Способ очистки раствора силиката натрия от алюминия

 

СПОСОБ ОЧИСТИ РАСТВОРА СИЛИКАТА НАТРИЯ ОТ АЛ аМИНИЯ, вклкгааищий обработку раствора, химическим реагентом и отделение образующегося осадка , о т л и ч а ю щ и и с я тем, 4TD, с целью сокра1цения расхода реагента при очистке растворов с мольным отношением ,, равным 3-200:1, в качестве химического реагента используют бикарбонат.натрия, обработку ведут до рН 10,7-11,4 при 80-951:.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН . экю С 01 В 33/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (.21) 3637112/23-26 (22) 26.08.83 (46) 30;12.84. Бюл. У 48 (72) В.Д. Будок, E.È. Пономарева, М.Т. Джумагазиев и Н.А. Шоканов (71) Ордена Трудового Красного Знаме.ни институт металлургии и обогаще- . ния АН КазССР (53) 546.,21(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 783226, кл. С 01 В 33/Э2, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

В 605790, кл. С 01 В ЗЗ/32, 1978.,ЯО.„. 1131829. А (54)(57) СПОСОБ ОЧИСТКИ РАСТВОРА СИЛИ-:

КАТА НАТРИЙ ОТ АПИЖИНИИ, включающий обработку раствора. химическим реагентом и отделение образующегося осадка, отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода реагента при очистке растворов с мольным отношением SiO A1 О, равным 3-200:1, в качестве химического реагента используют бикарбонат.натрия, обработку ведут до рН 10,7-11,4 при 80-951.

1131829 1

Изобретение относится к области неорганической химии, к способам очистки силикатных растворов от при" месей. Растворы могут быть использованы для осаждения тонкодисперс- 5 ного диоксида кремния (белой сажи) в стекольном производстве и других областях химической промьппленности.

Известен способ очистки силикатных растворов путем отстаивания, согласно которому для ускорения процесса разделения фаз их нагревают до 90-100 С и последовательно вводят добавки борной кислоты и пербората натрия. При этом происходит быстрое осветление раствора (1j .

Однако данный способ эффективен только для очистки от механических (глинистых) примесей.

Наиболее близким к данному по тех- 2О нической сущности и достигаемому результату является способ очистки растворов силиката натрия от примесей путем обработки раствора свежеосажденным мелом (карбонатом кальция) при 65-75 С в течение 15—

20 мин с последующим отделением осадка центрифугированием (2) .

Недостатком способа является возможность эффективной очистки раст- 30 воров по прототипу только с низким содержанием примесей, например по алюминию 7 10 вес.X. т.е. 14

15 мг/л Аlг О .Чтобы понизить содержание примеси в 4-5 раз необходимо затратить 0,5 кг СаСО на 1 м силикатного раствора. В то же время в промьппленности имеется значительное количество отвальных силикатных растворов,содержащих 0,5-1,5 r/ë Al 0, т.е. 40 в 30-100 раз больше содержания алюминия. Чтобы очистить такие растворы от примеси алюминия, требуется значительный расход реагента. Кроме того, эффективность очистки достига- 45 ется только в случае применения cseжеосажденного реактива, получение которого необходимо организовать на, месте.

Цель изобретения — сокращение расхода реагента при очистке растворов с мольным отношением ЯдОг/А1,0, 3-200: 1.

Поставленная цель достигается 55 способом очистки раствора силиката натрия от алюминия, включающим обработку раствора бикарбонатом натрия до 10,7-11,4 при 80-95 С и отделение образующегося осадка.

Установлено, что при обработке силикатных растворов бикарбонатом натрия до рН 10,7-11,4 наблюдается образование небольшой массы серого осадка.

Исследования показали, что выпадение серого осадка сопровождается резким уменьшением содержания в растворе алюминия и наблюдается в случаях, когда мольиое отношение Si02:

:Al О, в растворе от 3,0 до 200: 1.

