[發明專利]利用滑石粉制備的二氧化硅、碳酸鎂、氯化鈉及其制備方法

在審

• 申請號: 202211299345.2
• 申請日: 2022-10-24
• 公開（公告）號: CN115536030A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 安衛東;胡名衛;丁芩華;陳慧杰;程飛飛;于陽輝
• 申請（專利權）人: 蘇州中材非金屬礦工業設計研究院有限公司
• 主分類號: C01B33/18
• 分類號: C01B33/18;C01D3/04;C01F5/24;B01J21/08;B01J35/02;B01J35/10;B01J32/00;B01J20/10;B01J20/28;B01J20/30
• 代理公司: 蘇州翔遠專利代理事務所(普通合伙) 32251
• 代理人: 陸金星

本申請公開了一種利用滑石粉制備的二氧化硅、碳酸鎂、氯化鈉及其制備方法。制備方法包括：將滑石粉投入水中分散，加入酸和促進劑，攪拌均勻后置于密閉反應容器中，升溫升壓進行反應；降溫冷卻，進行過濾，獲第一濾液和第一濾餅，對第一濾餅洗滌干燥、打散，制得二氧化硅；將第一濾液收集后，加入碳酸鈉溶液，靜置沉淀，過濾獲第二濾液；檢測第二濾液中的Mg²⁺濃度，將第二濾液加入碳酸鈉溶液中進行反應，反應后過濾，獲第三濾餅和第三濾液，第三濾餅為碳酸鎂；將第三濾液經膜過濾濃縮，濃縮液再經蒸發、干燥，制得氯化鈉。本申請以滑石為原料，可同步產出片狀多孔二氧化硅、碳酸鎂、氯化鈉。

技術領域

本發明涉及無機材料技術領域，具體涉及一種利用滑石粉制備的二氧化硅、碳酸鎂、氯化鈉及其制備方法。

背景技術

滑石是一種重要的陶瓷原料，它用于陶瓷坯料和釉料中，作為化工料引入釉中，起降溫，改善釉面粗糙度的作用。主要含水硅酸鎂[Mg₃（Si₄O₁₀）（OH）₂]（即3MgO·4SiO₂·H₂O），其中MgO 31.7％，SiO₂ 63.5％，H₂O 4.8％。通常一部分MgO為FeO所替換。此外還含氧化鋁(Al₂O₃)等雜質。常含少量鈣、鐵、鋁等元素。晶體屬三斜晶系的層狀結構硅酸鹽礦物。假六方片狀單晶少見，一般為致密塊狀、葉片狀、纖維狀或放射狀集合體。白色或各種淺色，條痕常為白色，脂肪光澤（塊狀）或珍珠光澤（片狀集合體），半透明。摩氏硬度1，比重2.6-2.8。一組極完全解理，薄片具撓性。有滑感，絕熱及絕緣性強。

多孔二氧化硅是一種特殊的多孔材料，具有表面張力低、耐高溫、絕緣性、耐候性等特點，常被用作催化劑載體、有機物吸附等，廣泛應用于石油化工、橡膠、醫藥、環境保護、儲能等領域。與碳系多孔材料相比，二者比表面積接近，但多孔二氧化硅克服了碳系多孔材料受熱易燃的缺點，應用范圍更廣闊。

目前，多孔二氧化硅材料主要包括白炭黑、硅膠、氣凝膠等，其制備工藝為：以石英砂為原料，首先與堿（碳酸鈉）高溫熔融制備出硅酸鈉，該工藝段反應溫度高，能耗大，成本高；然后再加入無機酸，通過化學沉淀法、溶膠凝膠法、水熱法等工藝進一步合成白炭黑、硅膠、SiO₂氣凝膠等多孔二氧化硅產品，該工藝段受反應條件限制，物料濃度較低，產生大量廢水，干燥成本高。

發明內容

針對上述現有技術的缺陷，本發明提供了一種利用滑石粉制備的二氧化硅、碳酸鎂、氯化鈉及其制備方法，通過一步酸浸法來制備片狀多孔二氧化硅，同時分別獲得副產品碳酸鎂和氯化鈉。

本發明技術方案如下：

第一方面，本申請提供了一種利用滑石粉制備二氧化硅的方法，包括：

步驟S1：將滑石粉投入水中分散，加入酸和促進劑，攪拌均勻后置于密閉反應容器中，升溫升壓進行反應；

步驟S2：反應充分后，降溫冷卻，進行過濾，獲得第一濾液和第一濾餅，并用清水對所述第一濾餅洗滌至中性，第一濾餅經干燥、打散，制得二氧化硅產品。

本申請還可選擇地在步驟S2中過濾步驟之后檢測第一濾液中的Mg²⁺的濃度，并根據第一濾液的量可計算出濾液中的Mg含量，與原料中Mg含量的比值即為鎂浸出率。鎂浸出率可以用來判定檢測酸浸溶鎂的效率。一方面，鎂浸出率越高，則滑石結構中鎂溶出越多，多孔二氧化硅（即第一濾餅）產品空隙率越大，比表面積越大，有利于提高多孔二氧化硅產品質量；另一方面，鎂浸出率越高，碳酸鎂產品產率越高，有利于提高綜合效益。

可選地，所述步驟S1中，所述滑石粉的品位＞97%，粒度＜400目。

可選地，所述步驟S1中，所述促進劑為次氯酸鈉、次氯酸、高氯酸、過氧化鈉或過氧化氫；所述的酸為鹽酸，其質量濃度為30%~40%；