[发明专利]一种利用乙酸铯插层并煅烧制备偏地开石的方法

说明书

本发明公开了一种利用乙酸铯插层并煅烧制备偏地开石的方法。其是以福建紫金山铜金矿中的地开石与乙酸铯为原料，先采用机械研磨法制备地开石‑乙酸铯插层复合物，再将其进一步煅烧制得偏地开石。本发明首次通过机械研磨法制备地开石‑乙酸铯插层复合物并进一步制得偏地开石，其工艺流程简单高效、原料来源丰富、资源利用率高，且经济实用、绿色环保，具有良好的工业前景和社会效益。

技术领域

本发明属于偏地开石制备领域，具体涉及一种利用乙酸铯插层并煅烧制备偏地开石的方法。

背景技术

偏高岭石是以高岭石为原料，在一定的温度下煅烧脱水而成的过渡相结构。由于偏高岭土的分子排列是不规则的，呈现热力学介稳状态，在适当激发下具有胶凝性，经碱性或硫酸盐等激活剂及促硬剂的作用，硅铝化合物由解聚到再聚合后，可形成类似于地壳中一些天然矿物的铝硅酸盐网络状结构，即形成无机聚合物材料，用于替代水泥。因此，偏高岭石常用于制备高活性矿物掺合料、混凝土外加剂，也可制作高性能的无机聚合材料。

当前，偏高岭石主要通过高岭石煅烧（400 ℃~900 ℃）而成，内表面羟基和内羟基相互结合成水而脱离，在500℃以下，代表插层复合物的典型峰发生变化，表明发生偏高岭石（Al₂O₃·2SiO₂）的转变：。

偏地开石是由地开石煅烧脱水后制备的。由于地开石比较少见，且脱羟基温度较高，因此，对于偏地开石的相关报道很少。地开石和高岭石具有相同的化学式：Al₄[Si₄O₁₀](OH)₈，晶体片层都是由硅氧四面体和铝氧八面体片通过表面的氢键连接并沿着c轴方向堆垛而成。地开石尽管晶体结构等矿物学特征与高岭石不同，但其同样具有可塑性、高白度和电绝缘性等性能，在很多领域可以作为替代品使用。地开石的脱羟基温度较高，即在较高的温度下才能完成偏地开石的转变，转变后的偏地开石和偏高石的成分、结构相同，理论上可以作为制备无机聚合材料的原料。发明人经研究发现，乙酸盐插层后的地开石，脱羟基温度降低近200 ℃，利用插层煅烧后制备的偏地开石可提高物理化学稳定性、白度、表面积，有效地提升其应用范围，并可广泛用于陶瓷、填料、造纸、橡胶、塑料、石油化工、环境等行业。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种简便、高效、经济的以地开石为原料，添加乙酸铯插层后煅烧制备偏地开石的方法，其原料来源丰富，资源利用率高，工艺流程简单、高效，在提高地开石附加值的同时可降低尾矿库的库容，经济实用且绿色环保。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用乙酸铯插层并煅烧制备偏地开石的方法，其是将来源于福建紫金山铜金矿中的地开石原料经挑选、提纯、破碎、研磨后过100-200目筛，然后将所得地开石和乙酸铯置于球磨机中，采用机械研磨法温和研磨至粘稠状，加适量水搅拌均匀后，在室温下静置24-60h，制得地开石-乙酸铯插层复合物；再将所得地开石-乙酸铯插层复合物置于马弗炉中，在500~800 ℃下煅烧2~5 h，得到偏地开石粉末。

其中，所用地开石与乙酸铯的质量比为1:0.5~3。

所得偏地开石的白度≥90 %，粒径为5-15μm，比表面积为30-50 m²/g，。

本发明的显著优点在于：

（1）本发明使用福建紫金山铜金矿中非金属矿物地开石为原料制备偏地开石，其制备过程无需高温处理，能耗低，且绿色环保；

（2）本发明以福建紫金山铜金矿中的地开石为原料，使用插层后煅烧的方法制备出具有白度高、晶粒细、表面积大的偏地开石，为地开石的高附加值产品开发提供了新的途径，极大地降低了矿区尾矿库的库容，从而实现资源的充分利用和可持续发展；