專利名稱：：多孔燒結(jié)物及其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種由含有礦物的固體材料制成的具有許多孔的多孔燒結(jié)物，其用于有效地提取礦物并且不會(huì)減少該礦物的產(chǎn)量。本發(fā)明還涉及制備該多孔燒結(jié)物和使用該多孔燒結(jié)物的方法。出于使用含礦物巖石中的礦物的目的，一般的做法是，將保持原樣或通過(guò)擠壓等使其具有所規(guī)定的形狀的巖石浸入溶劑中以提取礦物。這種常規(guī)做法的問題在于用于提取的時(shí)間長(zhǎng)和所提取的礦物量小。因此，為了提高溶劑中所提取的礦物量，已經(jīng)采用的方法是將純化的或大量的巖石放入溶劑中，但是，這些方法并不能有效地提取礦物。因此，為了提高所提取的礦物的量，需要提高被浸入的巖石的消耗量，或者增加巖石的更新周期，這樣使巖石的處理更加復(fù)雜。為了解決上述問題，我們所作的廣泛深入研究的結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)了基本上需要通過(guò)提高含礦物的固體材料如上述巖石和溶劑之間的接觸面積將產(chǎn)品加工成一種能夠有效地提取礦物的形狀。更具體地講，本發(fā)明的制備方法提供一種具有許多孔的多孔燒結(jié)物，其有利于有效地從含礦物的固態(tài)材料特別是從巖石中提取礦物和提高提取效率但不會(huì)減少礦物的產(chǎn)量。本發(fā)明提供一種制備用于提取礦物的多孔燒結(jié)物的方法，其包括步驟(a)將含礦物的固態(tài)材料磨成粉末，(b)混合至少包括該粉末、可以燒成灰的材料和熱融性粘合劑的組合物，(c)將組合物制成特定形狀，(d)干燥成型的組合物；和(e)在特定溫度下，將成型的組合物燒成多孔燒結(jié)物。適用的含礦物的固態(tài)材料包括含礦物的巖石，例如麥飯石、醫(yī)王石、電氣石等。上述可以燒成灰的材料包括粉狀植物纖維，其選自一種或更多的材料，該材料包括木屑、谷殼、米糠、粉狀豆腐渣、碳粉如碳化的竹粉和木炭，等等。本發(fā)明的方法的目的在于允許在短時(shí)間內(nèi)用水等物質(zhì)有效地提取這些礦物。本發(fā)明還提供一種由上述方法制備的多孔燒結(jié)物。特別地，使用的粘合劑的實(shí)例包括二氧化硅、氧化鋯、氧化鋁等。本發(fā)明還提供一種水溶液的制備方法，在該水溶液中，在含礦物的固體材料中所含的礦物通過(guò)使用上述的多孔燒結(jié)物被提取。本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)通過(guò)下述的本發(fā)明的實(shí)施方案參照附圖將變得更明白。圖1是用于生產(chǎn)飲用水的裝置的示意圖。下面將更詳細(xì)地描述本發(fā)明。制備本發(fā)明的多孔燒結(jié)物首先研磨含礦物的固體材料，和使研磨的含礦物的固體材料顆粒分級(jí)，從而制備具有規(guī)定的均勻顆粒尺寸優(yōu)選地尺寸大約為1～20μm的粉末。該含礦物的固體材料可以是任何其中礦物含量達(dá)到預(yù)期數(shù)值的固體材料。合適的含礦物的固體材料包括巖石，例如麥飯石、醫(yī)王石、電氣石，等等。麥飯石屬于火成巖的石英斑巖，并且在中國(guó)用作草藥。麥飯石的主要組分是硅酸酐和氧化鋁。在優(yōu)選地用于本發(fā)明的含礦物的固體材料中所含的礦物，例如鈣、鈉、鎂、鉀、錳離子等對(duì)動(dòng)植物是必不可少的。優(yōu)選地，礦物是用于生產(chǎn)飲用水、培育植物或動(dòng)物用水、消毒用水或醫(yī)用水的有效元素。至少包含粉狀含礦物的固體材料，可以被燒成灰的材料和熱融性粘合劑的組合物被充分混合。用在本發(fā)明中可以被燒成灰的材料包括粉狀植物纖維，例如，一種或多種選自木屑、谷殼、米糠、粉狀豆腐渣和包括碳化竹粉和木炭的碳粉的粉末。粘合劑的作用是當(dāng)組合物被燒制成燒結(jié)物時(shí)通過(guò)融化連結(jié)含礦物的固體材料粉末顆粒。最適合的粘接劑是二氧化硅。二氧化硅的替代物包括氧化鋯和氧化鋁，而能用作釉料的二氧化硅是最合適的。優(yōu)選地，組合物含有適量的水以提供形成組合物的有效粘度水平?；旌现螅褂萌魏芜m合于被混合的組合物的條件如粘度和組合物成分的成型方法將組合物制成規(guī)定的形狀。例如，可以將組合物放在金屬或樹脂模子中并擠壓，或手工制成特定形狀。