[發明專利]用于合成粘土顆粒的方法

在審

• 申請號: 201410100691.2
• 申請日: 2008-03-14
• 公開（公告）號: CN103896292A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 馬赫什·達哈亞海·帕特爾
• 申請（專利權）人: 莎尤納諾新加坡私人有限公司
• 主分類號: C01B33/40
• 分類號: C01B33/40
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 陳建芳;閻娬斌

本申請是申請日為2008年3月14日、申請人為莎尤納諾新加坡私人有限公司、發明名稱為“用于合成粘土顆粒的方法”的中國專利申請200580015912.5的分案申請。

技術領域

本發明通常涉及一種用于合成粘土顆粒的方法。

背景技術

粘土通常指的是一類可高度變化的天然材料，它們是柔軟的、土質的、呈極細顆粒的，當潮濕時通常是塑性的，且由一種或多種粘土礦物和雜質的混合物組成。諸如鈉、鋰和鉀的堿金屬與諸如鎂、鈣和鋇的堿土金屬經常存在于粘土的分子結構中且對其物理和化學特性產生顯著的影響。

粘土在許多行業中都起到非常重要的作用。粘土的用途取決于它們的物理和化學特性。這些用途中的一些包括制造面磚、煙囪襯壁、下水管、炻器和陶瓷、耐火磚，生產鋁、高嶺土纖維、瓷器，作為波特蘭水泥、合成沸石、墻面磚和地磚、橡膠的組分，作為紙、漆料、黏合劑、密封劑、填充劑、增白劑、填嵌材料、增強劑的填料以及制造替代混凝土制品中的砂礫的輕質骨料。

然而，大量的天然粘土并不容易獲得且通常與雜質混合。從粘土中去除這些雜質會極其困難。因此，期望能夠合成呈基本上純態的且具有類似于或優于天然存在的粘土的期望流變特性的特性的合成粘土顆粒。

用于合成合成的粘土顆粒的已知方法中的一種包括與堿和氟化物離子直接共沉淀且隨后進行熱液處理的步驟，熱液處理包括在大氣壓下，且在一些情況下是在高溫和高壓下，通過回流攪拌進行對流加熱。然而，熱液處理步驟通常需要至少10到20小時的時間段。這是因為進行常規加熱的處理時間受到從表面進入材料主體內的熱流速率的限制，該速率除了由材料的比熱、熱傳導率、密度和粘度確定之外，還由其質量確定。因此，對流加熱存在是慢方法的劣勢。

而且，高壓導致需要諸如壓力容器的專門設備，這增大了與合成粘土顆粒的工業化規模的設備有關的資金成本和操作成本。

對流加熱的另一個劣勢是由于待加熱的顆粒的表面、邊緣和角比材料的內部熱得多而造成的不均勻。

存在提供一種用于合成粘土顆粒的、克服或至少改善了上述劣勢中的一種或多種的方法的需求。

發明內容

根據第一方面，提供了一種用于合成粘土顆粒的方法，該方法包括在各種條件下利用輻射源來加熱金屬鹽與金屬硅酸鹽的反應物溶液混合物以形成所述合成的粘土顆粒的步驟。

有利的是，在一個實施方案中，加熱步驟不采用對流加熱來進行。

有利的是，在一個實施方案中，加熱步驟不采用傳導加熱來進行。

有利的是，在一個實施方案中，加熱步驟是采用微波加熱源來進行的。

有利的是，使用輻射源提供了用于合成粘土顆粒的能量有效的合成方法，這是因為需要較短的時間從溶液混合物共沉淀合成的粘土顆粒。

有利的是，使用輻射源還允許更好地控制待合成的顆粒的粒度和形狀以及組成的均勻性。

根據本發明的第二方面，提供了一種由根據第一方面的方法制造的粘土顆粒。

定義

此處使用的下面的詞匯和術語應該具有標明的意義：

術語“合成的粘土”被廣義地解釋為包括在結構上與層狀粘土和多孔纖維粘土有關的材料，諸如合成的鋰蒙脫石（硅酸鋰鎂鈉（lithium?magnesium?sodium?silicate））。將會理解，在本發明的范圍內，下面各類粘土具有單獨的或組合且以混合層粘土的應用：高嶺石、蛇紋石、葉蠟石、滑石、云母和脆云母、綠泥石、綠土（smectite）和蛭石、坡縷石和海泡石。根據本發明可以片狀形式被采用的其他頁硅酸鹽（粘土礦物）是水鋁英石和伊毛縞石。下面的參考文獻描述了上述類型的粘土的特征：Chemistry?of?Clay?and?Clay?Minerals（粘土和粘土礦物化學），由A.C.D.Newman編輯。Mineralogical?Society?Monograph（礦物學學會專題論文）No.6,1987,第1章，S.W.Bailey；Summary?of?recommendations?of?AIPEA?Nomenclature?Committee（AIPEA命名委員會的推薦概述）,Clay?Minerals15,85-93；以及P.L.Hall的A?handbook?of?Determinative?Methods?in?Mineralogy（礦物學確定法手冊）,1987,第1章。

術語“輻射源”被廣義地解釋為包括能夠加熱水溶液的任何電磁波。

術語“金屬硅酸鹽”被廣義地解釋為包括具有與硅酸鹽陰離子形成鍵的金屬陽離子的任何化合物。