一种矿化陶瓷、制备方法及其在水处理中的应用技术

本发明专利技术属于陶瓷制备技术领域，具体涉及一种矿化陶瓷、制备方法及其在水处理中的应用。该矿化陶瓷由髓石和高岭土组成，所述髓石和高岭土的质量比为（1～3）：1。该矿化陶瓷包括制备步骤：1）按比例称取髓石和高岭土，粉碎后混合均匀，制得混合粉末；2）将制得的混合粉末进行压制成形，再经高温烧结即可。本发明专利技术的矿化陶瓷在水处理过程中，模拟自然界偏硅酸型矿泉水的形成，在水中释放偏硅酸根离子，与水中的钙、镁离子形成可溶于水、并可被人体吸收的偏硅酸盐，从而达到改善水质，减少水垢的形成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于陶瓷制备
，具体涉及一种矿化陶瓷、制备方法及其在水处理中的应用。
技术介绍
现有的水质软化技术一般采用的是将水中的钙，镁离子去除，所采用的水处理方法多为多层过滤、离子交换或反渗透技术，处理成本高昂，工艺复杂，使用时技术要求较高，需要加入大量的化学试剂；另外，处理后的残渣容易形成大量垃圾，对环境造成一定的污染。本专利技术主要解决目前我国大部分地区民用自来水及地下水中钙、镁离子含量高、硬度偏大、加热过程中极易结垢的问题。中国专利CN104987053A公开了一种水净化用的陶瓷球及其制备方法，该陶瓷球是由一定配比的π石球、托玛琳球、富硒矿化球、负电位球、木鱼石球、麦饭石球与活性炭经混合、球磨、预成型后，再经高温烧制成型，最后经过精修、出窑阴干即得水净化用的陶瓷球。该陶瓷球处理过的水被人饮用后能够降低高血压、高血脂和高血糖，增强新陈代谢易于被人体吸收并将体内毒素与重金属排出，增强体质。该陶瓷球在保健、杀菌、净化方面等具有较好效果。本专利技术矿化陶瓷的特点是在水处理过程中，模拟自然界偏硅酸型矿泉水的形成，在水中释放偏硅酸根离子，与水中的钙、镁离子形成可溶于水、并可被人体吸收的偏硅酸盐，从而达到改善水质，减少水垢的形成。目前国内及国外还未见相同或类似产品介绍。
技术实现思路
本专利技术一个目的是针对目前我国大部分地区民用自来水及地下水中钙、镁离子含量高、硬度偏大、加热过程中极易结垢的技术问题而提供一种矿化陶瓷。实现本专利技术一目的而采用的技术方案为：一种矿化陶瓷，该矿化陶瓷由髓石和高岭土组成，所述髓石和高岭土的质量比为（1～3）：1。作为本专利技术一优选技术方案，所述髓石和高岭土的质量比为2：1。作为本专利技术一优选技术方案，所述矿化陶瓷由如下步骤制得：步骤1）：按比例称取髓石和高岭土，粉碎后混合均匀，制得混合粉末；步骤2）：将步骤1）制得的混合粉末进行压制成形，再经高温烧结即可。其中，步骤1）中所述的髓石与高岭土经粉碎后的粒度小于200目。步骤2）中所述的压制成形，其压力为10吨。所述的高温烧结温度为1100℃～1200℃。本专利技术另一个目的在于提供一种矿化陶瓷的制备方法。实现本专利技术一目的而采用的技术方案为：一种矿化陶瓷的制备方法，包括步骤如下：步骤1）：按比例称取髓石和高岭土，粉碎后混合均匀，制得混合粉末；步骤2）：将步骤1）制得的混合粉末进行压制成形，再经高温烧结即可。其中，步骤1）中，所述的髓石与高岭土经粉碎后的粒度小于200目；步骤2）中，所述的压制成形，其压力为10吨；所述的高温烧结温度为1140℃～1160℃。作为本专利技术一优选技术方案，步骤2）中具体高温烧结步骤为：从室温以10℃/分钟的加热速度加热到350℃～400℃后，保持1～2小时；继续以5℃/分钟的加热速度加热到1140℃～1160℃，保持1～2小时。本专利技术再一个目的在于提供一种矿化陶瓷在水处理中的应用，使用时采取加热或超声波震荡进行水处理。本专利技术的技术优点在于：1）本专利技术的矿化陶瓷具有改善水质、减少水垢、饮用水口感更佳的技术效果。2）本专利技术的矿化陶瓷在水处理过程中，模拟自然界偏硅酸型矿泉水的形成，在水中释放偏硅酸根离子，与水中的钙、镁离子形成可溶于水、并可被人体吸收的偏硅酸盐，从而达到改善水质，减少水垢的形成。3）本专利技术的矿化陶瓷，回收重新处理后可重复使用，不会产生废渣而影响环境，达到节能环保的要求。4）在采用加热法处理饮用水时只要将本产品加入容器中即可，根据全国各地水质硬度的不同，一般可连续使用1～2年；若处理工业用水（包括采暖锅炉用水），可保证一个采暖季不用更换，具有较传统方法更好的除垢效果。5）本专利技术的矿化陶瓷在具体焙烧过程中进行了活化处理，即在350℃～400℃时保温1～2小时，提高其在水中的活性，同时也改善髓石与高岭土的粘结性能。