专利名称：：麦饭石烧结器皿及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种利用中华麦饭石及其部分微量元素和稀土元素添加剂，烧结而成的器皿——麦饭石烧结器皿及其制备方法。微量元素和某些稀土元素在人、动物和植物等生物体内的含量虽然很低，但其作用与功能是不可替代的，对人或动物来说，它们是酶和激素以及维生素的组成部分，或者是使酶激活，促进激素的合成并延长激素的作用效能或与维生素起补偿与协调作用。对植物来说，它们则参与植物的光合作用、生物固氮过程，而且在微量元素之间或微量元素与常量元素之间发生协同作用或拮抗作用而促进植物的生长。鉴于微量元素和稀土元素对生物体的重要作用，目前许多国家正在进行微量元素和常量元素添加剂的研制工作，但主要是采用具有工业开采价值的矿物或者是溶解度较大的无机盐类。但对前者来说，一方面，具有工业开采价值的矿物种类不多，从经济的角度考虑不太理想，另一方面，对生物体有益的微量元素和稀土元素的溶出量低，有些甚至不能溶出；对后者来说，由于溶解度较大，而生物体对微量元素的最适需求量与微量元素的中毒水平比较接近，因此其使用安全性比较低；另外，无机盐类中的微量元素离子的溶出平衡浓度高，容易流失，造成微量元素有效利用率低，有效期较短。一般认为，人体必需的微量元素有下列14中(1979年世界卫生组织公布)Fe、Zn、Cu、Cr、Mn、Co、F、I、Se、V、Ni、Mo、Sr、Sn。近年来，人们还发现和证实了Li、Ge、Si、Br、B、Nb、Rb以及某些稀土元素如La、Pr、Yb、Y等对人体健康有益；而对人体健康明显有害的元素有Be、Cd、Hg、Pb、Tl、Sb及Te等；对植物而言，必需的微量元素有Fe、Zn、Mn、Cu、B、Mo等。中华麦饭石是一种很早就发现并用作药用石的天然矿物，属于火成岩类
背景技术：
：中的石英斑岩或石英长岩，其中含有生物体需要的多种常量、微量元素，并且对一些重金属离子以及离子团(包括一些有机物离子团)具有吸附或选择性吸附的功能。因此中华麦饭石的开发利用引起了越来越广泛的重视。但天然中华麦饭石的溶解度极低(约为万分之几)，对生物体有益的各种元素在麦饭石的各种矿物中又处于不同的结构位置，因此各种元素是不可能按其组分一致性溶出的，尤其对生物体有益的过渡金属元素和稀土元素的溶出量更低，而且其吸附性能受矿物组成的影响较大。为提高中华麦饭石中各离子的溶出能力，一种方法是将麦饭石磨细，增加处于固体表面的金属阳离子多面体和金属阳离子的数目，从而增加离子的溶出量，但靠这种方法，离子溶出量的增加有限；另一种方法是将麦饭石加热并用醋淬冷却，釆用这种方法可以改变或破坏麦饭石中各矿物的结构，使金属阳离子多面体或金属阳离子的结合状态减弱，从而大大增加其溶出能力，但同时对生物体有害的金属元素离子如P、Hg、Cd、Ag等溶出量亦大大增加，可见这两种方式都不理想。
发明内容本发明的目的是提供一种麦饭石烧结器皿，该产品的溶出离子浓度高、溶出速率快、溶出离子种类多以及吸附性能好。为达到上述目的，本发明所提供的技术方案是一种麦饭石烧结器皿，该器皿包括有重量百分含量为7095%的麦饭石和530%的作为矿物药材的天然岩石或矿物。所述的天然岩石或矿物至少为榍石、磁铁矿、方解石、透辉石、石膏、危闪石、滑石、叶腊石、高岭石、蒙脱石、沸石、海泡石、萤石或硅铁矿中的一种。所述的天然岩石或矿物为石膏和沸石。一种上述麦饭石烧结器皿的制备方法，包括以下歩骤a)用粉碎机将麦饭石和作为矿物药材的天然岩石或矿物分别粉碎成0.1015mm大小的颗粒；(2)将得到的碎颗粒按照烧结器皿的比例要求混合均匀，然后在雷蒙磨机内研磨，得到805Q0目的混合物粉末；(3)将得到的混合物粉末与水按重量比10:1调合均匀后在成型机内成型；(4)将模型在8020(TC的温度范围内干燥510小时；(5)干燥后的模型在800120(TC的温度范围内烧结0.53小时，制得麦饭石烧结器皿。所述步骤(3)的成型过程中，按总重量的0.5%0.6%加入利于成型的粘合剂与混合物粉末拌匀。所述粘合剂至少为甘油、水玻璃、粘土、糊精、聚乙烯醇、聚苯乙烯、乙基草酸、羧甲基纤维素或聚醋酸乙烯酯中的一种。所述步骤(2)中粉末粒径控制为300450目。