[发明专利]一种利用红色混合黏土矿物合成白色钾云母的方法有效

专利信息
申请号: 202011205621.5 申请日: 2020-11-02
公开(公告)号: CN112320812B 公开(公告)日: 2022-07-12
发明(设计)人: 王文波;赵文廷;何庆东;刘翔宇;王雪 申请(专利权)人: 内蒙古大学
主分类号: C01B33/42 分类号: C01B33/42
代理公司: 深圳中细软知识产权代理有限公司 44528 代理人: 王志强
地址: 010021 内蒙古自*** 国省代码: 内蒙古;15
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摘要:
搜索关键词: 一种 利用 红色 混合 黏土 矿物 合成 白色 云母 方法
【说明书】:

本申请提供一种利用红色混合黏土矿物合成白色钾云母的方法,属于非金属矿深加工和纳米材料合成技术领域。该方法利用简单的一步水热反应将红色混合黏土转变为白色钾云母,既实现了红色矿物结构转白,又实现了矿物结构转变。产品批次稳定性好、粒度均匀,制备工艺简单,可潜在用于润滑材料、高分子材料填料、涂料、锂离子电池隔膜涂层、催化剂载体、杂化颜料、抗菌材料基体以及重金属、染料、抗生素吸附剂等多个方面,有利于拓展红色混合黏土矿物的应用领域,也有助于实现地方特色优势资源的高值化利用。

技术领域

本发明涉及一种利用红色混合黏土矿物合成白色钾云母的方法,属于非金属矿深加工和纳米材料合成技术领域。

背景技术

黏土矿物是大自然天然形成的一类特殊的非金属矿物,不仅具有独特的晶体结构和优异的胶体、吸附、载体、补强性能,而且还拥有源于自然、储量丰富、环境友好等人工合成材料无法比拟的优势。因此,作为不可或缺的重要基础材料,黏土矿物在农业、化工、环保、建材、生命与健康、新材料等国民经济诸多领域中发挥着极为重要的作用。

黏土矿物是我国的优势、特色矿产资源,远景储量极为丰富,但其中较大部分是典型的湖相或海相沉积型矿物,在成矿过程中会发生Fe(III)的类质同晶取代现象,同时形成多种伴生矿物,因而矿物的组成复杂,多呈现砖红色。其中,最具代表性的是我国内蒙古自治区和甘肃省境内储量巨大的红色黏土矿物,其远景储量达到30亿吨之多,所蕴藏的潜在应用价值不可限量。矿物组成分析结果表明,这类红色黏土是由凹凸棒石、伊利石、绿泥石、伊蒙混层黏土等黏土矿物和方解石、白云石、赤铁矿、石英等共生或伴生矿物组成。由于此类黏土矿物的组成复杂、颜色较深、性能较差,利用现有技术方法很难开发出附加值较高的产品,导致资源的利用率和产品的市场竞争力较低,制约了我国优势矿物资源的高效、高值开发和利用。

在相关技术中,常用提纯的方法来提高黏土中凹凸棒石含量的方法来改善其使用性能。中国专利CN102874826A公开了一种凹凸棒石黏土的提纯方法,具体是将凹凸棒石黏土分散在水中制浆,加入活化剂活化,加入酸除杂,陈化,重力沉降,多次离心分离,最后得到提纯凹凸棒石。中国专利CN103738975A公开了一种凹凸棒石黏土的提纯方法,采用制浆-加活化剂-陈化-沉降-分离等步骤来提高凹凸棒石的纯度。尽管提纯处理在一定程度上可以降低杂矿含量,提高凹凸棒石的纯度,改善使用性能。但由于红色混合黏土矿中矿物组成复杂,主要成分的含量不高,所以提纯工艺复杂、成本高、耗水耗能,提纯使用化学分散剂还会引起环境污染。此外,对于红色黏土矿物,即便经过提纯可以适度提高纯度,但却仍然无法消除矿物的红色。因此,利用常规提纯和改性方法很难显著提升混合黏土矿物的使用性能。

由于黏土矿物组分都是由硅氧四面体和金属氧八面体组成,所以在特定的反应条件下会发生晶体结构重组,从而转变成其他通过晶型重组转变成其它类型矿物或材料。中国专利CN103708483A公开了一种凹凸棒石原位晶型转变制备凹-蒙石的方法,利用凹凸棒石结构重组成新型矿物结构的方法显著提升了吸附性能;中国专利CN104445240A公开了一种凹凸棒石原位制备有机化混维纳米材料的方法,通过凹凸棒石晶型转变制备了性能优异的吸附材料。中国专利CN106315605B公开了一种利用低品位凹凸棒石黏土在强碱性反应条件下制备托贝莫来石的方法。中国专利CN105664843B公开了一种利用凹凸棒石黏土制备微纳介孔吸附微球的方法,通过引入硅酸镁提高了凹凸棒石的吸附性能,但得到的产物仍然为红色。这些研究和发明结果表明,通过控制反应条件将混合黏土矿物进行结构转变是其有效利用的新途径。

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