钡离子交换/柱撑法从含钾水云母中提钾
我国目前探明的难溶性钾资源70％赋存于震旦—寒武系与胶磷矿伴生的含钾页岩中，其载钾矿物为水云母(W(K20)达8%-11%）。从胶磷矿伴生含钾页岩中脱钾，技术关键就是要从其载钾矿物水云母中脱钾。对于非膨胀性的云母族矿物，由于层间离子（一般为钾离子）和带负电性的硅氧四面体层之间以强大的离子键力相连接，使得离子交换过程难以直接进行。从难溶性含钾矿物中提钾，一般采用以下两种途径：1)破坏云母晶体结构途径。2)不破坏云母晶体结构途径，其提钾过程一般首先要采取一定方法减弱层间阳离子和硅氧层的静电力。在不破坏云母晶体结构前提下，本课题组研究发现：采用钡离子交换法，在酸性水热反应体系下，含钾水云母层中的钾离子能被钡离子完全置换出晶格，此时含钾水云母转变成钡云母。在钡／钾离子交换过程同时还发现，加入柱撑剂（十八烷基三甲基氯化铵）可使提取钾离子的反应时间缩短一半左右。因此，笔者提出钡离子交换／柱撑法，从含钾水云母中提取钾离子的新方法，该方法是利用二价Ba2+置换一价K+过程中产生的“空位效应”，使得柱撑剂容易进入到云母层问，撑开云母晶层．达到“空位效应”，从而加快反应速率，缩短反应时间。研究结果表明：钡离子交换／柱撑法从含钾水云母中提取可溶性钾离子，加快钡／钾离子交换过程，能在15h内最大提取出98%左右的钾离子，而不破坏云母的层状结构。
钾 钡离子交换法 柱撑法 水云母
孟鹏 黄志良 李紫谦 危钰
武汉工程大学材料科学与工程学院,武汉430074
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2015-12-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）