活性化矿物质溶液的制备方法与流程

本发明涉及活性化矿物质溶液的制备方法。
背景技术：
：因如雪、雨的气象现象造成的淋溶和沥滤等作用，土壤中的矿物质有可能被地下水和河流流失，且因在限定区域内的连续栽培作物而被耗尽。如植物、动物等的生物体所需的矿物质的数量极少，但是，若任一成分失衡或大量缺乏，则会导致生物体的生理失调，而这些生理失调不容易恢复，从而将面临因抑制植物生长而导致的巨大的经济损失。就动物而言，可以食用植物或其他动物以摄取矿物质，但是由于植物生长在固定的位置生长，因此，因连续栽培作物而有可能容易遭受矿物质的耗尽。为了解决上述问题，人工补充土壤中流失和耗尽的矿物质，将这些物质称为肥料。近来，由于化学肥料的发展，农民通常将化学肥料用于如稻田、田地或温室等的作物栽培。但是，在使用化肥的情况下，具有增加农作物产量的优点，但是会引起土壤酸化，并且，在长时间使用的情况下，会导致地力弱化等问题。尽管建议使用有机肥料来改善这些化学肥料的问题，在有机肥料的情况下，生产过程极为麻烦，并且需要大量的劳动进行施肥，因此，普通农民主要使用用于商业化和出售的有机堆肥。上述有机堆肥制备商主要使用锯末生产和销售未发酵堆肥，上述未发酵堆肥由于施肥后产生的如氨气等的气体而产生大量恶臭，由于农作物无法生长的问题，农民避免使用上述制备和出售的有机堆肥。另一方面，在韩国骨料生产矿山中占有很高比例的花岗岩的情况下，包含si、fe、mg、mn等多种元素，从而可作为肥料使用。但是，在将花岗岩自身作为肥料使用的情况下，无法向土壤轻松供给营养成分，因此，进行着以矿物质溶液形态供给的研究。在以矿物质溶液的形态供给营养成分的情况下，植物、动物或人等的生物体也可以轻松吸收矿物质，从而，可以防止因缺乏矿物质而导致的生理失调。作为本发明的
背景技术：
的韩国授权专利公报第10-1021303号涉及包含天然矿物质成分的功能性肥料组合物及其制备方法。上述授权专利仅将蛭石和硫磺简单混合并搅拌以制备功能肥料组合物，但是没有识别到电解处理、超声波照射、微生物投入工序等。技术实现要素：本发明用于解决上述现有技术的问题，本发明的目的在于，提供活性化矿物质溶液的制备方法。只是，本发明的实施例所要解决的技术问题并不局限于上述问题，还可以存在其他技术问题。作为用于解决上述技术问题的技术方案，本发明的第一实施方式提供活性化矿物质溶液的制备方法，上述活性化矿物质溶液的制备方法包括：粉碎花岗岩和/或蛭石来将其粉末化的步骤；对上述粉末进行电解处理的步骤；将上述粉末溶解在氨水溶液及酸性溶液来制备混合溶液的步骤；向上述混合溶液照射超声波的步骤；向上述混合溶液中投入微生物的步骤；以及中和上述混合溶液的步骤，上述矿物质选自由fe、mg、al、ti、k、ca、mn、nb、p、na、zn、v、cr、ni、si、b、cu、li、ga、co、sr、in、rb、sb、ta、y及它们的组合组成的组中。根据本发明的一实例，制备上述混合溶液的步骤或照射上述超声波的步骤可以在升温条件下执行，但并不局限于此。根据本发明的一实例，在上述升温条件中，温度可以在5℃/h至30℃/h的范围内增加，但并不局限于此。根据本发明的一实例，上述进行电解处理的步骤可以在升电压条件下执行，但并不局限于此。根据本发明的一实例，在上述升电压条件中，可以使所施加的电压在0.1v/分钟至10v/分钟范围内上升，但并不局限于此。根据本发明的一实例，上述酸性溶液的ph值可以为0.1至3，但并不局限于此。根据本发明的一实例，上述微生物可包含选自由(bacillussubtilis)、甲基营养型芽孢杆菌(bacillusmethylotrophicus)、死亡谷芽孢杆菌(bacillusvallismortis)、海洋链霉菌(streptomycessp.)、木霉(trichodermasp.)