本申请涉及净水产品技术领域，具体公开了一种水溶性硅素矿物质的制备工艺，包括以下制备步骤：S1.选材：选取天然石英石；S2.制备：真空状态下，将石英石煅烧成熔融状态，再升温至其完全气化，向气化石英石中喷入去离子水，生成H2SiO3，将H2SiO3冷凝成固体后分离，制得水溶性偏硅酸晶体；S3.后处理：对水溶性偏硅酸晶体进行造粒处理，造粒完成后研磨过筛，制得水溶性偏硅酸粉末，即水溶性硅素矿物质成品。本申请的制备的终产品水溶性硅素矿物质的安全性有所提升。有所提升。
【技术实现步骤摘要】
一种水溶性硅素矿物质的制备工艺及应用该硅素矿物质的滤芯
[0001]本申请涉及净水产品
，更具体地说，它涉及一种水溶性硅素矿物质的制备工艺及应用该硅素矿物质的滤芯。
技术介绍
[0002]人体中含有的各种元素，除了碳、氧、氢、氮等主要以有机物的形式存在以外，其余的60多种元素以无机物形式存在，统称为矿物质。矿物质是地壳中自然存在的化合物或天然元素，又称无机盐，是构成人体组织和维持正常生理功能必需的各种元素的总称，是人体必需的七大营养素之一。矿物质包括宏量元素与微量元素。微量元素包括铁、铜、碘、锌、锰、钼、钴、铬、锡、钒、硅、镍、氟、硒共14种，在机体内含量少于 0.005%。
[0003]水溶性硅素是一种可以溶于水的硅元素，饮用含有水溶性硅素的净水有利于补充身体所需的微量元素硅，自然界中的硅通常以二氧化硅的形式存在，但是二氧化硅不溶于水，应用到人类生产生活中十分不便。为了获取更多应用于饮用水中的硅素，通常使用二氧化硅与碱反应制备出中间产物硅酸盐，再使用硅酸盐与盐酸反应来制备可溶于水的偏硅酸。
[0004]针对上述中的相关技术，专利技术人认为上述制备方法为化学合成，在化学反应合成的过程中难免会产生副产物多、原料残留等影响终产品安全性的问题，导致终产品的安全度降低。
技术实现思路
[0005]为了提高终产品的生产安全性，本申请提供一种水溶性硅素矿物质的制备工艺及应用该硅素矿物质的滤芯。
[0006]第一方面，本申请提供一种水溶性硅素矿物质的制备工艺，采用如下的技术方案：一种水溶性硅素矿物质的制备工艺，包括以下制备步骤：S1.选材：选取天然石英石；S2.制备：真空状态下，将石英石煅烧成熔融状态，再升温至其完全气化，向气化石英石中喷入去离子水，生成H2SiO3，将H2SiO3冷凝成固体后分离，制得水溶性偏硅酸晶体；S3.后处理：对水溶性偏硅酸晶体进行造粒处理，造粒完成后研磨过筛，制得水溶性偏硅酸粉末，即水溶性硅素矿物质成品。
[0007]通过采用上述技术方案，采用物理改性的方式制备水溶性偏硅酸，相较于化学合成方式而言，在整个制备过程中无中间产物生成，制备工艺安全，制备的水溶性偏硅酸粉末的纯度更高、水溶性更好。
[0008]优选的，所述水溶性偏硅酸粉末表面包覆有缓释膜，所述缓释膜包含壳聚糖、醋酸纤维素以及卡拉胶。
[0009]通过采用上述技术方案，壳聚糖与醋酸纤维素均具有良好的渗透性，水流经缓释
膜外壳渗透至其内部，并与水溶性偏硅酸接触，水溶性偏硅酸逐渐溶于水中，再缓慢从缓释膜中释放，从而提高了水溶性偏硅酸粉末的释放持久性。
[0010]醋酸纤维素作为膜材料，具有选择性高、透水量大的特点，壳聚糖以及卡拉胶与醋酸纤维素复合使用作为缓释膜材料，具有调节醋酸纤维素缓释程度的效果。
[0011]优选的，所述S3造粒完成后，对制备的水溶性偏硅酸粉末进行包覆处理，所述包覆工艺为：1）壳聚糖溶解：将100～150g壳聚糖完全溶于1～3%乙酸溶液中制备出壳聚糖乙酸溶液；2）醋酸纤维素溶解：将60～100g醋酸纤维素完全溶于4～6%乙酸溶液中制备出醋酸纤维素乙酸溶液；3）将10～20g卡拉胶溶于热水中，并将60～80g水溶性偏硅酸粉末与卡拉胶溶液拌合均匀，制得混合物；4）将醋酸纤维素乙酸溶液滴定至步骤3）的混合物中，静置后进行真空干燥处理；5）将步骤4）的产品浸泡于步骤1）的壳聚糖乙酸溶液中，再进行真空干燥处理，制得包覆有缓释膜的水溶性偏硅酸粉末。
[0012]通过采用上述技术方案，步骤1）与步骤2）中均使用乙酸溶液来溶解壳聚糖和醋酸纤维素，一方面是因为乙酸溶液对壳聚糖与醋酸纤维素均具有良好的溶解性，另一方面避免使用多种溶剂制备缓释膜降低水溶性偏硅酸粉末的安全性。步骤3）中先将卡拉胶与水溶性偏硅酸粉末混合均匀，由于卡拉胶的添加量较少，卡拉胶不完全包覆在水溶性偏硅酸粉末的表面，步骤4）与步骤5）中再分别将醋酸纤维素与壳聚糖包覆在水溶性偏硅酸粉末的表面，形成的缓释膜从外至内依次包括壳聚糖层、醋酸纤维素层以及不完全包覆卡拉胶层。壳聚糖层位于醋酸纤维素层外部，有利于改善醋酸纤维素层缓释量较大的问题，从而调节水溶性偏硅酸粉末的缓释程度；当冷水渗透至缓释膜内部时，水溶性偏硅酸粉末逐渐溶解在冷水中，并缓慢释放至缓释膜外部的冷水中，且卡拉胶发生一定的溶胀反应，由于卡拉胶添加量有限，溶胀的卡拉胶会填充在醋酸纤维素层的部分孔隙中，从而减缓水溶性偏硅酸溶液的释放速度；当热水渗透至缓释膜内部时，卡拉胶又溶于热水中，形成胶状溶液，不再填充在醋酸纤维素层的部分孔隙中，水溶性偏硅酸溶液的释放速度得以提高。使用卡拉胶可对水溶性偏硅酸的释放速度进行调节，以适应净水中不同的硅素含量要求。