所述步骤(5)中烧结温度范围为IOOO士I(TC。本发明具有的优点实验表明，本发明烧结器皿的离子溶出速率是天然麦饭石2060倍，溶出离子的种类比天然麦饭石增加，溶出有害离子的浓度控制在《内蒙古中华麦饭石蒙DB523-89标准》以下，烧结器皿的矿物结构与天然麦饭石的矿物结构基本相同；麦饭石烧结器皿中含有大量的微孔，其孔径范围在0.018.(Hmi，平均孔径在1.53.0^im，其内比表面积在15，00035,000cm"g之间，大大高于天然麦饭石的孔径、平均孔径。麦饭石烧结器皿中，由于含有大量孔径大的微孔，因此其溶出离子的速率可大大提高。由于含有至少一种其他的作为矿物药材的天然岩石或矿物，这些天然岩石或矿物中的离子在高温时通过固溶、掺杂、制造缺位和晶体异位等因素削弱麦饭石对生物体有益的离子的结合强度，从而增强其溶出能力，同时实现强化麦饭石对生物体有害离子的结合，从而最大强度地降低其溶出能力。具体实施例方式下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的内容不限于所举的实施例。天然麦饭石是一种早就被人应用的药物矿物，它属于火成岩类中的石英斑岩成石英二长岩，主要矿物为斜长石、钾长石、钠长石、石英、角闪石、黑云母、钙铁榴石等，副产物有锆英石、磷灰石、磁铁矿、钛铁矿等，其中5有些矿物(如角闪石、黑云母等)已发生了不同成都的蚀变，从其化学组成上看，主要含有Si02、Na20、K20、CaO、MgO、Fe203和FeO等，此外还含有多种金属元素和过渡金属元素，如Li、Sr、Ba、Ca、Ce、Sn、Pb、As、Bi、Se;所述的烧结物对一些生物有害的重金属元素离子，如Pb+2、Hg+2、Ag+等有较强的选择性吸附作用。本中华麦饭石烧结器皿以天然中华麦饭石为主要成分，其含量为烧结物总重的7095%，所述的烧结物中还含有至少一种其他作为矿物药材的天然岩石或矿物，其含量以烧结物的总重量计，为530%，所述的天然岩石或矿物包括榍石、磁铁矿、方解石、透辉石、石膏、危闪石、滑石、叶腊石、高岭石、蒙脱石、沸石、海泡石、萤石、硅铁矿等。中华麦饭石烧结器皿含有Si0262-74%，A120314-18%，CaO2-4%，MgO1-3%,Na202-5%，K202-4%,Fe2031-3%，FeO1-3%，以及Ti、Mn、P、Ba、Co、Cu、Zn、Li、Sr、V、Mo、Nb、Ta、Ga、Ni、La、Ce、Pr、Nd、Gd、Yb、Y、Sc、Bi、Eu、Tb、Er、Lu、Se、Ge、Sn、W、Sm、Dy、Tm和Sb分别为11000ppm，所述的百分比为重量百分比。在天然中华麦饭石中，一些对生物有益的元素如Li、Zn、Mo、Mg等，或者是因为含量很少，或者是因为结合力很强而不能溶出或溶出量非常小，其他有益元素的溶出量也很小，溶出速率也很低，本发明的麦饭石烧结器皿，形成有大量的微孔，其孔径在0.01-8.0)im之间，平均孔径在1.5-3.(Him之间，其内比表面积在15000-35000cm"g之间，大大高于天然麦饭石的孔径、平均孔径和孔内表面积(分别为0.01-0.75|im、0.30-0.45|_im、5000-8000cm2/g)。本产品的制备方法为(1)用粉碎机将麦饭石和作为矿物药材的天然岩石或矿物分别粉碎成0.1015mm大小的颗粒；(2)将得到的碎颗粒按照烧结器皿的比例要求混合均匀，然后在雷蒙磨机内研磨，得到80500目的混合物粉末；(3)将得到的混合物粉末与水按重量比10:1调合均匀后在成型机内成型；6(4)将模型在8020(TC的温度范围内干燥510小时；(5)干燥后的模型在8001200'C的温度范围内烧结0.53小时，制得麦饭石烧结器皿。烧结过程中的烧结温度对麦饭石烧结器皿的性能的影响非常大，温度过低，烧结强度不够，温度过高，则影响烧结物的微孔的形成。另外，烧结器皿的性能对温度变化非常敏感，烧结过程中必须控制烧结温度的波动范围在土1(TC以内。烧结温度根据烧结器皿的组成进行调整。一方面，在烧结过程中可以通过固液、掺杂、制造缺位的晶格歪扭等作用改变麦饭石的微观结构，并且通过麦饭石烧结物具有的大孔径、高孔内比表面积的微孔，使离子的溶出速率和溶出量增加；另一方面，可以增加天然中华麦饭石中某些微量元素的含量，帮助调整溶出离子的速率和浓度。