的體液占體重的60％以上，要想獲得健康的身體，飲用健康的水是很重要的。由于氫鍵的作用，普通水在通常情況下會與多達十多個的水分子締合成為一個大的水分子團，其滲透力、溶解力、代謝力等都不如單個的水分子強，在體內(nèi)難以發(fā)揮其生理作用。即便是現(xiàn)在普遍飲用的純凈水也是如此。
人們一直在努力采取物理的、生物的和化學的方法來獲取各種小分子功能水，但是其性能和效果都沒有明顯的變化，不能很好地獲得一種既保持良好的水質(zhì)、礦物質(zhì)充分、又符合生態(tài)健康要求的飲用水。同樣，對于我們周圍使用的諸如食品加工用水、澆灌用水、養(yǎng)殖用水等的處理就更缺乏有效的手段了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于處理水的陶粒，該陶粒中含有電氣石，可以優(yōu)化水質(zhì)，為人類提供生態(tài)健康用水。
本發(fā)明的目的還在于提供一種上述陶粒的制備方法。
本發(fā)明的陶粒是由電氣石、高嶺土、白云石、木節(jié)土等煅燒制成，其各組成成分的重量百分比為
電氣石25～45％高嶺土30～45％白云石10～20％木節(jié)土10～20％其中，電氣石粉碎成粒度為0.5～2μm的細粉使用，高嶺土、白云石和木節(jié)土分別粉碎成粒度為25～30μm的細粉使用。
用于處理水的陶粒的具體制備方法是，首先將電氣石、高嶺土、白云石和木節(jié)土分別粉碎研磨成要求粒徑的細粉，之后按照配比分別稱取相應(yīng)重量的各種原料混合在一起，攪拌1h，使其充分混合均勻?；旌暇鶆虻脑纤腿霐D壓機中，壓制成一定直徑的圓形顆粒，晾干后，裝入高溫爐中，在1000～1100℃溫度下煅燒5～6h，冷卻后得到陶粒產(chǎn)品。
根據(jù)不同的應(yīng)用場合，可以煅燒出直徑范圍為2.5～3.5mm的各種粒徑陶粒。
1880年，法國的皮埃羅·查里兄弟首先證明，電氣石是一種具有永久電極的天然礦石，1989年日本學者Kubo首先發(fā)現(xiàn)了電氣石存在自發(fā)電極和靜電場現(xiàn)象，由此興起了電氣石在環(huán)保、人體保健領(lǐng)域的研究熱潮。電氣石是一種以含硼為特征的鋁、鈉、鐵、鎂、鋰的環(huán)狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物，柱狀晶體，硬度7～7.8，比重3.03～3.25，主要產(chǎn)于巴西、斯里蘭卡等地，我國新疆、云南等省也盛產(chǎn)電氣石。電氣石的微觀結(jié)構(gòu)十分特殊，在電氣石周圍存在著以c軸軸面為兩極的靜電場，在電場作用下，水分子可以發(fā)生電解，形成活性分子H3O+吸引水中的雜質(zhì)，凈化水質(zhì)；OH-和水分子結(jié)合形成負離子，改善生活環(huán)境。實驗證明，隨著電氣石顆粒的變小，其靜電場不但不會減弱，相反因電極的增多還會增強。
高嶺土作為陶粒的基體原料，不僅起著耐火增強的作用，還可以改善陶粒的力學性能、貯存穩(wěn)定性、抗吸潮性及抗沖擊等機械性能，而且保證著陶粒的色白、致密、表面光潔度好、機械強度大、成品率高等特點。
木節(jié)土的主要作用是粘合，木節(jié)土具有干燥和燒成收縮大的特點，制成的陶粒不宜脫皮、掉皮、粉化，產(chǎn)品的使用壽命延長。
白云石的主要作用是降低陶粒的燒結(jié)溫度和增加陶粒的牢度。
在水分子中，氧原子核有8個質(zhì)子，它對電子的吸引力大于只有1個質(zhì)子的氫原子，O-H之間的電子對偏向氧原子一邊，在氧原子附近形成較多的負電荷，成為負電極，在氫原子附近形成較多的正電荷，成為正電極。水分子的上述極性性質(zhì)可以使一個水分子的H(正極)與另一個水分子的O(負極)彼此吸引，互相結(jié)合形成締合水分子，在通常情況下，普通水是由多達十多個的水分子締合成為的大水分子團。
水分子(H2O)是由兩個氫原子(H)和一個氧原子(O)構(gòu)成的，當使用本發(fā)明含有電氣石的陶粒處理水時，水分子接觸到能夠釋放出電子(e)的電氣石，會瞬間產(chǎn)生輕微電解，變成氫離子(H+)和羥基(OH-)；而氫離子(H+)又馬上與電氣石放出的電子(e)結(jié)合，被中和成氫原子(H)釋被放，剩下的羥基(OH-)與水(H2O)結(jié)合成為了羥離子(H3O2-)。此時，由于水中的氫離子減少，水的pH值升至7.4左右，呈弱堿性，又由于增加了許多帶負電的羥離子(H3O2-)，使得瞬間形成了堿性負離子水。健康人的體液是呈弱堿性的，人體的各個組織器官在弱堿性環(huán)境下才能充分發(fā)揮其正常的生理功能。因此，如果長期飲用經(jīng)本發(fā)明陶粒處理的水，可以中和酸性體液，有助于提高機體的免疫力和自愈力。
小分子團的水是最適合人體細胞的水。水的分子越小，其能量就越大，滲透力、溶解力、代謝力也就越強，小分子團的水更容易進出細胞膜，運送養(yǎng)料，帶出垃圾，成為最佳的運輸載體。使用核磁共振測定本發(fā)明陶粒處理的水，經(jīng)電氣石處理的堿性負離子水的線幅半高寬為65Hz左右，水分子團中的水分子數(shù)為7個左右，說明經(jīng)電氣石處理過的水中，水的分子團明顯變小。
