一种用于青少年成长的锌、钙矿化复合滤芯及其制备方法与流程

本发明涉及纯水再矿化材料制备领域，尤其涉及一种用于青少年成长的锌、钙矿化复合滤芯及其制备方法。

背景技术：

大健康产业是当今社会经济发展的一个主要方向，水是人们生活中不可或缺的物质，因此饮水健康显得尤为重要。目前家用净水器已经逐步进入千家万户，为居民提供安全的饮用水，而提供健康水的净水器产品由于缺乏核心的安全有效的矿化滤芯，导致无法提供真正意义上的健康水。

随着消费者对生活品质、饮水健康的追求，行业消费升级加大，目前的矿化球占据的市场份额越来越小，而基于改性配比技术的天然岩石矿化滤芯正逐渐占据市场主流，同时，随着消费者对健康饮水、健康用水的不断深入了解，对于健康饮用水的需求也逐渐步向多元化，如不同人群、不同体质对饮水水质的要求有所不同，不同使用场景对饮用水的水质要求也不一样。

目前，市场上针对不同人群和体质的饮用水已出现一些产品，如农夫山泉推出的婴幼儿饮用水，以太品牌推出的针对老年人的高锶矿泉水，还有一些长寿村的矿泉水，但是对青少年这个群体却关注较少，也很容易被大家所忽略，而青少年阶段是人生长发育的黄金年龄段，因此开发一款针对青少年人群的饮用水矿化滤芯显得尤为重要。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种用于青少年成长的锌、钙矿化复合滤芯，通过天然富锌含钙岩石改性处理制得，能够增加出水中的锌、钙含量，经该滤芯处理的水适合青少年饮用，有利于促进青少年生长发育、改善智力、增强食欲、增强免疫力、促进骨骼发育；本发明还提供了一种工艺简单的用于青少年成长的锌、钙矿化复合滤芯的制备方法。

本发明提供一种用于青少年成长的锌、钙矿化复合滤芯的制备方法，包括以下步骤：

s1，改性：对天然石英斑岩、天然斜发沸石、天然方解石和天然菱锌矿分别进行改性处理，得到改性石英斑岩、改性沸石、改性方解石和改性菱锌矿；

s2，混合：称取改性石英斑岩、改性沸石、改性方解石、改性菱锌矿、活性炭和粘结剂混合均匀，得到固体混合物；

s3，烧结、脱模除尘：将步骤s2的固体混合物放入模具中进行烧结，烧结完成后脱模除尘，冷却至室温，即得到矿化复合滤芯。

进一步地，所述改性石英斑岩通过以下方法制备：将天然石英斑岩破碎，研磨过筛，然后放置在乙酸溶液中浸泡，再用去离子水超声洗涤，然后干燥，冷却至室温，过筛，即得到改性石英斑岩。

进一步地，所述改性沸石通过以下方法制备：将天然斜发沸石破碎、过筛，然后浸渍在磷酸溶液中，再用去离子水超声洗涤，然后浸渍在由菱镁矿岩石调制的碱性溶液中，再用去离子水超声洗涤，然后焙烧，冷却后研磨、过筛，即得到改性沸石。

进一步地，所述改性方解石通过以下方法制备：将天然方解石破碎，研磨、过筛，然后浸渍在氯化钙和碳酸氢钠的混合溶液中，再用去离子水超声洗涤，干燥，冷却至室温，过筛，即得到改性方解石。

进一步地，所述改性菱锌矿通过以下方法制备：将天然菱锌矿破碎，研磨、过筛，焙烧，然后浸渍在由生石灰和硫酸铁调制的碱性溶液中，再用去离子水超声洗涤，干燥，冷却至室温，过筛，即得到改性菱锌矿。

进一步地，步骤s3中，烧结的温度为250℃，压力为15mpa。

进一步地，所述活性炭选用粒径为35～325目的酸洗椰壳活性炭；所述粘结剂选用超高分子聚乙烯。

本发明还提供一种利用上述方法制得的用于青少年成长的锌、钙矿化复合滤芯，包括以下质量份的原料：主料：改性石英斑岩5～8份，改性沸石10～15份，改性方解石3～5份，改性菱锌矿1～3份；辅料：活性炭60～120份，粘结剂20～40份。