由于粉末粒径小，其比表面积较大处于固体表面的原子或离子的数量多，离子的溶出速率和溶出量增加。成型步骤中，加入其他粘合剂与混合物粉末拌匀，以利于其成型。所述的粘合剂包括甘油、水玻璃、粘土，糊精、聚乙烯醇、聚苯乙烯、乙基草酸、羧甲基纤维素、聚醋酸乙烯酯等。按照本方法，粉末粒径控制在80500目，优选是300450目，由于粉末粒径小，其比表面积较大处于固体表面的原子或离子的数量多，离子的溶出速率和溶出量增加。实施例1按重量百分比分别为90%的麦饭石、6%的石膏及4%的沸石分别在粉碎机中粉碎成0.115mm大小的颗粒，然后将其按上述比例在混合器中混匀，并利用雷蒙机磨制300目大小的混合粉末，然后在混合物粉末中加入一定量的水调匀，并在成型机中根据要求制成器皿模型，然后在温度为15(TC下干燥5小时，最后在1000士10。C下煅烧1.5小时，制得麦饭石烧结器皿。其性能如下1)溶出离子速率以电导率表示(ps/cm)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>中华麦饭石烧结器皿1.21.21.31.61.71.89.412.5233261652)溶出离子浓度15103060120中华麦饭石烧结器皿1.41.82.12.42.52.516.528323541543)吸附性能(见下表)单位吸附量(lag/g)被吸附离子天然中华麦饭石Ag+27.36Pb2+CdHg2+2+23.5317.0821.83中华麦饭石烧结器皿35.2931.0424.3633.46实施例2按重量百分比分别为95%的麦饭石、2%的榍石及3%的海泡石分别在粉碎机中粉碎成0.115mm大小的颗粒，然后将其按上述比例在混合器中混匀，并利用雷蒙机磨制80目大小的混合粉末，然后在混合物粉末中加入重量比10:1的水和占总重量为0.5%的甘油、水玻璃、粘土、糊精、聚乙烯醇、聚苯乙烯、乙基草酸、羧甲基纤维素或聚醋酸乙烯酯的粘合剂进行调匀，并在成型机中根据要求制成器皿模型，然后在温度为8(TC下干燥10小时，最后在900土1(TC下煅烧2.5小时，制得麦饭石烧结器皿。实施例3按重量百分比分别为70%的麦饭石、5%磁铁矿、10%透辉石、10%方解石和5%硅铁矿分别在粉碎机中粉碎成0.115mm大小的颗粒，然后将其按上述比例在混合器中混匀，并利用雷蒙机磨制500目大小的混合粉末，然后在混合物粉末中加入重量比为10:1的水、聚苯乙烯和乙基草酸(聚苯乙烯和乙基草酸的加入量为总重量的0.6%)调匀，并在成型机中根据要求制成器皿模型，然后在温度为200。C下干燥5小时，最后在1100士10。C下煅烧0.5小时，制得麦饭石烧结器皿。实施例4按重量百分比分别为80%的麦饭石、5%叶腊石、5%高岭石、5%蒙脱石和5%危闪石分别在粉碎机中粉碎成0.115mm大小的颗粒，然后将其按上述比例在混合器中混匀，并利用雷蒙机磨制450目大小的混合粉末，然后在混合物粉末中加入重量比为10:1的水，以及占总重量为0.55%的水玻璃调匀，并在成型机中根据要求制成器皿模型，然后在温度为18(TC下干燥7小时，最后在1050士1(TC下煅烧0.8小时，制得麦饭石烧结器皿。实施例5按重量百分比分别为95%的麦饭石、5%的榍石、磁铁矿、方解石、透辉石、石膏、危闪石、滑石、叶腊石、高岭石、蒙脱石、沸石、海泡石、萤石或硅铁矿分别在粉碎机中粉碎成0.115mm大小的颗粒，然后将其按上述比例在混合器中混匀，并利用雷蒙机磨制400目大小的混合粉末，然后在混合物粉末中加入重量比为10:1的水，以及占总重量为0.56%的粘土或糊精调匀，并在成型机中根据要求制成器皿模型，然后在温度为10(TC下干燥9小时，最后在800士1(TC下煅烧3小时，制得麦饭石烧结器皿。对比实验1将500ml蒸馏水浸泡于烧结器皿中，按一定的时间间隔测定溶液的导电率值，根据电导率的变化值来判断产品的离子溶出速率。测定结果见表l。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>如表1所示，中华麦饭石烧结器皿中的离子溶出速率要大大高于天然麦饭石中的离子溶出速率，前者是后者的20-60倍。