然后，將成型的組合物在露天下干燥并燃燒，從而得到用于提取礦物的多孔燒結(jié)物。制成規(guī)定形狀的混合物在燒制成燒結(jié)物的有效溫度、優(yōu)選地是在大約800℃或更高溫度下得到燒制。通過(guò)燃燒，組合物中的材料如木屑、谷殼、米糠、粉狀豆腐渣和包括碳化竹粉和木炭的碳粉被消耗，以及因此在燒結(jié)物中有效地形成許多小孔。制成的具有孔的燒結(jié)物有利于有效地提取含礦物的固體材料粉末中的礦物，這是因?yàn)樘岣吡藷Y(jié)物中粉末和用于提取的溶劑如水的接觸面積。同時(shí)，孔的毛細(xì)現(xiàn)象加快了溶劑的滲透。因此，保留在燒結(jié)物中的溶劑的比率被顯著地提高到40～50重量％，和礦物在溶劑中的提取時(shí)間被降低，這樣得到礦物提取量被提高的結(jié)果。在燃燒前組合物應(yīng)該至少含有含礦物的固體材料粉末、粉狀植物纖維和粘合劑，優(yōu)選地包含大約45～70重量％的含礦物的固體材料的粉末、大約5～30重量％粉狀植物纖維、大約5～25重量％粘合劑。另外，組合物還可以包含有效量的水以提供使組合物形成特定形狀的有效粘度水平。通過(guò)使用這樣得到的由含礦物的固態(tài)材料粉末制成的多孔燒結(jié)物，能夠容易地提取在含礦物的固態(tài)材料中所含的礦物。提取方法僅包括將適當(dāng)?shù)娜軇├缢ㄟ^(guò)由上述方法制備的多孔燒結(jié)物的步驟；或?qū)Y(jié)物浸入溶劑中然后攪拌溶劑的步驟。例如，通過(guò)上述方法制備的提取礦物的多孔燒結(jié)物可以立即產(chǎn)生通常稱之為“優(yōu)質(zhì)水”或“神水”的美味水。當(dāng)用大量水提取這些礦物時(shí)，通過(guò)使水穿過(guò)包含許多礦物提取多孔燒結(jié)物的裝置得到目標(biāo)水。特別地，發(fā)現(xiàn)由麥飯石制成的燒結(jié)物能夠吸附水中的氯。特別地，借助圖1中所示的裝置生產(chǎn)飲用水，其中表示用于生產(chǎn)飲用水的裝置的示意圖。如圖1所示，例如，從裝置1的入口部分7通過(guò)過(guò)濾器2喂入供給水。當(dāng)水穿過(guò)由含礦物的固體材料制成的多孔燒結(jié)物3時(shí)礦物被提取。然后，使水再流過(guò)過(guò)濾器4和除臭劑5，從而得到作為礦泉水6的飲用水。過(guò)濾器2和4被用于除去水中的灰塵。下面借助實(shí)施例詳細(xì)地描述本發(fā)明的燒結(jié)物的制備方法。實(shí)施例1通過(guò)攪拌使220g組合物混合，該組合物包括55重量％顆粒尺寸為1～5μm的麥飯石粉、10重量％顆粒尺寸為30～100μm的木屑、2重量％的顆粒尺寸為15～50μm的木屑、15重量％的顆粒尺寸為1～50μm的二氧化硅粉末，其余為水。在模子中將這樣混合的組合物壓制成φ80×20mm的圓盤形狀。在露天中干燥之后，在800℃下使成型的組合物燃燒，在爐子中冷卻之后，得到礦物提取的多孔燒結(jié)物。將一個(gè)這樣的礦物提取多孔燒結(jié)物(150g)放置在去離子水(2升)中，在使用攪拌器攪拌2小時(shí)之后，取100ml的浸漬水試樣進(jìn)行水質(zhì)試驗(yàn)。測(cè)試結(jié)果見表1。隨著礦物提取多孔燒結(jié)物在水中的浸入，發(fā)現(xiàn)礦物例如Na、Mg和Ca的提取物。在對(duì)比實(shí)施例中燒結(jié)物的制備與實(shí)施例1中的方法相同，但是未加入木屑，該對(duì)比實(shí)施例與其相應(yīng)的浸漬水的水質(zhì)量測(cè)試結(jié)果一起也列于表1中。表1</tables>實(shí)施例2將實(shí)施例1中制備的礦物提取多孔燒結(jié)物浸在供給水(2升)中，持續(xù)地用攪拌器攪拌，以及按照10分鐘、1小時(shí)和3小時(shí)的間隔取100ml的浸漬水作為試樣。另一方面，以上述同樣的方式連續(xù)地?cái)嚢韫┙o水，以及在開始時(shí)刻和在間隔為10分鐘、1小時(shí)和3小時(shí)取水樣以便以鄰聯(lián)甲苯胺方法測(cè)定在所有情況下殘留的氯。測(cè)定的結(jié)果見表2。在含有礦物提取多孔燒結(jié)物的浸漬水中，在浸漬開始后十分鐘發(fā)現(xiàn)殘留氯的含量下降，經(jīng)過(guò)1小時(shí)后發(fā)現(xiàn)降低了大約50％。表2殘留氯隨時(shí)間的變化這些數(shù)據(jù)表明由麥飯石制成的多孔燒結(jié)物能夠吸附水中的氯。