本發明屬于礦產資源加工及硅鋁酸鹽化合物制備工藝技術領域，具體涉及鉀長石的利用和W分子篩的制備。

背景技術：

W分子篩屬四方晶系，是一種具有八元環主孔道結構的硅鋁酸鹽沸石。可應用于石油烴類的提純，以除去H₂S或者用于富集氧氣，以分離氮氣。另一方面，由于W分子篩鉀含量高，對鉀離子有較好的選擇性，除可用作緩釋鉀肥外，在海水提鉀方面也有一定的應用。同時，在催化裂化催化劑中添加W分子篩能提高其活性和穩定性，提高汽油的辛烷值。此外，由于W分子篩有輕微的酸性，在甲醇催化脫水生成二甲醚的反應過程中具有100%的選擇性和較高的穩定性，而被用作甲醇脫水生成二甲醚的催化劑。

鉀長石礦是一種非水溶性鉀資源，我國鉀長石礦廣泛分布于23個省區，已探明儲量達上百億噸。鉀長石（KAlSi₃O₈）理論上含K₂O 16.9 %，SiO₂ 64.7 %，Al₂O₃ 18.4 %，與 W 分子篩組成（ Si/Al = 1.5-2.4， K/Al = 1）非常接近，若能由鉀長石直接制備W分子篩，既可得到高附加值的分子篩產品，又可避免傳統工藝在提取鉀資源后制造大量含硅鋁的廢液和廢渣，進而有助于實現資源的全面節約和高效利用。

W分子篩的傳統制備方法為水熱晶化法，其反應混合物為液態，由于液相混合物反應時存在熱力學極限，原料不能全部轉化，因此產率較低。傳統工藝中，將分子篩母液循環利用，不僅工藝復雜，且難以保證產品質量，在合成過程中產生的大量污水也將造成環境污染。

為了更高效的利用鉀長石資源，本發明公開了一種由鉀長石制備W分子篩的新方法，將鉀長石、K₂CO₃、Al(OH)₃和SiO₂混合均勻后于一定溫度下焙燒一段時間，冷卻后取出，研磨后加入極少量的H₂O，在一定溫度下晶化一段時間，合成W分子篩。此方法能直接利用鉀長石，具有原料利用率高、產品收率高、工藝簡單、易放大、無廢液廢渣產生的特點，具有良好的潛在經濟效益。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種利用鉀長石中所含的鉀、硅、鋁源并以固相轉化法制備W分子篩的方法，實現鉀長石資源的高效利用，提高W分子篩的產品收率。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明所述的一種固相法由鉀長石制備W分子篩的方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）將鉀長石礦粉與K₂CO₃、Al(OH)₃和SiO₂按配比混合均勻后，放入瓷坩堝中，一定溫度下焙燒一段時間；待冷卻后將反應后的熟料取出磨細；

（2）往步驟（1）中所得的熟料加入一定量的水攪拌均勻呈膏體狀態后，置于反應釜內，然后在反應釜底部加入一定量的水，在一定溫度下晶化一段時間，將產物洗滌、干燥即得到W分子篩。