另一方面，微孔毛细管作用可以对离子起吸附作用，尤其是对人体有害的重金属离子的选择性吸附作用，例如对Pb2+、Hg2+、Ag+等的吸附，控制了它们的溶出速率和溶出量，使烧结物中的有害离子的溶出浓度控制在内蒙古中华麦饭石MDB523-89标准要求以下。对比实验2分别将100ml波你高度为10ppmPb2+、Hg2+、Ag+放入中华麦饭石烧结器皿中浸泡l小时后，表明中华麦饭石烧结物对重金属离子的吸附作用，结果如下被吸附离子Ag+Pb2+Hg2+Cd2+单位吸附量(pg/g)32.0832.6831.3022.49结果表明，本发明的麦饭石烧结物对一些人体有害的重金属离子有较好的选择吸附作用。对比实验3将100ml水放入麦饭石烧结器皿中浸泡不同时间，水的pH值变化列于表2。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表2麦饭石烧结器皿对水质的pH值的影响如表2所示，中华麦饭石烧结器皿具有较强的调整水质功能，可将弱酸性或弱碱性水质调整为中性或微酸性水质。中华麦饭石烧结器皿具有的高孔比表面积和大孔径的微孔，使处于表面的金属阳离子多面体和金属阳离子的数量增加，因此可溶出的金属阳离子的量增加，从而可以延长其使用寿命。对比实验4采用500ml蒸馏水放入中华麦饭石烧结物和天然麦饭石容器中浸泡，每浸泡2小时测定水的电导率，然后重新更换蒸馏水，反复测定，电导率值(离子的溶出浓度)列于下表<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。权利要求1、一种麦饭石烧结器皿，其特征在于该器皿包括有重量百分含量为70～95％的麦饭石和5～30％的作为矿物药材的天然岩石或矿物。2、根据权利要求l所述的麦饭石烧结器皿，其特征在于所述的天然岩石或矿物至少为榍石、磁铁矿、方解石、透辉石、石膏、危闪石、滑石、叶腊石、高岭石、蒙脱石、沸石、海泡石、萤石或硅铁矿中的一种。3、根据权利要求2所述的麦饭石烧结器皿，其特征在于所述的天然岩石或矿物为石膏和沸石。4、一种如权利要求l、2或3所述麦饭石烧结器皿的制备方法，包括以下步骤(1)用粉碎机将麦饭石和作为矿物药材的天然岩石或矿物分别粉碎成0.1015mm大小的颗粒；(2)将得到的碎颗粒按照烧结器皿的比例要求混合均匀，然后在雷蒙磨机内研磨，得到80500目的混合物粉末；(3)将得到的混合物粉末与水按重量比10:1调合均匀后在成型机内成型；(4)将模型在8020(TC的温度范围内干燥510小时；(5)干燥后的模型在800120(TC的温度范围内烧结0.53小时，制得麦饭石烧结器皿。5、根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述步骤(3)的成型过程中，按总重量的0.5%0.6%加入利于成型的粘合剂与混合物粉末拌匀。6、根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述粘合剂至少为甘油、水玻璃、粘土、糊精、聚乙烯醇、聚苯乙烯、乙基草酸、羧甲基纤维素或聚醋酸乙烯酯中的一种。7、根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中粉末粒径控制为300450目。8、根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述步骤(5)中烧结温度范围为1000±10°C。全文摘要本发明公开了一种麦饭石烧结器皿及其制备方法，该器皿包括有重量百分含量为70～95％的麦饭石和5～30％的作为矿物药材的天然岩石或矿物。本发明烧结器皿的离子溶出速率是天然麦饭石20～60倍，溶出离子的种类比天然麦饭石增加；由于含有至少一种其他的作为矿物药材的天然岩石或矿物，这些天然岩石或矿物中的离子在高温时通过固溶、掺杂、制造缺位和晶体异位等因素削弱麦饭石对生物体有益的离子的结合强度，从而增强其溶出能力，同时实现强化麦饭石对生物体有害离子的结合，从而最大强度地降低其溶出能力。文档编号C04B32/00GK101503287SQ200910118859公开日2009年8月12日申请日期2009年3月4日优先权日2009年3月4日发明者陆保华申请人:陆保华