、克里本类芽孢杆菌(paenibacilluskribbensis)、荧光假单胞菌(pseudomonasfluorescens)、醋酸钙不动杆菌(acinetobactercalcoaceticus)、auctusimonashordei及它们的组合组成的组中的物质，但并不局限于此。根据本发明的一实例，在执行投入上述微生物的步骤之前，还可包括调节上述混合溶液的ph值的步骤，但并不局限于此。根据本发明的一实例，上述超声波的频率可以为0.1mhz至20mhz，但并不局限于此。根据本发明的一实例，上述粉末的平均粒度可以为0.1μm至1000μm，但并不局限于此。根据本发明的一实例，上述活性化矿物质溶液的制备方法还可包括离子交换步骤，但并不局限于此。上述技术方案仅为例示，而并非用于限定本发明。除上述例示性实施例之外，在附图及发明的详细说明中还可以存在其他实施例。根据上述技术方案，本发明的活性化矿物质溶液的制备方法可以从自然状态的花岗岩、蛭石及花岗岩和蛭石的混合物提取多种矿物质。上述提取的矿物质可用于需要矿物质的各个领域，例如，污水处理过程，藻类控制，制药，食品工业以及农业肥料。只是，在本发明中可获得的效果并不局限于上述效果，还可以存在其他效果。附图说明图1为示出本发明一实例的矿物质溶液的制备方法的流程图。具体实施方式以下，参照附图，详细说明本发明的实施例，以使本发明所属
技术领域：
的普通技术人员可以轻松实施本发明。但是，本发明可体现为多种不同的形态，并不局限于在此说明的实施例。而且，图中，为了明确说明本发明而省略了与说明无关的部分，在整个说明书中，对类似的部分赋予了类似的附图标记。在本发明的说明书中，当一个部分与其他部分“连接”时，这包括“直接连接”的情况和在中间隔着其他器件“电连接”的情况。在本发明的说明书全文中，当一个部件位于其他部件的“上方”、“上部”、“上端”、“下方”、“下部”、“下端”时，这不仅包括一个部件与其他部件接触的情况，还包括在两个部件之间存在其他部件的情况。在本发明的说明书中，当一个部分“包括”其他部分时，只要没有特别反对的记载，意味着还可包括其他结构要素，而并非意味着排除其他结构要素。在说明书中所使用的程度的术语“约”、“实质上”等表示程度的术语，当所提及的含义中揭示固有的制备误差及物质允许误差时，作为其数值或接近其数值的含义使用，为了帮助理解本发明，使用精确或绝对数值来防止不道德的侵权者不合理地使用上述的公开内容。并且，在本发明的说明书中，“～步骤”或“～的步骤”并不意味着“用于～的步骤”。在本发明的说明书全文中，在马库什形式的表达中所包含的“它们的组合”的术语意味着选自由在马库什形式的表达中所记载的结构要素组成的组中的一种以上的混合或组合，包括选自由上述结构要素组成的组中的一种以上。在本发明的说明书全文中，“a和/或b”的记载意味着“a或b或者a及b”。以下，针对本发明活性化矿物质溶液的制备方法，参照实例及实施例和附图更加具体地说明。但是，本发明并不局限于这种实例及实施例和附图。用于解决上述技术问题的技术方案，本发明的第一实施方式提供活性化矿物质溶液的制备方法，上述活性化矿物质溶液的制备方法包括：粉碎花岗岩和/或蛭石来将其粉末化的步骤；对上述粉末进行电解处理的步骤；将上述粉末溶解在氨水溶液及酸性溶液来制备混合溶液的步骤；向上述混合溶液照射超声波的步骤；向上述混合溶液上投入微生物的步骤；以及中和上述混合溶液的步骤，上述矿物质选自由fe、mg、al、ti、k、ca、mn、nb、p、na、zn、v、cr、ni、si、b、cu、li、ga、co、sr、in、rb、sb、ta、y及它们的组合组成的组中。本发明的花岗岩作为硅质深层岩的一种，是包括正长石、砂岩、石英、黑云母、角闪石、白云母、磁铁矿、石榴石、锆石、磷灰石、辉石等的岩石。