只要對(duì)于各種目的所選擇的含礦物的固體材料是適當(dāng)?shù)?，本發(fā)明中的多孔燒結(jié)物就可以用于各種不同的目的。例如，多孔燒結(jié)物不僅可以有效地用于制備上述飲用水，而且還可以通過(guò)在裝飾性魚缸或自然狀態(tài)的魚缸中浸入燒結(jié)物從而長(zhǎng)時(shí)間地使魚缸中的水保持清潔，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)浮游生物的有效繁殖和加速魚缸中魚和貝類的生長(zhǎng)。同樣也可以長(zhǎng)時(shí)間地使浴盆和花瓶中的水保持清潔，并且顯著地降低在浴盆上沉積膜。此外，本發(fā)明的礦物提取多孔燒結(jié)物可以用于制備包括礦物的溶液，該溶液具有巴氏滅菌的作用、可以阻止腐生菌的繁殖和治療皮炎。因此，正如上面所描述的一樣它可以在很大的范圍中使用。根據(jù)本發(fā)明，正如上面所描述的一樣，通過(guò)使供給水通過(guò)含礦物的固體材料制成的多孔燒結(jié)物或?qū)⒑V物的固體材料的多孔燒結(jié)物浸入供給水中可以從燒結(jié)物中提取礦物，因此制得美味水，或得到許多工業(yè)上有用的效果。本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例和可以在本發(fā)明的主旨和范圍內(nèi)進(jìn)行各種不同的變化和改進(jìn)。因此，下面的權(quán)利要求用于評(píng)價(jià)本發(fā)明的范圍的公開。權(quán)利要求1.一種含礦物的固體材料的多孔燒結(jié)物，其通過(guò)以下步驟制備(a)將含礦物的固體材料磨成粉末，(b)使至少含有該粉末、可以燒成灰的材料和熱融性粘合劑的組合物混合，(c)將該組合物制成特定形狀，(d)干燥該成型組合物；以及(e)在特定溫度下燃燒該成型組合物。2.根據(jù)權(quán)利要求1的多孔燒結(jié)物，其中所述的含礦物的固體材料包含用于生產(chǎn)飲用水、培育植物或動(dòng)物用水、消毒用水或具有醫(yī)用目的的水的有效礦物。3.根據(jù)權(quán)利要求1的多孔燒結(jié)物，其中所說(shuō)的含礦物的固體材料包括至少一種選自麥飯石、醫(yī)王石和電氣石的巖石。4.根據(jù)權(quán)利要求1的多孔燒結(jié)物，其中所述的材料包括粉狀植物纖維，其選自一種或多種來(lái)源于木屑、谷殼、米糠、粉狀豆腐渣和含有碳化竹粉和木炭的碳粉的材料。5.根據(jù)權(quán)利要求1的多孔燒結(jié)物，其中所說(shuō)的粘合劑包括二氧化硅、氧化鋯或氧化鋁。6.根據(jù)權(quán)利要求1的多孔燒結(jié)物，其中所說(shuō)的組合物包括大約45～70重量％的該粉末、大約5～30重量％的材料和大約5～25重量％的粘合劑。7.根據(jù)權(quán)利要求1的多孔燒結(jié)物，其中所說(shuō)的粉末的顆粒尺寸大約為1～20μm。8.根據(jù)權(quán)利要求1的多孔燒結(jié)物，其中所說(shuō)的組合物還包括有效量用于成型步驟(c)的水。9.根據(jù)權(quán)利要求1的多孔燒結(jié)物，其中所說(shuō)的溫度大約是800℃或更高。10.根據(jù)權(quán)利要求1的多孔燒結(jié)物，其中使溶劑流過(guò)所說(shuō)的多孔燒結(jié)物；或?qū)⒍嗫谉Y(jié)物浸入溶劑中以便提取礦物。11.一種制備用于提取含礦物的固體材料中的礦物的多孔燒結(jié)物的方法，其中包括步驟(a)將含有礦物的含礦物固體材料磨成粉末，(b)混合至少包含該粉末、可以燒成灰的材料和熱融性粘合劑的組合物，(c)將該組合物成型為特定的形狀，(d)干燥該成型組合物；和(e)在特定溫度下將該成型組合物燃燒成多孔燒結(jié)物。12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所說(shuō)的礦物包含可用于生產(chǎn)飲用水、培育植物或動(dòng)物用水、消毒水或具有醫(yī)用目的的水的有效組分。13.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所說(shuō)的含礦物的固體材料包括至少一種選自麥飯石、醫(yī)王石和電氣石的巖石。14.