[发明专利]一种高粘度高透光率硅酸镁铝的低温水热合成方法

说明书

本发明公开了一种高粘度高透光率硅酸镁铝的低温水热合成方法，其特征在于，采用稀土物质、可溶性铝盐、可溶性镁盐、可溶性钠盐、水玻璃等为反应原料，合理调节各离子的配比和反应参数，再在低温下进行水热处理，然后过滤、洗涤、干燥，即制得水化速快、透光率高、粘度大的具备全新化学结构的硅酸镁铝；其可大量广泛应用于食品、药品、化妆品、洗涤剂、涂料等行业中。

技术领域

本发明涉及蒙皂石族矿物合成领域，具体涉及一种高透明度、迅速水化、高粘度的硅酸镁铝的合成方法。

背景技术

硅酸镁铝的经典理想分子结构式为(Na)_0.33(Al,Mg)₂[Si₄O₁₀](OH)₂·nH₂O，它实际上是蒙脱石（Montmorillonite）的学名；而以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产就是众所周知的膨润土（Bentonite）。硅酸镁铝内部结构是由上下两层Si-O四面体中间夹一层Al-O八面体所组成；由于Al-O八面体中部分Al³⁺被Mg²⁺置换，所以硅酸镁铝结构呈现出强缺电子和强电负性结构；为了弥补电荷平衡，其层间吸收相应数量的Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等阳离子。由于层间阳离子可吸附数层水分子（即吸收水分后可以膨胀并超过原体积的几十倍），所以硅酸镁铝能够在水中迅速膨胀直至形成触变性的“卡片房子”式凝胶结构。因此，硅酸镁铝医药、食品、涂料、油墨、洗涤剂、化妆品、脱色净化、地质钻探、冶金等很多行业获得极为广泛的应用。正因如此，以其为主要活性成分的膨润土，国外已在工农业生产24个领域100多个部门中应用，有300多个产品，因而人们称之为“万能土”。

尽管自然界中膨润土资源极其丰富，探明储量极大，通过提纯工艺制备得到的高纯度硅酸镁铝（严格来说，硅酸镁铝其实仅仅是钠基蒙脱石的学名）的产量也很大，但也存在几个严重问题：

（1）由于地质环境、老化速度、伴生矿物等成矿条件的迥异，所以自然界中膨润土的化学结构和应用性能千差万别，批次波动性极大。甚至从同一矿山的相同矿体中所开采出来的不同批次膨润土中硅酸镁铝的结构和性能之间的区别都很大。

（2）从自然界膨润土矿中通过提纯、改性等工艺生产得到的硅酸镁铝的影响性能很差，主要表现为：不仅水化速度很慢，而且透光度、触变性和粘度等性能都很差。即便是性能最好的高纯度美国Wyoming钠基膨润土，它的应用品质也不好。

（3）目前美国Elementis Specialties、美国ACMOL、德国Süd-Chemie AG等国外几家粘土化工巨头公司通过高温水热合成的方法制备硅酸镁铝，但是它们生产工艺复杂，水热温度高，导致不仅能耗大，而且存在较大的安全风险。

因此，如何低能耗、安全零风险地合成制备批次均一、应用性能优异的硅酸镁铝是当今国内行业迫切所要解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种高效、安全的高品质硅酸镁铝的合成方法。该合成方法首先合理调节各种物料的种类与配比，再通过低温水热合成工艺制得硅酸镁铝，其水化速度快、透光率高、粘度高，应用性能极为优异。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案 ：

一种高粘度高透光率硅酸镁铝的低温水热合成方法，其特征在于，采用以下原料通过水热合成法合成：

（1）首先将0.5~1.5份氟盐和5~10份稀土物质加到500份纯水中并充分搅拌均匀，再加入100~200份可溶性铝盐；

（2）其次将1~5份可溶性锌盐和10~20份可溶性镁盐加到500份纯水中并充分搅拌均匀，然后加到步骤（1）溶液中；再继续加入50~100份可溶性钠盐；