通常，花岗岩为包含sio249.4％、al2o39.46％、k2o2.05％、na2o1.92％、cao10.4％、feo1.68％、fe2o38.09％、mgo12.5％、tio21.30％、p2o50.40％、mno20.17％、li2o0.01％、cuo0.03％、zro20.01％、v2o50.01％、la2o30.01％、nio0.09％、zno20.02％、co2o30.01％、sro0.04％、nd2o50.03％及其他氧化物的物质。本发明的蛭石包括将云母类矿石在1000℃以上的高温条件下加热膨胀的矿物。上述云母类矿石的内部包含水分，因此，当加热时，上述水分将膨胀，使得体积可以膨胀5倍至10倍。上述蛭石可根据内部的氧化铁的含量改变颜色。首先，粉碎花岗岩和/或蛭石来将其粉末化(步骤s100)。优选地，为了制备上述矿物质溶液，可以将花岗岩、蛭石或花岗岩及蛭石的混合物粉末化，但并不局限于此。根据本发明的一实例，上述粉末的平均粒度可以为0.1μm至1000μm，但并不局限于此，例如，上述粉末的平均粒度可以为约0.1μm至约1000μm、约1μm至约1000μm、约10μm至约1000μm、约50μm至约1000μm、约100μm至约1000μm、约125μm至约1000μm、约150μm至约1000μm、约175μm至约1000μm、约200μm至约1000μm、约250μm至约1000μm、约300μm至约1000μm、约400μm至约1000μm、约500μm至约1000μm、约600μm至约1000μm、约700μm至约1000μm、约800μm至约1000μm、约900μm至约1000μm、约0.1μm至约1μm、约0.1μm至约10μm、约0.1μm至约50μm、约0.1μm至约100μm、约0.1μm至约125μm、约0.1μm至约150μm、约0.1μm至约175μm、约0.1μm至约200μm、约0.1μm至约250μm、约0.1μm至约300μm、约0.1μm至约400μm、约0.1μm至约500μm、约0.1μm至约600μm、约0.1μm至约700μm、约0.1μm至约800μm、约0.1μm至约900μm、约1μm至约900μm、约10μm至约800μm、约50μm至约700μm、约100μm至约600μm、约125μm至约500μm、约150μm至约400μm、约175μm至约300μm或约200μm至约250μm，但并不局限于此。优选地，上述粉末的平均粒度可以为约150μm至约175μm，但并不局限于此。与此相关地，上述粉末粒子的大小越小，上述花岗岩和/或蛭石的矿物质可以轻松向溶液内部渗透。根据本发明的一实例，上述粉末化步骤可通过干磨或湿磨执行，但并不局限于此。本发明的干磨在大气条件下粉碎物体，湿磨在水或有机溶剂中粉碎物体。与此相关地，在对上述花岗岩和/或蛭石进行湿磨的情况下，内部的矿物质可以向上述水或上述有机溶剂的内部浸出，但是，粉末粒子的大小有可能减少。并且，在对上述花岗岩和/或蛭石进行干磨的情况下，与湿磨相比，粉末粒子的大小有可能增加，上述粉末可以与灰尘等混合，存在上述花岗岩和/或蛭石的矿物质损失的忧虑的优点。优选地，上述粉末化步骤可通过干磨工序执行。根据本发明的一实例，上述粉末化步骤还可包括纯化上述粉末的步骤，但并不局限于此。在上述粉末化步骤中，上述粉末内部可以与灰尘等混合，上述灰尘可以作为上述矿物质溶液的杂质的作用，因此，需要纯化过程。在通过湿磨制备上述粉末的情况下，纯化上述粉末的过程可包括：使包含上述粉末的上述水或上述有机溶剂蒸发的步骤；对上述粉末进行离心分离的步骤；以及过滤包含上述粉末的上述水或上述有机溶剂的步骤，但并不局限于此。在通过干磨制备上述粉末的情况下，纯化上述粉末的过程可包括：过滤上述粉末的步骤；对上述粉末进行离心分离的步骤；以及利用上述粉末的密度差进行分离的步骤，但并不局限于此。