Способ получения гранул из аэросила

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛ ИЗ АЭРОСИЛА,.используемых в качестве наполнителя, включающий обработку аэросила в пламени горящего газа, отли.чающийся тем, что, с целью улучшения качества наполнителя за счет сохранения высокой удельной поверхности при снижении пыления продукта, обработке подвергают аэросил, имеющий температуру ниже , а обработку проводят в псевдоожиженном слое 1-2 мин при :1100-1300°С.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) З(д)) С 01 В 33/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛ ИЗ

АЭРОСИЛА, используемых в качестве наполнителя, включающий обработку аэросила в пламени горящего газа, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества наполни- . теля за счет сохранения высокой удельной поверхности при снижении пыления продукта, обработке подвергают аэросил, имеющий температуру ниже 200 С, а обработку проводят в псевдоожиженном слое 1-2 мин при

1100-1300 С. (21) 3496257/23-26 (22) 01 10. 82 (46) 30.03.84. Бюл, ¹ 12 (72) А.А. Чуйко, К,Е. Иахорин)

В.М. Огенко, А.П. Кожан и НЛ1. Хабер (71) Специальное конструкторскотехнологическое бюро с экспериментальным производством Института физической химии им. Л.В. Писаржевского, Институт физической химии им. Л.В. Писаржевского и Институт газа АН УССР (53) 546.28(088.8) (56) 1. Патент США ¹ 3787221, кл. 106-288, 1974.

2. Заявка Японии № 52-1719, кл. 15-131, 1977. ау сгтсс

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 10827

Ъ

Изобретение относится к способам гранулирования высокоднсперсных неорганических порошков, в частности к способам получения непылящего дисперсного кремнезема, применяемого в качестве наполнителя композиций.

Известен способ получения гранул диоксида кремния, включа щий введение в дисперсию диоксида кремния водного раствора поверхностно-активного вещества (триэтаноламиновая соль додецилбензолсульфоновой кислоты, полиэтиленгликоль, диалкилдиметиламмония бромид), перемешивание полученной кашицы до образования 15 гранул и последующую сушку гранул о в неподвижном слое при 212 С в течение 16 ч.

Указанные гранулы быстро и без потерь на распыление вводятся в ка- 20 учук, при перемешивании легко распадаются (1J .

К недостаткам данного способа следует отнести присутствие в гранулах 1-3Х воды и связующего, наличие 25 которого сужает сферу применимости наполнителя и изменяет химическую природу его поверхности.

Наиболее близким к предлагаемой

rrc. технической сущности и достига- Зб емому результату является способ получения гранул диоксида кремния высокой чистоты, включающий гидролиз в пламени кислородной горелки газообразного силана с образованием частиц двуокиси кремния с последующим спеканием горячих частиц в прочные гранулы в потоке горячего газа того же состава, но поступающего через дополнительное сопло (2j

Недостатком известного способа с, является то, что он непригоден для получения наполнителей, так как полученные частицы хотя и не пылят, легко сыпучи и не содержат связующе- 45

ro и влаги, имеют стекловидную структуру и довольно большие разме-ры (0,5-4 мм). Стекловидные частицы не разрушаются при перемешивании, обладают низкой удельной поверхностью."

Цель изобретения — улучшение качества наполнителя за счет сохранения высокой удельной поверхности при снижении пыления продукта.

60 установки, Из бункера 1 исходный аэросил питателем 2 подается в рабочую камеру 3, где осуществляется его гранулирование в кипящем слое 4, через патрубок 5 в рабочую камеру подается смесь воздуха с горячим газом. Пройдя через газораспределительное устройство 6, горячий газ сгорает в объем кипящего слоя, чем обеспечи-. вается необходимая температура процесса. Дымовые газы отводятся через верхнюю часть 7 рабочей камеры, Гранулы аэросила из кипящего слоя самотеком поступают в выгрузочную трубу 8 и затем периодически или непрерывно транспортируются нижним питателем 9 в приемный бункер 10. Время пребывания продукта в псевдокипящем слое регулируется производительностью верхнего и нижнего питателей а также объемом кипящего слоя.

У.

Полученные агрегаты полидисперсны, их диаметр колеблется в пределах

0 5-5 мм. Размер частиц определяет> ся просеиванием сквозь сита. При .. том частицы по размерам распредео ° ляются следующим образом, /: диаметПоставленная цель достигается

55 тем, что согласно способу получения гранул из. аэросила, используемых в качестве наполнителя, включающему обработку аэросила в пламени горящего газа, обработке подвергают аэроо сил с температурой ниже 200 С, а обработку проводят в нсевдоожиженном слое 1-2 мин при 1100-1300 С, 0

Агрегация частиц может проводиться сразу после пирогенного получения частиц S>Og. В этом случае частицы должны быть предварительно охлаждены до 200 С и ниже. Введение более горячего кремнезема в псевдокипящий слой приводит к оплавлению и упрочнению агрегатов.