ЙК-спектроскопический и химический анализы показали, что осадок представляет собой каркасно-структурную Si-О-Аl монофазу, по составу близкую к натролиту Naÿ0 AlãОз 3810гк

72Н,0. Образование алюмосиликатов натрия типа натролита интенсивно проходит только при наличии в растворе гидроксидов алюминия и кремния в виде золей (гелей). Образование подобных золей и происходит при обработке силикатного раствора бикарбонатом натрия до рН 10,7-11,4.

При рН раствора выше 11,4 осадок не образуется ввиду высокой щелочности среды, а при рН ниже 10,7 начинается лавинообразное выпадение аморфного кремнезема, который захватывает с собой и осадок натролита.

Поэтому получение осадка. натролита с целью очистки раствора силиката натрия от примеси алюминия следует проводить при рН не ниже 10,7.

Очистка от алюминия по предложенному способу возможна для растворов с мольньпк отношением Si0 : Al О

3,0-200: 1. При отношении гидроксидов кремния и алюминия в растворе ниже

3:1 образования соединения натролита не происходит, следовательно, очистка раствора от алюминия становится невозможной. Верхний предел мольного отношения Si02 : A120 лимитируется величиной 200:1. Это то максимальное соотношение Si02:À1,0 в растворах силиката натрия, при котором возможно обрабатывать исходные растворы предлагаемым способом. При превьппении указанного соотношения силикатные растворы становятся вязкими и плохо поддаются обработке.

При температуре ниже 80 С образо.вание натролита не наблюдается, при температуре выше 95 С происходит нежелательная упарка раствора сили3 1131 ката натрия, повышение вязкости раствора и ухудшаются условия его обработки, к тому же реагент (бикар- бонат натрия) при этом. начинает разлагаться.- 5

Очистку раствора силиката натрия, содержащего соду, возможно проводить углекислым газом, поскольку углекислота, реагируя с содой, образует бикарбонат натрия, а последний затем 1и действует по укаэанному принципу.

Пример !. 1 л раствора силиката натрия, содержащий 1,5 г/л

Al 0, обрабатывают при перемешивании и 80 С бикарбонатом натрия в количестве 3,0 r до рН 11,0 при мольном

ovHomeHHH $ 0, к Al,О s растворе 33 °

Раствор выдерживают при указанном рН в течение 15 мин, а затеи фильтРуют ° 20

Содержание оксида алюминия в филътрате 0,09 г/л, снизилось в

16,7 раза.

Расход реагента (бикарбоната натрия) по предлагаемому способу 3,0 г, по прототипу для аналогичной степени очистки 6 1 r CACO . т.е. больше,чем вдвое.

Пример 2. 1 л раствора силиката натрия, содержащий 0,9 г/л

А1 О, обрабатывают при перемешива нии и 95 С бикарбоиатом натрия в ко829 4 личестве 6,5 до рН 10,7 при мольном отношении SiO к Al О в растворе

200:1. Раствор выдерживают при укаэайном рН в течение 15 мин, а затем фипьтруют.

Содержание оксида алюминия в фильтрате 0,08 г/л снизилось в 11,3 раза.

Расход реагента по прототипу для аналогичной степени очистки 12,0 r

СаСО, (по предложенному способу

6,5 r).

Пример 3. 1 л раствора силиката натрия, содержащего 220 г/л и 0,7 г/л Al О,, обрабатывают при пео ремешивании и 90 С углекислым газом концентрацией 10Х СО, до рН !1 4 при мольном отношении SiO к Al О в растворе 100: 1. .Раствор вццерживают при указанном рН в течение 15 мин, затем фильтруют. Содержание оксида алюминия вфнльтрате 0,07 г/л,снизилось в !О раэ.

Расход реагента по прототипу для аналогичной степени очистки 8,3 г

CaCO . Затрат на реагенты по предлсженному способу не быпо, так как используют отходящий углекислый газ парокотельной установки.

Таким образом, данный способ позволяет сократить расход реагента и за счет этого удешевить процесс, не снижая степени очистки от алюминия.

Составитель Т. Чиликииа

Редактор О.Колесникова Техред И.Нинц Корректор А.Ильин

»» °

Заказ 9706/!8 Тираж 463 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб ., д. 4/5

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