接着，对上述粉末进行电解处理(步骤s200)。在向上述粉末施加电压来进行电解处理的情况下，上述粉末内部的离子物质的结合被破坏，使得结合力变弱，因此，在后述矿物质溶液的制备过程中可以浸出更多的矿物质。根据本发明的一实例，上述进行电解处理的步骤可以在升电压条件下执行，但并不局限于此。与此相关地，上述升电压条件是指将所施加的电压在规定时间内按规定比例增加。根据本发明的一实例，上述升电压条件可以使所施加的电压在0.1v/分钟至10v/分钟范围内上升，但并不局限于此。例如，上述升电压条件可以使电压在约0.1v/分钟至约10v/分钟、约1v/分钟至约10v/分钟、约2v/分钟至约10v/分钟、约3v/分钟至约10v/分钟、约4v/分钟至约10v/分钟、约5v/分钟至约10v/分钟、约6v/分钟至约10v/分钟、约7v/分钟至约10v/分钟、约8v/分钟至约10v/分钟、约9v/分钟至约10v/分钟、约0.1v/分钟至约1v/分钟、约0.1v/分钟至约2v/分钟、约0.1v/分钟至约3v/分钟、约0.1v/分钟至约4v/分钟、约0.1v/分钟至约5v/分钟、约0.1v/分钟至约6v/分钟、约0.1v/分钟至约7v/分钟、约0.1v/分钟至约8v/分钟、约0.1v/分钟至约9v/分钟、约1v/分钟至约9v/分钟、约2v/分钟至约8v/分钟、约3v/分钟至约7v/分钟、约4v/分钟至约6v/分钟或约5v/分钟的范围内增加，但并不局限于此。根据本发明的一实例，在电压根据上述升电压条件上升的情况下，最终电压可以为6v至6000v，但并不局限于此。根据本发明的一实例，对上述粉末进行电解处理的步骤可以在使根据上述升电压条件施加的电压上升的条件或向上述粉末施加的电压维持在6v至6000v的条件下执行，但并不局限于此。与此相关地，可将向上述粉末施加的电压维持规定数值的条件称为定压条件。当在上述升电压条件下进行电解处理时，可以向上述粉末整体均匀地施加电压。但是，当在上述定压条件下进行电解处理的情况下，在上述粉末中，与电极接近的部分集中施加电压，由此，在上述粉末中，与上述电极远的部分不会被施加电压，从而离子结合有可能被破坏。因此，上述电解处理步骤还可包括施加电压来进行搅拌的过程。接着，将上述粉末溶解在氨水溶液及酸性溶液来制备混合溶液(步骤s300)。根据本发明的一实例，上述混合溶液可包含水、乙醇、乙醚等极性溶剂，但并不局限于此。本发明的氨水溶液包含具有可以接收与电子对的分子或离子一同形成配位共价键的能力和形成离子-偶极键(ion-dipolebond)的能力的nh3、nh4oh、nh4+和oh-等的配体，因此，可以与上述粉末反应来形成复合化合物。具体地，上述氨水溶液的上述配体可以与上述粉末内部的无机金属离子发生反应来形成复合离子来纯化上述粉末。根据本发明的一实例，上述酸性溶液的ph值可以为0.1至3，但并不局限于此。上述酸性溶液用于溶解上述粉末来浸出内部的无机物质。与此相关地，上述酸性溶液可包含盐酸、硫酸、硝酸等的强酸。与此相关地，在粉碎上述花岗岩和/或蛭石来制备未处理粉末之后，在没有额外的工序的情况下，在通过硫酸溶解的情况下，在上述硫酸中可以浸出2％至3％的上述未处理粉末的矿物质。但是，本发明的矿物质溶液的制备方法还可包括：对上述粉末进行电解处理的步骤；将上述粉末溶解在氨水溶液及酸性溶液的步骤；向后述的上述混合溶液投入微生物的步骤；以及向上述混合溶液照射超声波的步骤，由此，可以获得10％至20％的上述粉末的矿物质。根据本发明的一实例，在制备上述混合溶液的步骤或照射后述的超声波的步骤可以在升温条件下执行，但并不局限于此。与此相关地，上述升温条件是指将粉末的温度在规定的时间内按规定比例增加。根据本发明的一实例，在上述升温条件中，温度可以在5℃/h至30℃/h的范围内增加，但并不局限于此。