钾长石矿(KAlSi3O8)作为地壳中储量最丰富的矿产之一,广泛分布于四川、安徽、山东、山西、新疆等地,至今已探明的钾长石矿源达62个,其储量合计约为80亿吨,而钾长石价格低廉,目前市场售价每吨不足100元,如用其作基本原料实现高值化利用,将有良好的经济效益。天然钾长石理论上含有K20约为16.9%,Si02约为64.7%,A12O3约为18.4%。但钾长石的结构十分稳定,如何有效地利用其中所含的钾、硅、铝资源,使钾长石具有可观的社会和经济价值,成为人们研究的热点之一。考虑到钾长石中钾、硅、铝组成与W分子筛组成及物质的量比率Si/Al=1.5～2.4、K/Al=1非常接近,因此探索出一条以钾长石为原料,清洁高效地制备W分子筛的工艺,既能实现将钾长石中的钾、硅、铝资源有效、整体地转化成高附加值的分子筛产品,又可避免传统工艺中钾资源单一提取后制造大量废液、废渣和硅、铝资源的浪费等问题。本研究的目的是以储量丰富、价格低廉的福建沙县钾长石矿为原料,探索出一条清洁、高效地制备纯度高、钾离子交换性能良好的W分子筛的新工艺,实现钾长石矿中的钾、硅、铝资源有效整体地转化,为钾长石的高值化应用提供一条新的途径,对于弥补我国钾资源日益短缺的现状具有十分可观的经济效益和战略意义。首先,本文分别将KOH和K2CO3与钥长石按照一定比例混合,经碱熔焙烧对钾长石进行活化,详细考察了碱的种类、碱与钾长石的质量比、焙烧温度及焙烧时间对钾长石活化的影响。研究结果表明在实验条件下,钾长石的结构均被有效破坏,为矿物中的钾、硅、铝资源有效整体地转化奠定基础。结合活化后钾长石固相法制备W分子筛的表征结果,确定钾长石的最佳活化条件为:K2CO3与钾长石的质量比为1.6,焙烧温度为800℃,焙烧时间为2 h。接着,在上述活化钾长石研究的基础上,开展了将钾长石、K2CO3、Si02和Al(OH)3混合经碱熔焙烧后固相法合成制备W分子筛的研究。详细考察了A12O3/K20、SiO2/K2O、晶化温度和晶化时间对W分子筛合成的影响,结合与模拟海水中钾离子交换能力的测定结果,确定了固相法合成的最佳条件。制备W分子筛的最佳工艺条件为:钾长石、K2CO3、Si02和Al(OH)3按一定比例混合混合后,调整体系物料组成为Al2O3/K2O=0.36,SiO2/K20=1.61,在800℃下焙烧2 h,熟料冷却后球磨0.5 h,球磨后添加碱的量为总碱量的40%,于160℃下晶化 48h。为了进一步提高W分子筛对模拟海水中钾离子的交换量,论文第三章分别采用酸、碱对W分子筛进行简单的刻蚀处理,考察了酸碱浓度、刻蚀时间和温度对W分子筛与模拟海水中钾离子的交换量的影响。研究结果表明在实验条件下,当使用浓度为0.2 mol.L-1的NaOH溶液在温度为70℃下刻蚀4 h时,刻蚀后W分子筛的骨架结构未见破坏,K+交换容量为79.61 mg.g-1分子筛,与原W分子筛相比提高了 36.3%,极大提高了其与模拟海水中K+的交换量。