进一步地，包括以下质量份的原料：主料：改性石英斑岩6份，改性沸石12份，改性方解石4份，改性菱锌矿2份；辅料：活性炭65份，粘结剂25份。

进一步地，包括以下质量份的原料：主料：改性石英斑岩7份，改性沸石14份，改性方解石5份，改性菱锌矿2份；辅料：活性炭80份，粘结剂36份。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：本发明提供的锌、钙矿化复合滤芯安全、无二次污染、无重金属超标；含矿物质元素钙和微量元素锌，通水条件下能够增加出水的钙含量和锌含量，适合青少年饮用；本发明提供的制备方法工艺简单，适于规模化生产。

附图说明

图1是本发明一种用于青少年成长的锌、钙矿化复合滤芯的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

本发明的实施例提供了一种用于青少年成长的锌、钙矿化复合滤芯，包括以下质量份的原料：主料：改性石英斑岩5～8份，改性沸石10～15份，改性方解石3～5份，改性菱锌矿1～3份；辅料：活性炭60～120份，粘结剂20～40份；其中，活性炭选用粒径为35～325目的酸洗椰壳活性炭；粘结剂选用粒径为35～325目的超高分子聚乙烯。

上述原料中，改性石英斑岩的制备过程为：将天然石英斑岩破碎，研磨，过35目和200目筛网，然后将粉末状的石英斑岩在0.5mol/l乙酸溶液中浸泡3h，再用去离子水在超声波清洗仪中洗涤2h，然后在200℃循环式烘箱中充分干燥，待冷却至室温后，过35目和200目筛网，即得到改性石英斑岩。

改性沸石的制备过程为：将天然斜发沸石破碎，过6目和18目筛网，然后将斜发沸石颗粒浸渍在0.2mol/l的磷酸溶液中3h，再用去离子水在超声波清洗仪中洗涤2h，然后将酸改性后的沸石浸渍在ph为11的由菱镁矿岩石调制的碱性溶液中2.5h，再用去离子水在超声波清洗仪中洗涤2个小时，然后在400℃-500℃高温下焙烧2h，冷却后，研磨，过100目和325目筛，即得到改性沸石；其中菱镁矿岩石调制的碱性溶液的制备过程为：将菱镁矿岩石溶于水中，会有碳酸氢根离子溶出，检测到ph值为11时，将菱镁矿岩石取出，留下的溶液即为菱镁矿岩石调制的碱性溶液。

改性方解石的制备过程为：将天然方解石破碎，研磨，过100目和200目筛网，然后将粉末状的方解石浸渍在氯化钙和碳酸氢钠的混合溶液中24h，再用去离子水在超声波清洗仪中洗涤2h，然后在200℃循环式烘箱中充分干燥，冷却至室温后，过100目和200目筛网，即得到改性方解石。

改性菱锌矿的制备过程为：将天然菱锌矿破碎，研磨，过200目和325目筛网，在500℃-625℃高温下焙烧2h，然后将粉末状的菱锌矿浸渍在ph为9.5的由生石灰和硫酸铁调制的碱性溶液中3h，再用去离子水在超声波清洗仪中洗涤2个小时，在200℃循环式烘箱中充分干燥，冷却至室温后，过200目和325目筛，即得到改性菱锌矿；其中，生石灰和硫酸铁调制的碱性溶液的制备过程为：将生石灰和硫酸铁加入到水中配制成ph值为9.5的溶液。

请参考图1，本发明的实施例还提供了上述用于青少年成长的锌、钙矿化复合滤芯的制备方法，包括以下步骤：

步骤s1，改性：按照上述工艺对天然石英斑岩、天然斜发沸石、天然方解石和天然菱锌矿分别进行改性处理，得到改性石英斑岩、改性沸石、改性方解石和改性菱锌矿；

步骤s2，混合：按质量份计，称取改性石英斑岩5～8份，改性沸石10～15份，改性方解石3～5份，改性菱锌矿1～3份，酸洗椰壳活性炭60～120份，超高分子聚乙烯20～40份混合均匀，得到固体混合物；