例如，上述升温条件的温度上升速度可以为约5℃/h至约30℃/h、约10℃/h至约30℃/h、约15℃/h至约30℃/h、约20℃/h至约30℃/h、约25℃/h至约30℃/h、约5℃/h至约25℃/h、约5℃/h至约20℃/h、约5℃/h至约15℃/h、约5℃/h至约10℃/h、约10℃/h至约25℃/h或约15℃/h至约20℃/h，但并不局限于此。根据本发明的一实例，制备上述混合溶液的步骤或照射后述的超声波的步骤可以在40℃至150℃的温度条件下执行，但并不局限于此。与此相关地，可以将上述混合溶液的温度维持规定数值的条件称为恒温条件。制备上述混合溶液的步骤与照射上述超声波的步骤的温度条件可以相同或不相同。例如，在制备上述混合溶液的步骤在第一升温条件下执行的情况下，照射上述超声波的步骤可以在第二升温条件或第一温度条件下执行。并且，在制备上述混合溶液的步骤在第二温度条件下执行的情况下，照射上述超声波的步骤可以在第三升温条件或第三温度条件下执行。与此相关地，上述第一升温条件至上述第三升温条件可以为满足上述升温条件的温度上升速度，上述第一温度至上述第三温度可以为满足上述40℃至200℃的温度条件的温度。上述第一升温条件至上述第三升温条件或上述第一温度至上述第三温度可以相同或不相同。具体地，在制备上述混合溶液的步骤及照射上述超声波的步骤在升温条件下执行的情况下，上述粉末整体温度将会上升，从而矿物质溶液的质量可以上升。并且，在制备上述混合溶液的步骤或照射后述的超声波的步骤在规定的温度条件下执行的情况下，在上述粉末中，与施加温度的部分越远的部分受到温度的影响越少，最终，矿物质溶液的质量有可能降低。接着，向上述混合溶液照射超声波(步骤s400)。根据本发明的一实例，上述超声波的频率可以为0.1mhz至20mhz，但并不局限于此。若向上述混合溶液照射超声波，则水分子内的链结构被切断，从而可以生成oh-及h+离子。上述oh-及h+可以与上述粉末，即，上述花岗岩和/或蛭石内部的物质发生反应，由此，可形成含水离子配位化合物。接着，向上述混合溶液投入微生物(步骤s500)。根据本发明的一实例，上述微生物可以包含选自由枯草芽孢杆菌、甲基营养型芽孢杆菌、死亡谷芽孢杆菌、海洋链霉菌、木霉、克里本类芽孢杆菌、荧光假单胞菌、醋酸钙不动杆菌、auctusimonashordei及它们的组合物组成的组中的物质，但并不局限于此。例如，上述微生物可以为芽孢杆菌微生物。根据本发明的一实例，在执行投入上述微生物的步骤之前，还可包括调节上述混合溶液的ph值的步骤，但并不局限于此。根据本发明的一实例，在执行投入上述微生物的步骤之前，还可包括调节上述混合溶液的温度的步骤，但并不局限于此。通常，根据种类，微生物呈现出最优活性的ph及温度条件不相同，因此，为了上述微生物的活性化而需要调节上述混合溶液的ph及温度。为了去除在使用上述矿物质溶液的环境下有可能发生的恶臭及有害气体等，上述矿物质溶液可包含微生物。现有的矿物质溶液可以包含化学除臭剂等，但是，本发明的矿物质溶液可以包含微生物来解决现有的化学除臭剂的问题，若使用上述矿物质溶液上的一部分矿物质，则可以使上述微生物繁殖，从而还可以解决保质期问题。接着，中和上述混合溶液(步骤s600)。与此相关地，本发明的中和可以是增加上述混合溶液的ph的数字，上述中和的混合溶液可具有弱酸性、中性或碱性。根据本发明的一实例，作为在上述混合溶液中进行的工序的照射上述超声波的步骤、投入上述微生物的步骤以及上述中和步骤的顺序并未确定，但并不局限于此。