[发明专利]一种高纯度镁皂石的制备方法

说明书

一种高纯度镁皂石的制备方法，所述方法为：将去离子水、水玻璃、氢氧化钠混合配制成含硅水溶液；将去离子水、镁盐混合配制成含镁水溶液；将去离子水、铝盐、钾盐、氢氧化钠、碳酸氢钠混合配制成含铝水溶液；在搅拌条件下，先将含镁水溶液和含铝水溶液混合，得到混合液，再将含硅水溶液加到所得混合液中，得到晶化液；将所得晶化液加到晶化釜中恒温晶化，之后冷却至室温，离心、水洗、干燥、破碎、过筛，得到镁皂石；本发明通过强电解质溶液的离子强度协同氢氧根离子和碳酸根离子，调节晶化液的碱度和非构晶离子的浓度，协调构晶离子的定向速率和聚集速率，优化皂石晶核形成和晶核长大条件，避免共沉淀和后沉淀，提高晶体的纯度，减少杂质的形成。

(一)技术领域

本发明涉及一种高纯度镁皂石的制备方法。

(二)背景技术

镁皂石是一种蒙皂石类层状硅酸盐矿物，具有2:1型三八面体结构。它的结构单元层是由两层Si-O四面体片夹一层Mg-O(OH)八面体片构成。钠型镁皂石的理想化学式为Na_x[Mg₆(Si_8-xAl_x)]O₂₀(OH)₄(0.2≤x1.6)。镁皂石除了具有粒径小、比表面积大、层间离子可交换等粘土矿物所共有的特性外，还具有高表面酸碱性、高热稳定性和强胶体性能，在化工、纺织、环境、医药等行业应用非常广泛。

镁皂石资源非常稀少，而且天然的皂石中杂质含量高，提纯困难，因此通常采用人工方法合成。镁皂石的合成方法主要有水热合成、微波辅助合成以及非水热合成法。合成原料采用镁盐或氧化镁或氢氧化镁、无机铝盐或异丙醇铝、硅源(硅酸钠、水玻璃、二氧化硅、正硅酸乙酯等)、氟盐或氟化氢等。镁皂石通过这些原料在高浓度的氢氧化钠或氢氧化钠-碳酸氢钠或碳酸钠-碳酸氢钠溶液中晶化获得。在高浓度的氢氧化钠溶液中很难合成比较完美的镁皂石晶体。在含有高浓度的氢氧化钠-碳酸氢钠或碳酸钠-碳酸氢钠溶液中合成的镁皂石容易出现皂石晶体不纯，含有较多的杂质，如碳酸镁、氢氧化镁和氧化镁等，杂质的含量一般高于10％，而这些杂质又很难去除，从而影响它的使用性能。

(三)发明内容

本发明目的在于提供一种高纯度镁皂石的制备方法。通过离子强度、氢氧化钠、碳酸氢钠协同调节氢氧根离子的浓度，协调构晶离子的定向速率和聚集速率，优化皂石晶核形成和晶核长大条件，避免共沉淀和后沉淀，提高晶体的纯度，减少杂质的形成。

本发明的技术方案如下：

一种高纯度镁皂石的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将去离子水、水玻璃、氢氧化钠混合配制成含硅水溶液；

所述水玻璃以所含硅计与去离子水、氢氧化钠的物质的量之比为1：60-83：0.8-2；

(2)将去离子水、镁盐混合配制成含镁水溶液；

所述镁盐以所含镁计与去离子水的物质的量之比为1：17-33；

所述镁盐为氯化镁或硝酸镁；

(3)将去离子水、铝盐、钾盐、氢氧化钠、碳酸氢钠混合配制成含铝水溶液；

所述铝盐以所含铝计与去离子水、氢氧化钠、碳酸氢钠、钾盐以所含钾计的物质的量之比为1：90-1865：1.3-60：5.5-120：1-50；

所述铝盐为氯化铝或硝酸铝；

所述钾盐为氯化钾或硝酸钾；

(4)在搅拌条件下，先将步骤(2)配制的含镁水溶液和步骤(3)配制的含铝水溶液混合，得到混合液，再将步骤(1)配制的含硅水溶液加到所得混合液中，得到晶化液；

所述含镁水溶液所含的镁与含硅水溶液所含的硅、含铝水溶液所含的铝的物质的量之比为1：1.08-1.3：0.03-0.3；