[0013]优选的，所述缓释膜的表面粘附有水溶性偏硅酸晶体。
[0014]通过采用上述技术方案，由于位于缓释膜内的水溶性偏硅酸粉末的缓释需要一定的时间，在缓释膜表面粘附水溶性偏硅酸晶体，其先溶于水中，待其溶解一部分后，位于缓释膜内的水溶性偏硅酸粉末开始缓释出来，使得水溶性偏硅酸粉末具有长久有效的缓释效果。
[0015]优选的，对S1中的天然石英石进行除杂处理，再投入制备水溶性偏硅酸。
[0016]通过采用上述技术方案，由于天然石英石中含有一定的杂质，先对天然石英石进行除杂处理再投入制备水溶性偏硅酸，从而降低甚至消除制备出的水溶性偏硅酸中的杂质含量，以此确保净水的安全性。
[0017]优选的，所述S2中的加热温度为1600～1800℃，气化温度为2200～2500℃。
[0018]通过采用上述技术方案，S2中加热温度控制在1600～1800℃，温度过低一方面会导致天然石英石融解不完全，另一方面会延长融解时间；温度过高虽然可以缩短天然石英石的融解时间，但是其所消耗的成本会增高。
[0019]气化温度控制在2200～2500℃，温度过低一方面会导致天然石英石气化不完全，影响后续水溶性偏硅酸晶体的制备效率，另一方面会延长气化时间；温度过高会导致气化
成本增高。
[0020]第二方面，本申请提供一种应用该硅素矿物质的滤芯，采用如下的技术方案：应用该硅素矿物质的滤芯，由包含以下重量份的原料制成：炭粉90～120份、胶粉60～80份以及水溶性偏硅酸粉末15～20份。
[0021]通过采用上述技术方案，将水溶性偏硅酸粉末加入滤芯配方体系中，滤芯在净水的过程中，水溶性偏硅酸粉末缓慢释放溶解在水中，从而直接向水中提供偏硅酸，省去单独添加偏硅酸的工序，从而节省生产成本。
[0022]优选的，所述炭粉为粒径在80～150目的活性炭粉，所述胶粉为500万分子量且粒径在80～120目的聚乙烯粉，所述水溶性偏硅酸粉末粒径为80～140目。
[0023]通过采用上述技术方案，活性炭粉具有吸附过滤有害杂质的作用，将活性炭粉的粒径限定在80～150目，活性炭粉粒径过大会导致活性炭粉之间的孔隙率过大，其过滤效果会降低，不利于净水效果；活性炭粉粒径过小，活性炭粉之间的孔隙率过本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水溶性硅素矿物质的制备工艺，其特征在于：包括以下制备步骤：S1.选材：选取天然石英石；S2.制备：真空状态下，将石英石煅烧成熔融状态，再升温至其完全气化，向气化石英石中喷入去离子水，生成H2SiO3，将H2SiO3冷凝成固体后分离，制得水溶性偏硅酸晶体；S3.后处理：对水溶性偏硅酸晶体进行造粒处理，造粒完成后研磨过筛，制得水溶性偏硅酸粉末，即水溶性硅素矿物质成品。2.根据权利要求1所述的一种水溶性硅素矿物质的制备工艺，其特征在于：所述水溶性偏硅酸粉末表面包覆有缓释膜，所述缓释膜包含壳聚糖、醋酸纤维素以及卡拉胶。3.根据权利要求2所述的一种水溶性硅素矿物质的制备工艺，其特征在于：所述S3造粒完成后，对制备的水溶性偏硅酸粉末进行包覆处理，所述包覆工艺为：1）壳聚糖溶解：将100～150g壳聚糖完全溶于1～3%乙酸溶液中制备出壳聚糖乙酸溶液；2）醋酸纤维素溶解：将60～100g醋酸纤维素完全溶于4～6%乙酸溶液中制备出醋酸纤维素乙酸溶液；3）将10～20g卡拉胶溶于热水中，并将60～80g水溶性偏硅酸粉末与卡拉胶溶液拌合均匀，制得混合物；4）将醋酸纤维素乙酸溶液滴定至步骤3）的混合物中，静置后进行真空干燥处理；5）将步骤4）的产品浸泡于步骤1）的壳聚糖乙酸溶液中，再进行真空干燥处理，制得包覆有缓释膜的水溶性偏硅酸粉末。4.根据权利要求2所述的一种水溶性硅素矿物质的制备工艺，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈海龙，吴成兴，
申请(专利权)人：深圳市一号芯环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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