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所說(shuō)的可以燒成灰的材料包括粉狀植物纖維，其選自一種或多種來(lái)自木屑、谷殼、米糠、粉狀豆腐渣和含有碳化竹粉和木炭的碳粉的材料。15.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所說(shuō)的粘合劑含有二氧化硅、氧化鋯或氧化鋁。16.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所說(shuō)的組合物包含大約45～70重量％的含礦物固體材料粉末，大約5～30重量％的材料和大約5～25重量％的粘合劑。17.根據(jù)權(quán)利要求11的多孔燒結(jié)物，其中所說(shuō)粉末的顆粒尺寸大約是1～20μm。18.根據(jù)權(quán)利要求11的多孔燒結(jié)物，其中所說(shuō)的組合物還包含有效量的用于成型步驟(c)的水。19.根據(jù)權(quán)利要求11的多孔燒結(jié)物，其中所說(shuō)的溫度大約是800℃或更高。20.一種生產(chǎn)水溶液的方法，該水溶液含有從含礦物固體材料中提取的溶于水的有效組分，該方法使用通過(guò)燒結(jié)含礦物固體材料粉末和熱融性粘合劑制成的多孔燒結(jié)物，其中包括步驟使水流過(guò)所說(shuō)的多孔燒結(jié)物，然后用水提取所說(shuō)的水溶性有效組分。21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中所說(shuō)的水溶液用于飲用、培育植物或動(dòng)物、殺菌或醫(yī)用的目的。22.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中所說(shuō)的多孔燒結(jié)物進(jìn)一步用于吸附水中的氯。23.一種生產(chǎn)含有從含礦物固體材料中提取的有效水溶性組分的水溶液的方法，其使用通過(guò)燒結(jié)合礦物固體材料粉末和熱融性粘合劑制成的多孔燒結(jié)物，其中包括步驟(a)將所說(shuō)的多孔燒結(jié)物浸入水中；和(b)攪拌水，從而提取所說(shuō)的水溶性有效組分。24.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所說(shuō)的水溶液用于飲用、培育植物或動(dòng)物、消毒或醫(yī)用的目的。25.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所說(shuō)的多孔燒結(jié)物還可以用于吸附水中的氯。26.一種具有用于提取礦物的孔的多孔燒結(jié)物，所說(shuō)的燒結(jié)物由含有礦物的含礦物固體材料粉末和熱融性粘合劑組成，所說(shuō)的孔是通過(guò)燃燒一種材料成灰燼而產(chǎn)生的，該材料在燃燒由含礦物固體材料粉末和粘合劑組成的組合物以形成燒結(jié)物之前加到組合物中。27.根據(jù)權(quán)利要求26的多孔燒結(jié)物，其中在燃燒之前，所說(shuō)的組合物包含大約45～70重量％的該粉末、大約5～30重量％的該材料和大約5～25重量％的粘合劑。28.根據(jù)權(quán)利要求26的多孔燒結(jié)物，其中所說(shuō)的材料包括粉狀植物纖維，該植物纖維選自一種或多種來(lái)自木屑、谷殼、米糠、粉狀豆腐渣和含有碳化竹粉和木炭的碳粉的材料。29.根據(jù)權(quán)利要求26的多孔燒結(jié)物，其中所說(shuō)的粘合劑包括二氧化硅、氧化鋯或氧化鋁。30.一種制備含有含礦物固體材料中的水溶性有效組分的水溶液的裝置，包括(a)一種用于除去溶液中灰塵的過(guò)濾器；(b)通過(guò)燒結(jié)含礦物固體材料粉末和熱融性粘合劑制成的多孔燒結(jié)體；和(c)除臭劑。全文摘要本發(fā)明提供一種制備用于提取礦物的多孔燒結(jié)物的方法,包括使燒結(jié)物的組合物成型和干燥的步驟,該組合物至少包含包括礦物的含礦物固體材料、粉狀植物纖維和粘合劑,尤其是二氧化硅。文檔編號(hào)C04B38/06GK1198424SQ9711111公開日1998年11月11日申請(qǐng)日期1997年5月7日優(yōu)先權(quán)日1997年5月7日發(fā)明者吉田良廣,水野渡,川崎淳一郎申請(qǐng)人:北陸工程株式會(huì)社