[发明专利]一种天然水菱镁制备镁铝水滑石的方法

说明书

本发明公开了一种天然水菱镁制备镁铝水滑石的方法，包括以下步骤：S1、取用天然水菱镁粉末、铝源，将它们加入转化剂溶液中形成混合浆料，S2、将混合浆料进行搅拌后加热反应得到反应产物；S3、将反应产物冷却后进行抽滤、洗涤、干燥，得到的滤渣即为镁铝水滑石。本发明操作过程简单，反应条件温和，选用的原料天然储量丰富，最终产物纯度高、副产物少。

技术领域

本发明涉及镁铝水滑石制备方法领域，具体是一种天然水菱镁制备镁铝水滑石的方法。

背景技术

镁铝水滑石（简称MgAl-LDH）是近年来发展迅速的一类阴离子性化合物，分子式可表示为4Mg₂Al(OH)₁₂CO₃·4H₂O。由于其独特的层状结构和较强的阴离子交换能力，使得镁铝水滑石在聚合物、催化、阻燃、医疗及造纸等领域具有巨大的应用潜力。

镁铝水滑石的制备方法主要有共沉淀法、水热合成法、溶胶-凝胶法、离子交换法、焙烧热还原法等，但现如今的制备方法均存在不足。共沉淀法多采用可溶性铝盐和镁盐做为铝源和镁源，在生产过程中，会产生低价值的钠盐，生产成本高，且合成的水滑石产物粒径难以控制、分散性差；溶胶-凝胶法需采用金属烷氧基化合物为原料，价格昂贵，水解过程难以控制；离子交换法生产过程比较复杂，经济效益不高；焙烧热还原法需要高温煅烧设备，设备投资大，而且煅烧后仍需要水化，在最终产物中会有一定量的尖晶石杂质，产品质量不高。采用水热合成法以天然水菱镁为原料制备镁铝水滑石的研究还鲜少报道。

天然水菱镁化学式为 4MgCO₃·Mg(OH)₂·4H₂O，是一种质地洁白、杂质含量较低的碳酸盐矿物。水菱镁具有以下优点：（1）储量丰富，在我国青藏高原盐湖地区有多处矿床；（2）含镁量高，目前探明的含镁非金属矿中，水菱镁的含镁量居第四位。因此，水菱镁是制备镁质材料的天然优质矿物资源，具有很好的开发利用前景，被广泛应用于建材、医药、耐火材料等领域。

申请号为201110385334.1的中国专利：用菱镁矿制备的Mg-Al水滑石润滑-减摩材料及方法中，公开了一种以天然菱镁矿、硝酸铝、硝酸和氢氧化钠为原料制备水滑石的方法，该方法用硝酸溶解菱镁矿得到硝酸镁，硝酸镁和硝酸铝溶液再与氢氧化钠反应生成镁铝水滑石，但该方法中天然菱镁矿无法直接参于反应、且需要消耗大量的硝酸并产生大量的废液。

申请号为201611262309.3的中国专利：一种镁铝水滑石及制备镁铝水滑石的方法中，公开了一种采用氧化镁、氢氧化铝、二氧化碳以及催化剂催化制备水滑石，但是该方法制备出的镁铝水滑石纯度不高，副产物较多。

申请号为201110027316.6的中国专利：一种制备镁铝水滑石的方法中，公开了通过氢氧化铝凝胶、氢氧化镁、碳酸氢镁溶液等制备镁铝水滑石的方法，在其制备的过程中需要用氨水不断滴加镁盐才能得到氢氧化镁，从而导致原料较难获取。

发明内容

本发明的目的是提供一种天然水菱镁制备镁铝水滑石的方法，以解决现有技术镁铝水滑石制备方法存在的操作过程复杂、原料不易获取、副产物多、最终产品纯度低的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种天然水菱镁制备镁铝水滑石的方法，包括以下步骤：

S1、取用天然水菱镁粉末、铝源，将天然水菱镁粉末、铝源加入转化剂溶液中形成混合浆料，其中：

所述转化剂溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的任意一种或任意比例混合的两种；

天然水菱镁粉末和铝源的物质的量之比为1:1~1:3；

所得的混合浆料的固含量为5%~12%，最优值为8%。

S2、将步骤S1得到的混合浆料进行搅拌，搅拌后加热反应得到反应产物；

S3、将步骤S2的反应产物冷却至室温，然后进行抽滤、洗涤、干燥后，得到的滤渣即为镁铝水滑石。