所述鉀長石：K₂CO₃：Al(OH)₃：SiO₂的質量配比為10：（10~20）：（5~10）：（8~14）。

攪拌時加入的水量與鉀長石的質量配比為（2~6）:1。

攪拌時加入的水的質量與反應釜底部所加水的質量之比為（2~6）:1。

步驟（1）焙燒溫度控制在600~1000℃。

步驟（1）焙燒時間為0.5~5 h。

步驟（2）的晶化過程的溫度控制在130~180℃。

步驟（2）的晶化時間為18~72 h。

本發明的有益效果體現在：

1.以廉價易得的鉀長石為原料，原料成本低，同時有效利用了鉀長石中的鉀、硅和鋁資源。

2.將鉀長石礦粉與K₂CO₃、Al(OH)₃和SiO₂按配比混合均勻后焙燒，焙燒產物不會出現粘結現象，易取出，易研磨，后續操作方便。

3.在固相轉化法制備W分子篩過程中所用的硅源和鋁源百分之百轉化為W分子篩，原料利用率高，產品收率高，避免了資源的浪費。

4.整個過程中堿和水的用量與水熱晶化法相比大幅度減小，有利于節約成本，減少三廢排放。

5.與水熱晶化法相比，本方法制備W分子篩的重復性好，易放大，工藝更簡單。

附圖說明

圖1為實例1~8的W分子篩的XRD對照譜圖。

具體實施方式

實例1

稱取1.0 g 鉀長石、1.6 g K₂CO₃、0.66 gAl(OH)₃和1.12g SiO₂，混合均勻后，置于瓷坩堝內，于800℃下焙燒2h，反應結束后，待冷卻至室溫，取出焙燒物，磨細，加入4.0g H₂O攪拌均勻呈膏體狀態后，置于加入1.0g水的反應釜內，然后在160℃下晶化48h。將產物洗滌、干燥，即得到W分子篩。

實例2

稱取1.0 g 鉀長石、1.8 g K₂CO₃、0.66 gAl(OH)₃和1.12g SiO₂，混合均勻后，置于瓷坩堝內，于800℃下焙燒2h，反應結束后，待冷卻至室溫，取出焙燒物，磨細，加入4.0g H₂O攪拌均勻呈膏體狀態后，置于加入1.0g水的反應釜內，然后在160℃下晶化48h。將產物洗滌、干燥，即得到W分子篩。

實例3

稱取1.0 g 鉀長石、1.6 g K₂CO₃、0.66 gAl(OH)₃和0.92g SiO₂，混合均勻后，置于瓷坩堝內，于800℃下焙燒2h，反應結束后，待冷卻至室溫，取出焙燒物，磨細，加入4.0g H₂O攪拌均勻呈膏體狀態后，置于加入1.0g水的反應釜內，然后在160℃下晶化48h。將產物洗滌、干燥，即得到W分子篩。

實例4

稱取1.0 g 鉀長石、1.6 g K₂CO₃、0.66 gAl(OH)₃和1.12g SiO₂，混合均勻后，置于瓷坩堝內，于800℃下焙燒2h，反應結束后，待冷卻至室溫，取出焙燒物，磨細，加入4.0g H₂O攪拌均勻呈膏體狀態后，置于加入1.0g水的反應釜內，然后在160℃下晶化36h。將產物洗滌、干燥，即得到W分子篩。

實例5

稱取1.0 g 鉀長石、1.6 g K₂CO₃、0.66 gAl(OH)₃和1.12g SiO₂，混合均勻后，置于瓷坩堝內，于800℃下焙燒2h，反應結束后，待冷卻至室溫，取出焙燒物，磨細，加入4.0g H₂O攪拌均勻呈膏體狀態后，置于加入1.0g水的反應釜內，然后在150℃下晶化48h。將產物洗滌、干燥，即得到W分子篩。

實例6

稱取1.0 g 鉀長石、1.6 g K₂CO₃、0.66 gAl(OH)₃和1.12g SiO₂，混合均勻后，置于瓷坩堝內，于900℃下焙燒2h，反應結束后，待冷卻至室溫，取出焙燒物，磨細，加入4.0g H₂O攪拌均勻呈膏體狀態后，置于加入1.0g水的反應釜內，然后在160℃下晶化48h。將產物洗滌、干燥，即得到W分子篩。

實例7

稱取1.0 g 鉀長石、1.6 g K₂CO₃、0.66 gAl(OH)₃和1.12g SiO₂，混合均勻后，置于瓷坩堝內，于800℃下焙燒3h，反應結束后，待冷卻至室溫，取出焙燒物，磨細，加入4.0g H₂O攪拌均勻呈膏體狀態后，置于加入1.0g水的反應釜內，然后在160℃下晶化48h。將產物洗滌、干燥，即得到W分子篩。

實例8

稱取1.0 g 鉀長石、1.6 g K₂CO₃、0.76 gAl(OH)₃和1.12g SiO₂，混合均勻后，置于瓷坩堝內，于800℃下焙燒2h，反應結束后，待冷卻至室溫，取出焙燒物，磨細，加入4.0g H₂O攪拌均勻呈膏體狀態后，置于加入1.0g水的反應釜內，然后在160℃下晶化48h。將產物洗滌、干燥，即得到W分子篩。

上述的具體實施方式是對本發明申請的進一步詳細說明，但本發明權利要求保護的范圍并不局限于實施方式中所描述的范圍，凡采用同效變形等的技術方案，均落在本發明權利要求的保護范圍。