На чертеже приведена схема установки для агрегации частиц дисперсного кремнезема.

При температуре менее 1100 С не а происходит агрегация частиц, а при о более высоких температурах (1300 С) образующиеся частицы обладают излишней прочностью, не разрушаются при введении в композицию и их удельная поверхность значительно ниже исходной. Изменение длительности пребывания частиц в псевдоожиженном слое ограничено этими факторами, а также снижением производительности

Способ осуществляется следующим образом.

1082760 з ром 5 мм 20-.25; диаметром 4,5-1 мм

50-60; диаметром 0,5 мм 20-25.

Полученный продукт легко сыпуч, при транспортировке и пересыпании не пылит. При легком механическом воздействии (перемешивание мешалкой) распадается с восстановлением исходного вида аэросила.

Прочность гранул определяют в . раммах точечной нагрузки на единич- 10 ную гранулу. Для этого гранулу помещают на дно цилиндра, стенки которого служат направляющими для нагрузки,.и нагружают до разрушения гранулы. 15

Такому же исследованию подвергают гранулы силикагеля, обладающие шарообразной формой, стекловидной структурой и размерами, соответствующими продукту, полученному по про- 2р тотипу. Для сравнения в качестве испытуемых подбирают частицы силикагеля, гранулометрический состав которых соответствует гранулометрическому составу частиц, полученных пред-25 лагаемым способом (0,5-5 мм) ° Проводят измерения удельной поверхности исходных и полученных частиц.

Условия получения и характеристика получаемых гранул аэросила приведены в таблице.

ТемпеКоличество пыли при загрузке, г/см

Прочность гранул на раздавливание, г

31,Р гранул, м2 /г

8М исходного

ТемпеМарка аэросила

Время обработки, мин

Пример ратура обработки, ОС ратура аэросила, ОС продукта, м /г

0,1

2 340 325 5,0-7,5

0,06

10,5-17,0

10, 0-20, 0

180 160

245 203

245 240

1,5

1200

А-175 20+5

А-270 200+5

А-270 100+5

0,04

1300

Агрегации 1,5 не произошло

1050

210-230

0,42

245 120

245 245

1330

20+5

20+5

А-270

А-270

Агрегации 1,5 не произошло

0 5

0,03

A-270

А-175

2,5

20+5 1300

0,02г

1,5

250+5 1200

1 A-380 20+5 1100

Как видно из таблицы, минимальная прочность (5,0-7,5 г) гранул образоО

Э ванных при 1100 С, обеспечивает снижение пыления в 10 раз (при более низких температурах — пример 4— агрегации не происходит). Дальнейшее упрочнение структуры, вызванное повышением температуры обработки, ведет к дальнейшему, но не столь значительному снижению пыления. Ограничением прочности гранул до 20 г является резкое снижение удельной поверхности аэросила при получении более прочных гранул.

Обработка аэросила при 1330 С о (пример 5) приводит к резкому снижению удельной поверхности кремнезема (на 507) и резкому увеличению прочности гранул — до 210-230 r °

Таким образом, применение предлагаемого способа улучшает качество гранулированного кремнезема за счет получения продукта с высокой удельной поверхностью. Кроме того, несмотря на значительно меньшую прочность гранул (5-20 r) продукт, полученный предлагаемым способом, практически не пылит.

245 140 175-190

180 60 180-195

1082760

Время обработки, мин

Вцд исходного продук

Ви гранул, м /г

Количество пыли при загрузке, r/c 3 та, м /г

9 Силикагель

0,02

10 Исходный азросил

А-1 75

1,3

+ Пыление определяют путем соотношения веса осадка на фильтре воздуходувки, установленной на расстоянии 1 м от люка бункера в момент загрузки продукта, к объему прокачанного воздуха.

Составитель В. Назаров

Редактор Ю. Ковач Техред Л.Микеш Корректор А. Тяско

Заказ 1664/21 Тираж 464 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская йаб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ji

Марка ТемпеЙример аэроратура сила обработки, ;Ф

Ос

Температура аэросила, 0С

Ь

Продолжение таблицы

Прочность гранул на раздавливание, г