步骤s3，烧结、脱模除尘：采用抽料系统将固体混合物按一定速度抽入烧结隧道炉的模具中，将模具给予15mpa的压力，隧道炉温度调节到250℃，调节隧道炉流水线速度，保证烧制时间达到40min，烧结完成后，脱模，利用自动除尘器除尘，冷却至室温，即制作得到矿化复合滤芯。

下面结合实施例对本发明提供的用于青少年成长的锌、钙矿化复合滤芯及其制备方法进行详细说明。

以下实施例中，石英斑岩采自云南香格里拉，沸石采自山东莱西斜发沸石，方解石采自广西来宾，菱锌矿采自广西融县。

按照上述改性工艺分别对石英斑岩、沸石、方解石、菱锌矿进行改性处理，得到改性石英斑岩、改性沸石、改性方解石和改性菱锌矿，用于实施例1-实施例4中。

实施例1：

称取改性石英斑岩5g，改性沸石10g，改性方解石3g，改性菱锌矿1g，粒径为80～325目的酸洗椰壳活性炭60g，粒径为80～325目的超高分子聚乙烯20g混合均匀，抽入烧结隧道炉的模具中，将模具给予15mpa的压力，隧道炉温度调节到250℃，调节隧道炉流水线速度，保证烧制时间达到40min，最后将烧结碳棒脱模，并用自动除尘器除尘，冷却至室温，即得到7寸、流速1.0l/min条件下的锌、钙矿化复合滤芯。

实施例1中，每1g为一份。

实施例2：

称取上述改性石英斑岩8g，改性沸石15g，改性方解石5g，改性菱锌矿3g，酸洗椰壳活性炭120g，超高分子聚乙烯40g混合均匀，抽入烧结隧道炉的模具中，将模具给予15mpa的压力，隧道炉温度调节到250℃，调节隧道炉流水线速度，保证烧制时间达到40min，最后将烧结碳棒脱模，并用自动除尘器除尘，冷却至室温，即得到8寸、流速1.5l/min条件下的锌、钙矿化复合滤芯。

实施例2中，每1g为一份。

实施例3：

称取上述改性石英斑岩6g，改性沸石12g，改性方解石4g，改性菱锌矿2g，酸洗椰壳活性炭65g，超高分子聚乙烯25g混合均匀，抽入烧结隧道炉的模具中，将模具给予15mpa的压力，隧道炉温度调节到250℃，调节隧道炉流水线速度，保证烧制时间达到40min，最后将烧结碳棒脱模，并用自动除尘器除尘，冷却至室温，即得到7寸、流速1.5l/min条件下的锌、钙矿化复合滤芯。

实施例3中，每1g为一份。

实施例4：

称取上述改性石英斑岩7g，改性沸石14g，改性方解石5g，改性菱锌矿2g，酸洗椰壳活性炭80g，超高分子聚乙烯36g混合均匀，抽入烧结隧道炉的模具中，将模具给予15mpa的压力，隧道炉温度调节到250℃，调节隧道炉流水线速度，保证烧制时间达到40min，最后将烧结碳棒脱模，并用自动除尘器除尘，冷却至室温，即得到8寸、流速1.5l/min条件下的锌、钙矿化复合滤芯。

实施例4中，每1g为一份。

对实施例1-实施例4制得的锌、钙矿化复合滤芯进行通水试验，发现在通水条件下经锌、钙矿化复合滤芯过滤的水中tds(totaldissolvedsolids,总溶解固体)稳定增加3-10mg/l，钙元素增加量在0.5～2mg/l，锌元素增加量在0.01～0.1mg/l，并且滤芯完全符合《生活饮用水输配水设备及防护材料卫生安全评价规范》卫生浸泡要求。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。