[发明专利]一种钙长石水热合成高岭石的方法

说明书

本发明涉及一种利用钙长石粉体水热合成高岭石的工艺，属于无机化工领域。该工艺将钙长石粉体与富铝矿物粉体、无机酸溶液共混，在中温水热条件下反应18‑48小时，合成高岭石。本发明以廉价钙长石粉体为原料，以添加铝土矿等富铝矿物粉体的方式来调控硅铝组成，成功水热合成了高附加值的高岭石产品。该方法具有成本廉价、原料丰富、工艺简单易行、资源利用率高、无三废排放、附加值较高等特点，具有良好的经济效益，适合大规模推广。

技术领域

本发明属于无机化工技术领域，具体涉及一种利用廉价矿物钙长石制备高附加值矿物高岭石的新方法。

背景技术

高岭土是国内外开发利用最早、应用最广的非金属矿物之一，主要由小于2μm呈微小片状、管状、片状等形状的高岭石族矿物(高岭石、地开石、埃洛石等)组成，质地纯净的细粒粘土。高岭土的用途十分广阔，涉及陶瓷、造纸、涂料、耐火材料、光学玻璃、橡胶、塑料和催化剂等行业。虽然我国的高岭土资源丰富，但优质矿床则相对较少，因而每年需进口大量优质高岭土。同时对于优质高岭石的需求却不断增加，加之高岭土矿床成因过程复杂、类型多变，常常含有多种杂质，导致加工技术多样、工艺繁琐。因此，如何生产优质高岭土已经成为我国高岭土行业亟待解决的问题。

早在上世纪30年代，英国人利用钾长石和的HF在225℃下成功合成了高岭石。之后陆续有人采用沸石、蛭石、黑耀岩、偏高岭石、蒙脱石和云母等矿物作为原料成功合成了高岭石。Kittrick利用蒙脱石在pH值为2.6-3.5的条件下用了3年才合成高岭石晶体。但上述方法中仍然存在如下问题，如原料反应不充分，高岭石产率过低、所需时间较长和H₂O/固质量比较高等，离工业化应用还有一定的距离。

发明内容

本发明的目的是提供一种产品成本低、原料来源广泛、操作简单、便于实施推广的水热合成高岭土的方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种钙长石水热合成高岭石的方法，包括以下步骤：

1)将钙长石粉体、富铝矿物粉体、水和无机酸混合均匀，置于反应釜中；其中，钙长石粉体中所含CaO、富铝矿物粉体中所含铝和无机酸的摩尔比为1∶(0.1-0.4)∶(2-5)；富铝矿物粉体为铝土矿粉体、勃姆石粉体、氢氧化铝粉体、氧化铝粉体或氯化铝粉体；

2)将步骤1中反应釜在180-250℃下进行水热合成反应，反应时间为18-48小时；

3)将步骤2中反应完成后的反应釜置于冷水中快速冷却，取出获得的浆料进行固液分离，过滤得到滤液和滤饼；

4)将步骤3所得滤饼水洗至洗液pH值为8-10，将滤饼在95-105℃下干燥得高岭石产品。

如上所述的方法，优选地，所述无机酸为硝酸或盐酸。

如上所述的方法，优选地，该方法包括以下步骤：

1)将钙长石粉体、富铝矿物粉体、水和无机酸溶液按质量比1∶(0.1-0.5)∶(6-12)∶(0.5-1.0)混合均匀，置于反应釜中；

2)将步骤1中反应釜在180-250℃下进行水热合成反应，反应时间为18-48小时；

3)将步骤2中反应完成后的反应釜置于冷水中快速冷却，取出反应得到的浆料进行固液分离，过滤得到滤液和滤饼；

4)将步骤3所得滤饼水洗至洗液pH值为8-10，将滤饼在95-105℃下干燥得相应高岭石产品。

如上所述的方法，优选地，所述的钙长石粉体粒度-80目＞90.0％，其CaO含量不低于12.0％。

如上所述的方法，优选地，所述的富铝矿物粉体粒度-80目＞90％，其Al₂O₃含量不低于50.0％。