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锂皂石是一种天然纳米矿物材料，在很多行业有着广泛的用途。它的结构式为:(Na，Li)x{(Mg3-xLix)[Si4O10](F,OH)2}·nH2O，是一种镁硅酸盐三八面体型蒙脱石粘土，属于稀缺矿种，现工业应用上大多依赖人工合成产品。我国盐湖资源丰富，富含镁、锂资源，现阶段我国盐湖开发主要是提取钾盐和钠盐，其结果是品种少，资源的循环利用和综合开发程度低，盐湖卤水在提取钠盐、钾盐后，老卤里面含有大量的镁锂资源，利用这些镁锂资源合成锂皂石，可同时利用镁锂两种资源，从而避开镁锂分离难的难题。
为利用盐湖卤水合成锂皂石，本文模拟了卤水的镁锂成分，研究了150℃水热条件下，LiCl-MgCl2-Na2SiO3-H2O体系的相化学，并对锂皂石的水热合成规律进行了探讨。用X-射线衍射(XRD)和能谱衍射分析(EDS)对产物固相成分进行表征，结果表明产物有锂皂石、硅酸锂、矽镍皂石和氢氧化镁。所得固相产物分布图共分为5个相区，相区Ⅰ为矽镍皂石相区，相区Ⅱ为矽镍皂石和锂皂石的混合相区，相区Ⅲ为锂皂石相区，相区Ⅳ为锂皂石和硅酸锂混合相区，相区Ⅴ为锂皂石、氢氧化镁和矽镍皂石三元混合相区。
为提高锂皂石的物化性能，通过引入Al3+对锂皂石进行了掺杂改性，实验采用水热法合成了系列Al3+掺杂锂皂石样品，以LiCl-MgCl2-Na2SiO3-H2O为主要反应体系，加入NaOH调节反应体系的pH值，通过加入Al2(SO4)3·18H2O而引入Al3+进行掺杂改性，合成了系列锂皂石。对所得产物进行XRD检测，分析了产物的结晶度和成分组成。通过分光光度计和流变仪测定了产物水分散体系的透光性及粘度，结果发现:反应体系pH值的变化可改变锂皂石产品水分散体系的透光率;控制一定的Al3+加入量，可得到水分散体系具有较高粘度的锂皂石产品。
本文讨论了锂皂石及Al3+掺杂锂皂石的形成机理，认为在锂皂石的形成过程中，首先Mg2+与SiO32-形成一种水合硅酸镁，进而在高温下，一部分Li+进入层间置换出Na+;在引入Al3+后，一部分Al3+进入八面体内，占据Mg2+的位置，而由于Al3+带有三个正电荷，八面体内三个Mg2+共带6个单位正电荷，从而使锂皂石的三八面体构型向二八面体过渡，形成了过渡型结构的Al3+掺杂锂皂石产品。