[發明專利]一種從光鹵石出發制備鈦酸鉀鎂的方法

有效

• 申請號: 200810023312.9
• 申請日: 2008-04-08
• 公開（公告）號: CN101254945A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 陸小華;王昌松;趙利順;姚文俊;劉暢;馮新
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C01G23/00
• 分類號: C01G23/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司
• 代理人: 徐冬濤

技術領域

本發明屬于無機材料領域，具體涉及一種從光鹵石出發制備鈦酸鉀鎂，特別是鈦酸鉀鎂片晶或晶須的方法。

背景技術

鈦酸鉀鎂，以片狀K_0.8Mg_0.4Ti_1.6O₄為代表，是一種新型的高性能無機材料，可以作為摩擦材料、增強材料、離子交換材料等使用，因此越來越受到人們所關注。日本專利特開平5-221795曾描述過層狀鈦酸鉀鎂(K_0.8Mg_0.4Ti_1.6O₄)片晶的制備方法，日本專利公報2000-230618描述過將其作為摩擦材料的摩擦控制劑，所制備的摩擦材料在低溫至高溫都具有穩定的摩擦和磨損性能；同時鈦酸鉀鎂(K_0.8Mg_0.4Ti_1.6O₄)的層狀結構又賦予它具有良好的離子交換性能，常常用作制備其它材料的前驅體，如專利US6677041提到了以K_0.8Mg_0.4Ti_1.6O₄為反應原料，通過離子交換和二次燒結制備出片狀的四鈦、六鈦、八鈦酸鉀片晶；專利CN1543437采用K_0.8Mg_0.4Ti_1.6O₄為反應原料，成功制備出了片狀的TiO₂；專利ZL01813460.2用K_0.8Mg_0.4Ti_1.6O₄為反應原料，通過離子交換后的二次燒結制備出了具有纖鐵礦結構的鈦酸鉀鎂片晶。

現有鈦酸鉀鎂片晶的制備方法，往往需要加入如NaCl、KCl、Na₂MoO₄、K₂WO₄等助熔劑，以降低反應溫度，提高產品質量；此外還需加入一定量的含鎂化合物，如MgCl₂、MgCO₃、Mg(NO₃)₂、MgF₂等，甚至單質鎂粉等純物質來提供鎂源。正是由于制備成本偏高，使得鈦酸鉀鎂的價格昂貴，從而限制了鈦酸鉀鎂的應用。

光鹵石是自然界中含鎂、鉀鹽湖蒸發作用形成的最后產物，其分子式為KMgCl₃·6H₂O，CA登記號為1318-27-0。其價格低廉，往往作為含鉀化合物、含鎂化合物以及單質鎂的生產原料。如果以光鹵石替代上述的助熔劑和鎂源，直接作為鈦酸鉀鎂生產原料使用，必然使得原料的成本降低，同時也縮短了鈦酸鉀鎂的制備工藝。但目前以光鹵石作為原料或助熔劑來制備鈦酸鉀鎂片晶或晶須的方法尚未見報道。

發明內容

本發明的目的是針對現有鈦酸鉀鎂制備方法中的缺點，提供一種鈦酸鉀鎂片晶或晶須的低成本、高質量的制備方法。

本發明的目的可以通過以下措施達到：

一種從光鹵石出發制備鈦酸鉀鎂的方法，包括如下步驟：

(1)以光鹵石、含鈦化合物和含鉀化合物為原料，混合均勻；

其中光鹵石、含鈦化合物和含鉀化合物分別以KMgCl₃、TiO₂、K₂O計(即折合成KMgCl₃、TiO₂、K₂O)，其摩爾比為：KMgCl₃∶TiO₂∶K₂O＝1∶(3.5～4.5)∶(1.0～2.5)。

(2)將混合物在800～1100℃下燒結30分鐘～12小時。

(3)將燒結產物粉碎、水洗、過濾后，再進行熱處理，得到鈦酸鉀鎂。