[发明专利]一种保护天然矿石介孔结构的煅烧方法

说明书

本发明提供了一种保护天然矿石介孔结构的煅烧方法，属于天然矿石煅烧技术领域。本发明的煅烧方法包括以下步骤：(1)将天然矿石、水和炭黑进行混合，得到炭‑石混合浆料；所述天然矿石为具有介孔结构的氧化硅天然矿石；(2)将所述炭‑石混合浆料与强酸溶液混合后进行反应，得到混合料液；(3)将所述混合料液进行过滤，得到滤饼；(4)将所述滤饼依次进行第一煅烧和第二煅烧；所述第一煅烧的温度为650～850℃，所述第一煅烧在保护氛围下进行；所述第二煅烧的温度为200～350℃，所述第二煅烧在氧气氛围下进行。采用本发明的煅烧方法在提高氧化硅产品纯度和白度的同时，可以防止氧化硅的介孔孔道坍塌。

技术领域

本发明涉及天然矿石煅烧技术领域，尤其涉及一种保护天然矿石介孔结构的煅烧方法。

背景技术

氧化硅材料具有很高的热稳定性，可以承受较高的温度，通过沉淀法制备的氧化硅具有无规介孔结构，这种结构可以增加氧化硅的比表面积，在橡胶配方中，可以更好的与橡胶分子链相互作用，提高橡胶强度，同时增加与硅烷反应的化学活性点，进一步补强橡胶。通过精细合成制备的介孔氧化硅，颗粒良好，分布均匀，具有极高的比表面积和墙厚，同时还具有在纳米范围内规则排列并且可调节的孔道结构，在精细化工、石油、天然气等领域有着广泛的应用前景。

具有介孔结构的氧化硅天然矿石，以其丰富的储量、低廉的价格和相似的性质而成为理想的合成氧化硅的替代品。由于天然矿石的纯度和颜色无法达到合成氧化硅的程度，通常在使用之前，需要进行煅烧处理，但是在回转炉中煅烧，会明显造成氧化硅孔道塌缩，一般表现为同等粒径下的氧化硅，煅烧后，比表面积明显下降，对使用性能造成较明显的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种保护天然矿石介孔结构的煅烧方法，采用本发明的煅烧方法在提高氧化硅产品纯度和白度的同时，可以防止氧化硅的介孔孔道坍塌。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种保护天然矿石介孔结构的煅烧方法，包括以下步骤：

(1)将天然矿石、水和炭黑进行混合，得到炭-石混合浆料；所述天然矿石为具有介孔结构的氧化硅天然矿石；

(2)将所述炭-石混合浆料与强酸溶液混合后进行反应，得到混合料液；

(3)将所述混合料液进行过滤，得到滤饼；

(4)将所述滤饼依次进行第一煅烧和第二煅烧；所述第一煅烧的温度为650～850℃，所述第一煅烧在保护氛围下进行；所述第二煅烧的温度为200～350℃，所述第二煅烧在氧气氛围下进行。

优选的，步骤(1)中所述具有介孔结构的氧化硅天然矿石包括硅藻页岩或蛋白石页岩。

优选的，步骤(1)中所述天然矿石的质量为天然矿石与水的总质量的10～25％。

优选的，步骤(1)中所述炭黑的质量为天然矿石质量的0.5～2％。

优选的，步骤(1)中所述混合的过程包括：将天然矿石浸泡于水中，进行粉碎搅拌，然后加入炭黑并将所得混合物进行球磨，得到炭-石混合浆料。

优选的，步骤(2)中所述强酸溶液包括盐酸或硫酸，所述强酸溶液的质量浓度为10～40％；所述强酸溶液与天然矿石的液固比为(2～5)mL：10g。

优选的，步骤(2)中所述反应的温度为80～100℃，时间为1～4h。

优选的，步骤(4)中所述第一煅烧的时间为1～3h。

优选的，步骤(4)中所述第二煅烧的时间为0.5～3h。

优选的，步骤(4)中为所述第一煅烧提供保护氛围的气体包括氮气或惰性气体。