例如，在上述混合溶液中进行的工序可以按照射上述超声波的步骤、投入上述微生物的步骤以及上述中和步骤、照射上述超声波的步骤执行，在上述混合溶液中进行的工序可以按照射上述超声波的步骤、投入上述微生物的步骤、上述中和步骤以及照射上述超声波的步骤、投入上述微生物的步骤、照射上述超声波的步骤、上述中和步骤、投入上述微生物的步骤、上述中和步骤、照射上述超声波的步骤、上述中和步骤、照射上述超声波的步骤、投入上述微生物的步骤或上述中和步骤、投入上述微生物的步骤以及照射上述超声波的步骤的顺序执行，但并不局限于此。根据本发明的一实例，上述矿物质溶液的制备方法还可包括离子交换步骤，但并不局限于此。上述矿物质溶液加工上述花岗岩和/或蛭石而成。与此相关地，上述矿物质溶液内部的矿物质的含量可根据用途改变，可根据材料自身的含量，一部分矿物质过多或过少存在。为了解决这种问题，本发明的矿物质溶液的制备方法还可执行离子交换工序，由此可以调节矿物质的均衡。根据本发明的一实例，上述矿物质溶液可以通过干燥过程变成粉末型肥料化，但并不局限于此。根据本发明的一实例，上述矿物质溶液上述矿物质含量可通过原子吸收光谱(atomicabsorptionspectroscopy)或等离子体发射光谱(plasmaemissionspectroscopy)分析，但并不局限于此。以下，通过实施例，更加详细说明本发明，以下的实施例仅用于说明，而并非用于限定本发明。实施例对在忠清南道广川中采取的花岗岩怪石及在忠清南道古德采取的蛭石进行干磨，由此，制备了粉末的平均粒度为160μm的100kg的粉末。接着，形成将上述粉末与水混合的溶液，向上述溶液施加电压来对上述粉末进行电解。与此相关地，上述电压在1v/分钟的升电压条件下施加6小时。接着，在水从上述溶液中蒸发之后，将上述电解处理的粉末与20w/v％的氨水溶液及15w/v％的硫酸混合来使混合溶液的ph值达到2。接着，向上述混合溶液照射3mhz的超声波，以使芽孢杆菌微生物可以生存的方式调节ph值之后，投入上述芽孢杆菌微生物。与此相关地，制备上述混合溶液的过程及照射超声波的过程分别在10℃/h及20℃/h的升温条件下执行3小时。接着，将上述混合溶液的ph中和成6.4至8.1来制备矿物质溶液。与此相关地，根据用户，可包括将上述矿物质溶液离子交换的步骤。比较例1通过与上述实施例相同的方法制备矿物质溶液，省略了电解处理过程。比较例2通过与上述实施例相同的方法制备矿物质溶液，省略了照射超声波的过程。比较例3通过与上述实施例相同的方法制备矿物质溶液，在1小时内，在360v的确定的电压条件下进行电解处理。比较例4通过与上述实施例相同的方法制备矿物质溶液，在60℃的确定的温度条件下照射1小时超声波。实验例1确认了本发明的矿物质溶液的矿物质含量。成分的单位为ppm，成分含量表如以下表1及表2。表1成分实施例的含量比较例1的含量比较例2的含量mg1484318732718fe1278924311713al7891727538k36571357728p571259419ca397342319ni149130117mn816765cu675132na795734表2参照表1及表2，可通过电解处理及超声波处理确认从上述花岗岩和/或蛭石还可以浸出无机物质。并且，与在规恒温度条件下制备矿物质溶液的情况相比，在缓慢增加温度或电压来制备矿物质溶液的情况下，可以确认浸出更多的无机物质。与此相关地，在上述矿物质溶液中可以存在与上述表1及表2中提及的物质不同的其他无机金属，但由于是极微量，因此省略。上述本发明的说明仅用于例示，本发明所属
技术领域：
的普通技术人员可以理解在不变更本发明的技术思想或必要特征的情况下可以轻松变形成为其他形态。因此，以上记述的实施例在所有方面均是例示性实施例，而并非用于限定本发明。例如，以单一型说明的各个结构要素可以分散实施，同样，分散说明的结构要素也能够以接合形态实施。本发明的范围通过后述的发明要求保护范围体现，而并非通过上述详细说明体现，从发明要求保护范围的含义、范围及其等同概念导出的所有变更或变形的形态均属于本发明的范围。当前第1页12