經(jīng)測試，自來水的氧化還原電位為136mV，而經(jīng)本發(fā)明陶粒處理的水的氧化還原電位為90mV，這是由于本發(fā)明陶粒處理的水中富含H3O2-負離子的緣故。水的氧化還原電位越高，其氧化系數(shù)越高；氧化還原電位越低，則說明氧化物含量越少，為還原水，水質(zhì)越好。
過多的自由基對機體有相當?shù)奈：?，它極易攻擊生物膜上磷酸脂分子中不飽和脂肪產(chǎn)生的過氧化脂質(zhì)，破壞生物膜的正常結(jié)構(gòu)與功能，是促進衰老的因素之一。氧自由基的外圍電子比普通狀態(tài)少，而負離子的外圍電子比普通狀態(tài)多，負離子多出來的電子剛好可以供給缺少電子的氧自由基，使氧自由基獲得它所缺少的電子而被中和。所以，使用本發(fā)明陶粒處理過的水，水中的負離子可以中和機體中的自由基，使其變的無毒化，有益于身體健康。
本發(fā)明的陶粒在電氣石的特性功能作用下，用于處理水，達到了優(yōu)化水質(zhì)的作用。被處理后的水可以廣泛地應(yīng)用于居民飲用、食品加工、飲料釀造、花草樹木養(yǎng)護、植物種子發(fā)芽、蔬菜作物栽培、水果蔬菜保鮮、禽畜水產(chǎn)養(yǎng)殖等領(lǐng)域。
通過多批量的試驗，本發(fā)明的陶粒產(chǎn)品在產(chǎn)品性能、工藝流程和使用安全性等方面均符合要求。經(jīng)檢測，使用本發(fā)明的陶粒處理水時的Pb溶出量1.6mg/L(國家標準為7mg/L)，Cd溶出量0.05mg/L(國家標準為0.5mg/L)，均滿足實際應(yīng)用的需要。
具體實施例方式
實施例1將電氣石粉碎研磨為1μm的細粉，高嶺土、白云石、木節(jié)土分別粉碎研磨為25μm的細粉，稱取35kg電氣石粉、34kg高嶺土、11kg白云石和20kg木節(jié)土混合在一起，攪拌1h，使其混合均勻。將混合料裝入擠壓機中，壓成直徑為2.5mm大小的圓粒形狀，放置自然晾干，隨后裝入高溫爐中，控制溫度為1000℃，煅燒5.5小時，取出冷卻后得到陶粒產(chǎn)品。
本產(chǎn)品可以廣泛地應(yīng)用在飲用水、沐浴用水、釀造用水、育種用水、養(yǎng)殖用水等各種水的水質(zhì)處理。
實施例2稱取42kg電氣石粉、31kg高齡土、15kg白云石、12kg木節(jié)土，按照實施例1方法制粒，制成直徑為5mm的圓形顆粒，裝入高溫爐中，控制溫度為1010℃，煅燒6小時，取出冷卻后得到陶粒產(chǎn)品。
本產(chǎn)品可以廣泛地應(yīng)用在飲用水、澆灌用水、養(yǎng)殖用水、育種用水等各種水的水質(zhì)處理。
實施例3稱取27kg電氣石粉、40kg高齡土、18kg白云石和15kg木節(jié)土，按照實施例1方法，制成直徑為10mm的圓形顆粒，裝入高溫爐中，在1000℃煅燒5.5小時，得到陶粒產(chǎn)品。
本產(chǎn)品可以廣泛地應(yīng)用在飲用水和沐浴美容用水的水質(zhì)處理。
實施例4、稱取30kg電氣石粉、37kg高齡土、15kg白云石和18kg木節(jié)土，按照實施例1的方法制備陶粒，陶粒直徑30mm。
可用于飲用水及烹飪用水的水質(zhì)處理，以及直接放入食物中烹飪食品使用。
權(quán)利要求
1.一種用于處理水的陶粒，其特征是由下述重量百分比的原料制成電氣石 25～45％高嶺土 30～45％白云石 10～20％木節(jié)土 10～20％
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶粒，其特征是使用的電氣石粒度為0.5～2μm，高嶺土、白云石、木節(jié)土的粒度為25～30μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶粒，其特征是制成的陶粒粒徑為2.5～30mm。
4.權(quán)利要求1所述用于處理水的陶粒的制備方法，其特征是由以下步驟制備a)將電氣石粉碎成0.5～2μm的細粉，高嶺土、白云石、木節(jié)土粉碎成25～30μm的細粉；b)按照配比將各原料混合，攪拌1h；c)混合均勻的原料送入擠壓機中壓制成圓形顆粒；d)裝入高溫爐中，1000～1100℃煅燒5～6h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于處理水的陶粒，是由25～45％電氣石、30～45％高嶺土、10～20％白云石、10～20％木節(jié)土煅燒制成。本發(fā)明的陶粒在電氣石的特性功能作用下，處理過的水呈弱堿性，而且水分子團明顯變小，水中含有大量負離子，可以優(yōu)化水質(zhì)。被處理后的水可以廣泛應(yīng)用于居民飲用、食品加工、飲料釀造、花草樹木養(yǎng)護、植物種子發(fā)芽、蔬菜作物栽培、水果蔬菜保鮮、禽畜水產(chǎn)養(yǎng)殖等領(lǐng)域，為人類提供生態(tài)健康用水。
文檔編號C02F1/48GK1562780SQ20041001223
公開日2005年1月12日 申請日期2004年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月13日
發(fā)明者張朝倫, 田小兵 申請人:張朝倫