[发明专利]一种高纯连通型多孔氧化物粉体的制备方法

说明书

一种高纯连通型多孔氧化物粉体的制备方法，矿业深加工和综合利用领域，以含氧化硅的矿石(钾长石、高岭石、埃洛石等)为原料，包括以下步骤：(1)矿石破碎初选；(2)晶型转换和构建互穿网络结构；(3)水淬、水浸和酸浸致孔；(4)深度除杂和分离；(5)干燥分级获得通孔型多孔硅类产品。本发明可获得纯度超过99.0％的连通型多孔氧化硅粉体或氧化硅铝陶瓷合金，其粒径从200目到15000目可调，孔径从5到20nm可调，孔为贯通结构，颗粒表面的孔长50‑200nm，且互相贯穿。

技术领域

本发明属于矿业深加工和综合利用领域，具体涉及含硅铝矿石的综合利用技术，并将将矿业原料经过破碎、晶型转化和清洗除杂制成通孔型多孔纳米氧化物的生产方法。

背景技术

高纯多孔氧化硅颗粒是指孔径从微米到纳米孔不等的氧化硅微粉，具有轻质、高比表面积的特点，可以作为各种电池隔膜的填充物，增加离子储存能力和导通能力；也可以作为各种催化剂的载体，提高催化活性(Song,Y.:Development of Catalytic Processesfor Aromatic Amides and Carboxylic Acids,M.S.Thesis.Louisiana StateUniversity,2002)；也可以作为吸附材料，吸附小分子，起到分离、提纯和除湿的效果。传统的制备方法通常使用有机硅在碱性条件下水解-凝胶-溶胶相转化方法获得(Song,Y.；Hart,K.；Dooley,K.:Waste-Reducing Catalysis for Acylation of a SecondaryAmine:Synthesis of DEET.Catalysis Letters 2004,98,69-73)，但往往引入很多与使用碱液有关的离子(如Na⁺)，其纯度很难突破99.0％以上，而其他方法或者获得致密的二氧化硅球，或者只能获得孔径不大于5纳米的介孔材料。

本发明以含氧化硅的矿石(钾长石、高岭石、埃洛石等)为原料，经过鳄破碎机粉碎、球磨粉碎、助熔焙烧、高温酸淬、水浸、水洗、湿法强磁选除铁、浮选、离子膜电渗析除硫酸根、钠离子等，再经脱水、喷雾干燥和分级等工序，获得纯度超过99.0％的连通型多孔氧化硅粉体，其粒径从200目到15000目可调。

原料中钾长石(K[AlSi₃O₈])通常也称正长石，属单斜晶系，比重2.56～2.59g/cm3,其理论成分为：SiO₂，64.7％；Al₂O₃，18.4％；K₂O，16.9％。它具有熔点低(1150±20℃)，熔融间隔时间长，熔融粘度高等特点，广泛应用于陶瓷坯料、陶瓷釉料、玻璃、电瓷、研磨材料等工业部门及制钾肥用。

埃洛石(多水高岭土)分子式为：Al₂O₃·2SiO₂·4H₂O。其中中纬埃洛石粘土的化学成分如下：SiO₂，45.8％；Al₂O₃，37.3％；Fe₂O₃，0.5％；K₂O，0.11％；TiO₂，0.39％；微量CaO和MgO。烧失量14.50％，白色或桃红色、耐火度1730℃、结合力高。晶形100％全天然纳米管状结构，直径0.1～0.4μm，长度<0.5μm。原矿细度325目标准筛全通，2μm以下的颗粒占30％左右，出矿率99.4％。原矿白度81左右，1400℃煅烧后白度>91，耐火度>1750℃。广泛用于陶瓷、造纸、涂料、日化用品、橡胶、石油化工等行业。