专利名称：用于处理水的陶粒及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于处理水的陶材料，具体地说，本发明是涉及一种含有电气石的陶材料。本发明还涉及该陶材料的制备方法。
背景技术：
现代化工业进程加快，世界人口急剧膨胀，淡水资源严重匮乏，导致了人类生态环境的失衡。其中水资源的严重污染，是导致生态平衡被破坏的重要因素之一。
水是生命的源泉，人类健康之本。人体的体液占体重的60％以上，要想获得健康的身体，饮用健康的水是很重要的。由于氢键的作用，普通水在通常情况下会与多达十多个的水分子缔合成为一个大的水分子团，其渗透力、溶解力、代谢力等都不如单个的水分子强，在体内难以发挥其生理作用。即便是现在普遍饮用的纯净水也是如此。
人们一直在努力采取物理的、生物的和化学的方法来获取各种小分子功能水，但是其性能和效果都没有明显的变化，不能很好地获得一种既保持良好的水质、矿物质充分、又符合生态健康要求的饮用水。同样，对于我们周围使用的诸如食品加工用水、浇灌用水、养殖用水等的处理就更缺乏有效的手段了。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于处理水的陶粒，该陶粒中含有电气石，可以优化水质，为人类提供生态健康用水。
本发明的目的还在于提供一种上述陶粒的制备方法。
本发明的陶粒是由电气石、高岭土、白云石、木节土等煅烧制成，其各组成成分的重量百分比为
电气石25～45％高岭土30～45％白云石10～20％木节土10～20％其中，电气石粉碎成粒度为0.5～2μm的细粉使用，高岭土、白云石和木节土分别粉碎成粒度为25～30μm的细粉使用。
用于处理水的陶粒的具体制备方法是，首先将电气石、高岭土、白云石和木节土分别粉碎研磨成要求粒径的细粉，之后按照配比分别称取相应重量的各种原料混合在一起，搅拌1h，使其充分混合均匀。混合均匀的原料送入挤压机中，压制成一定直径的圆形颗粒，晾干后，装入高温炉中，在1000～1100℃温度下煅烧5～6h，冷却后得到陶粒产品。
根据不同的应用场合，可以煅烧出直径范围为2.5～3.5mm的各种粒径陶粒。
1880年，法国的皮埃罗·查里兄弟首先证明，电气石是一种具有永久电极的天然矿石，1989年日本学者Kubo首先发现了电气石存在自发电极和静电场现象，由此兴起了电气石在环保、人体保健领域的研究热潮。电气石是一种以含硼为特征的铝、钠、铁、镁、锂的环状结构硅酸盐矿物，柱状晶体，硬度7～7.8，比重3.03～3.25，主要产于巴西、斯里兰卡等地，我国新疆、云南等省也盛产电气石。电气石的微观结构十分特殊，在电气石周围存在着以c轴轴面为两极的静电场，在电场作用下，水分子可以发生电解，形成活性分子H3O+吸引水中的杂质，净化水质；OH-和水分子结合形成负离子，改善生活环境。实验证明，随着电气石颗粒的变小，其静电场不但不会减弱，相反因电极的增多还会增强。
高岭土作为陶粒的基体原料，不仅起着耐火增强的作用，还可以改善陶粒的力学性能、贮存稳定性、抗吸潮性及抗冲击等机械性能，而且保证着陶粒的色白、致密、表面光洁度好、机械强度大、成品率高等特点。
木节土的主要作用是粘合，木节土具有干燥和烧成收缩大的特点，制成的陶粒不宜脱皮、掉皮、粉化，产品的使用寿命延长。
白云石的主要作用是降低陶粒的烧结温度和增加陶粒的牢度。
在水分子中，氧原子核有8个质子，它对电子的吸引力大于只有1个质子的氢原子，O-H之间的电子对偏向氧原子一边，在氧原子附近形成较多的负电荷，成为负电极，在氢原子附近形成较多的正电荷，成为正电极。水分子的上述极性性质可以使一个水分子的H(正极)与另一个水分子的O(负极)彼此吸引，互相结合形成缔合水分子，在通常情况下，普通水是由多达十多个的水分子缔合成为的大水分子团。
水分子(H2O)是由两个氢原子(H)和一个氧原子(O)构成的，当使用本发明含有电气石的陶粒处理水时，水分子接触到能够释放出电子(e)的电气石，会瞬间产生轻微电解，变成氢离子(H+)和羟基(OH-)；而氢离子(H+)又马上与电气石放出的电子(e)结合，被中和成氢原子(H)释被放，剩下的羟基(OH-)与水(H2O)结合成为了羟离子(H3O2-)。此时，由于水中的氢离子减少，水的pH值升至7.4左右，呈弱碱性，又由于增加了许多带负电的羟离子(H3O2-)，使得瞬间形成了碱性负离子水。健康人的体液是呈弱碱性的，人体的各个组织器官在弱碱性环境下才能充分发挥其正常的生理功能。因此，如果长期饮用经本发明陶粒处理的水，可以中和酸性体液，有助于提高机体的免疫力和自愈力。