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步地描述。本专利技术一种矿化陶瓷，该矿化陶瓷由髓石和高岭土组成，所述髓石和高岭土的质量比为（1～3）：1，优选为2：1。本专利技术的矿化陶瓷不添加任何添加剂，均采用天然矿物材料制造。经北京大学地球与空间科学学院，造山带与地壳演化教育部重点实验室分析测试，其不含对人身体有害的元素。测试结果见附表1。表1SiO2%Al2O3%Fe2O3%CaO%MgO%K2O%Na2O%MnO%P2O5%86.050.310.455.667.250.030.060.0340.006Crug/gCoug/gSrug/g11978本专利技术矿化陶瓷的生产工艺流程：将髓石及高岭土粉碎，粒度在200目以下，在制胚过程中髓石和高岭土的比例为（1～3）：1，优选为2：1（髓石66%，高岭土34%），经10吨压力压制成形，经高温1140℃～1160℃，优选为1150℃，烧结而成。为了提高矿化陶瓷在水中的活性，同时也为了改善髓石与高岭土的粘结性能，在具体焙烧过程中进行了活化处理，即在350℃～400℃时保温1～2小时。在压制成形过程中，可根据需要加工成各种形状和尺寸。另外，本专利技术矿化陶瓷在水处理时，一般采取加热或超声波震荡的方式将陶瓷中的活性二氧化硅释放出来，形成偏硅酸盐。具体化学方程式如下：Ca++(Mg++)+SiO3--=Ca(Mg)SiO3由于偏硅酸盐可溶于水，经处理过的水可极大地缓解水垢的形成，而且偏硅酸盐可被人体吸收，饮用经处理的水与矿泉水（偏硅酸型）的口感相当并可起到补钙的作用。具体偏硅酸释放量测试结果见附表2。表2编号取样量（g）试液体积（mL）稀释倍数H2SiO3（µg/g）2016010302-1min1101011882016010302-2min1101015442016010302-5min1101014602016010302-10min1101014422016010302-30min1101030832016010303-1min1101036712016010303-2min1101029512016010303-5min1101037602016010303-10min1101029242016010303-30min110105577表2中的编号2016010302为普通髓石，而编号2016010303为本专利技术制备的矿化陶瓷，很明显，两者在相同条件和时间下释放的偏硅酸量相差几倍。因此，本产品的矿化陶瓷材料不是普通髓石可替代的，具有非常好的技术效果。本专利技术矿化陶瓷可用于大面积供暖锅炉用水的防垢处理，民用水的集中矿化处理和家庭饮用水的矿化、防垢处理。本专利技术的矿化陶瓷回收重新处理后可重复使用，不会产生废渣影响环境，可达到节能环保的要求。本专利技术的矿化陶瓷在采用加热法处理饮用水时只要将本产品加入容器中即可，根据全国各地水质硬度的不同，一般可连续使用1-2年。若处理工业用水（包括采暖锅炉用水），可保证一个采暖季不用更换。具有较传统方法更好的除垢效果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿化陶瓷，其特征在于：该矿化陶瓷由髓石和高岭土组成，所述髓石和高岭土的质量比为（1～3）：1。

【技术特征摘要】
1.一种矿化陶瓷，其特征在于：该矿化陶瓷由髓石和高岭土组成，所述髓石和高岭土的质量比为（1～3）：1。2.根据权利要求1所述的一种矿化陶瓷，其特征在于：所述髓石和高岭土的质量比为2：1。3.根据权利要求1所述的一种矿化陶瓷，其特征在于：所述矿化陶瓷由如下步骤制得：步骤1）：按比例称取髓石和高岭土，粉碎后混合均匀，制得混合粉末；步骤2）：将步骤1）制得的混合粉末进行压制成形，再经高温烧结即可。4.根据权利要求3所述的一种矿化陶瓷，其特征在于：步骤1）中所述的髓石与高岭土经粉碎后的粒度小于200目。5.根据权利要求3所述的一种矿化陶瓷，其特征在于：步骤2）中所述的压制成形，其压力为10吨。6.根据权利要求3所述的一种矿化陶瓷，其特征在于：步骤2）中所述的高温烧结温度为1100℃～1200℃。7.一种制备如权利要求1或2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯建国，田晓菲，杨斌，
申请(专利权)人：北京思诚万泉科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11