小分子团的水是最适合人体细胞的水。水的分子越小，其能量就越大，渗透力、溶解力、代谢力也就越强，小分子团的水更容易进出细胞膜，运送养料，带出垃圾，成为最佳的运输载体。使用核磁共振测定本发明陶粒处理的水，经电气石处理的碱性负离子水的线幅半高宽为65Hz左右，水分子团中的水分子数为7个左右，说明经电气石处理过的水中，水的分子团明显变小。
经测试，自来水的氧化还原电位为136mV，而经本发明陶粒处理的水的氧化还原电位为90mV，这是由于本发明陶粒处理的水中富含H3O2-负离子的缘故。水的氧化还原电位越高，其氧化系数越高；氧化还原电位越低，则说明氧化物含量越少，为还原水，水质越好。
过多的自由基对机体有相当的危害，它极易攻击生物膜上磷酸脂分子中不饱和脂肪产生的过氧化脂质，破坏生物膜的正常结构与功能，是促进衰老的因素之一。氧自由基的外围电子比普通状态少，而负离子的外围电子比普通状态多，负离子多出来的电子刚好可以供给缺少电子的氧自由基，使氧自由基获得它所缺少的电子而被中和。所以，使用本发明陶粒处理过的水，水中的负离子可以中和机体中的自由基，使其变的无毒化，有益于身体健康。
本发明的陶粒在电气石的特性功能作用下，用于处理水，达到了优化水质的作用。被处理后的水可以广泛地应用于居民饮用、食品加工、饮料酿造、花草树木养护、植物种子发芽、蔬菜作物栽培、水果蔬菜保鲜、禽畜水产养殖等领域。
通过多批量的试验，本发明的陶粒产品在产品性能、工艺流程和使用安全性等方面均符合要求。经检测，使用本发明的陶粒处理水时的Pb溶出量1.6mg/L(国家标准为7mg/L)，Cd溶出量0.05mg/L(国家标准为0.5mg/L)，均满足实际应用的需要。
具体实施例方式
实施例1将电气石粉碎研磨为1μm的细粉，高岭土、白云石、木节土分别粉碎研磨为25μm的细粉，称取35kg电气石粉、34kg高岭土、11kg白云石和20kg木节土混合在一起，搅拌1h，使其混合均匀。将混合料装入挤压机中，压成直径为2.5mm大小的圆粒形状，放置自然晾干，随后装入高温炉中，控制温度为1000℃，煅烧5.5小时，取出冷却后得到陶粒产品。
本产品可以广泛地应用在饮用水、沐浴用水、酿造用水、育种用水、养殖用水等各种水的水质处理。
实施例2称取42kg电气石粉、31kg高龄土、15kg白云石、12kg木节土，按照实施例1方法制粒，制成直径为5mm的圆形颗粒，装入高温炉中，控制温度为1010℃，煅烧6小时，取出冷却后得到陶粒产品。
本产品可以广泛地应用在饮用水、浇灌用水、养殖用水、育种用水等各种水的水质处理。
实施例3称取27kg电气石粉、40kg高龄土、18kg白云石和15kg木节土，按照实施例1方法，制成直径为10mm的圆形颗粒，装入高温炉中，在1000℃煅烧5.5小时，得到陶粒产品。
本产品可以广泛地应用在饮用水和沐浴美容用水的水质处理。
实施例4、称取30kg电气石粉、37kg高龄土、15kg白云石和18kg木节土，按照实施例1的方法制备陶粒，陶粒直径30mm。
可用于饮用水及烹饪用水的水质处理，以及直接放入食物中烹饪食品使用。
权利要求
1.一种用于处理水的陶粒，其特征是由下述重量百分比的原料制成电气石 25～45％高岭土 30～45％白云石 10～20％木节土 10～20％
2.根据权利要求1所述的陶粒，其特征是使用的电气石粒度为0.5～2μm，高岭土、白云石、木节土的粒度为25～30μm。
3.根据权利要求1所述的陶粒，其特征是制成的陶粒粒径为2.5～30mm。
4.权利要求1所述用于处理水的陶粒的制备方法，其特征是由以下步骤制备a)将电气石粉碎成0.5～2μm的细粉，高岭土、白云石、木节土粉碎成25～30μm的细粉；b)按照配比将各原料混合，搅拌1h；c)混合均匀的原料送入挤压机中压制成圆形颗粒；d)装入高温炉中，1000～1100℃煅烧5～6h。
全文摘要
本发明涉及一种用于处理水的陶粒，是由25～45％电气石、30～45％高岭土、10～20％白云石、10～20％木节土煅烧制成。本发明的陶粒在电气石的特性功能作用下，处理过的水呈弱碱性，而且水分子团明显变小，水中含有大量负离子，可以优化水质。被处理后的水可以广泛应用于居民饮用、食品加工、饮料酿造、花草树木养护、植物种子发芽、蔬菜作物栽培、水果蔬菜保鲜、禽畜水产养殖等领域，为人类提供生态健康用水。
文档编号C02F1/48GK1562780SQ20041001223
公开日2005年1月12日 申请日期2004年4月13日 优先权日2004年4月13日
发明者张朝伦, 田小兵 申请人:张朝伦