Способ получения раствора силиката щелочного металла

 

Изобретение относится к способу получения раствора силикатного щелочного металла и позволяет упростить процесс. Способ осуществляют путем пропускания щелочного раствора с концентрацией 11,2-26,7% NajO со скоростью 3,25-10,8 м/ч через неперемешиваемый слой кварцевого песка, расположенного в трубчатом вертикальном реакторе. Кварцевый песок имеет гра- .нулометрию 0,13-0,85 мм; соотношение диоксида кремния и оксида щелочного металла (1,015-2,5) температура процесса 160-225 С. 1 з.п.ф-лы. СО :о 35 :л

СООЭ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК ае «и

1511 4 С 01 В 33/32

00ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К flATEHTY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ГЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3576496/23-26 (22) 14.04.83 (31) 8206563; 8303078 (32) 16.04.82; 25.02.83 (33) FR (46) 15.05.87; Бюл. Ф 18 (71) Продюн химик Южин Кюльман (FR) (72) Жан Метцжер, Анри Лекул

Филипп Коломб и Жан Войцик (FR) (53) 546.28(088,8) (56) Патент Франции Ф 2462390,. кл, С 01 В 33/32, 1981 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРА СИЛИКАТА Ц1ЕЛОЧНОГО МЕТАЛЛА (57) Изобретение относится к способу получения раствора силикатного щелочного металла и позволяет упростить процесс. Способ осуществляют путем пропускания щелочного раствора с концентрацией 11,2-26,7X Na O со скоростью 3,25-10,8 м/ч через неперемешиваемый слой кварцевого песка, расположенного в трубчатом вертикальном реакторе. Кварцевый песок имеет гра,нулометрию 0,13-0,85 мм; соотношение диоксида кремния и оксида щелочного металла (1,015-2 5):1 температура процесса 160-225 С, 1 з.п,ф-лы, 1311615

Изобретение относится к способам получения растворов силикатного щелочного металла путем взаимодействия кремнезема со щелочным раствором, Целью изобретения является упрощение способа, П,р и м е р I. В теплоизолированную вертикальную трубу из никеля с внутренним диаметром 90 мм и дли" ной 6 м вводят 53 кг кварцевого пес ка со средним гранулометрическим составом 300 мкм. Затем в течение 1 ч

20 мин пропускают водный раствор гидроокиси натрия с содержанием

19,6 вес.Ж Иа О и при расходе 50л/ч, 15 причем скорость пропускания составляет 7,9 м/ч, В трубе поддерживают температуру 225 С ° о

В нижнюю часть реактора вводят раствор силиката натрия, содержащего, T /ë: 194 NazO H 485 810, причем соотношение SiOz/Na О составляет

2,5, Непрореагировавший песок остается в реакторе, куда был загружен свежий песок для последующей реакции.

Пример 2, В теплоиэолированную вертикальную трубу из никеля с внутренним диаметром 90 мм и длиной

2 м подают кварцевый песок со средним гранулометрическим составом

300 мкм с расходом 22 кг/ч, а также нагретый водный раствор гидроокиси натрия, содержащий 11,2 вес.7. Na О из расчета 69 л/ч раствора или

9 кг/ч Аа О. Щелочной раствор пропускают со скоростью 10,8 м/ч через слой песка, расположенный в трубе. о

Трубу поддерживают при 220 С.

Поступавший снизу реактора раст вор силиката содержит, г/л: 125 NazO и 306 SiOz, причем соотношение SiOz/

/Na<0 равно 2,45, 45

Пример 3, В трубу аналогично по примеру 2, непрерывно подают кремнезем с расходом 27 кг/ч и водный раствор гидроокиси натрия, содержащий 17,6 вес,X Na О из расчета

50 г/л раствора, соответствующего

11 кг/ч Na<0. Щелочной раствор пропускают со скоростью 7,9 м/ч через слой песка, расположенньгй в трубе.

Кремнезем является кварцевым песком с гранулометрическим составом 850мкм.

В реакторе поддерживают температуру

218 С. Образующийся снизу реактора о раствор силиката содержиг, г/л: 175

NazO и 429 SiO причем соотношение

SiOz/Nà О составляет 2,45.

Пример 4. Аналогично по примеру 2 непрерывно подают кремнезем с расходом 8,4 кг/ч и водный раствор гидроокиси натрия, содержащий

19,6 вес.Х NazO иэ расчета 33 л/ч раствора или соответственно 8,28 кг/ч

Na<0, Ц1елочной раствор пропускают со скоростЬю 5,2 м/ч через слой песка, образованного в трубе, Кремнезем является кварцевым песком с гранулометрическим составом 300 мкм. В реакторе поддерживают температуру 160 С, Посту- пающий снизу раствор силиката содержит, г/л: 197 Na О и 200 Si0, причем соотношение SiÎz/NazO составляет 1,015.

Пример 5, Аналогично примеру 2 в трубу непрерывно подают кремнезем с расходом 25 кг/ч и водный раствор гидроокиси натрия, содержащей 23,4 вес ° 7 Ча О из расчета 40л/ч раствора или соответственно 17,1 кг/ч

На О. Щелочной раствор пропускают со скоростью 6,3 м/ч через слой песка, образующегося в трубе, кремнезем является кварцевым песком со средним гранулометрическим составом 300 мкм, В реакторе поддерживается температуо ра 190 С, Поступающий снизу раствор силиката содержит 226 г/л NazO u

454 г/л SiOz, соотношение SiOz/NazO составляет 2,0, Пример 6. В вертикальную трубу иэ тонкой стали, снабженную двойной рубашкой с внутренним диаметром 90 мм и длиной 2 м, непрерывно подают кремнезем с расходом 23 кг/ч и раствор, содержащий 14,9 вес.X

NazO и 20 г/л NazCO> из расчета 50л/ч раствора или соответственно 9,6 кг/ч

Na О. Щелочной раствор пропускают со скоростью 7,,9 м/ч через слой песка, образующегося в .трубе, Кремнезем являлся кварцевым песком со средним гранулометрическим составом 300 мкм.

В трубе подцерживают температуру о

218 С ° В реакторе с помощью регулировки поддерживают определенное давление, Образующийся снизу реактора раствор содержит„г/л: Na>0 и 384

SiO< соотношение SiOz/NazО составляет 2,4, Пример 7. В -трубу аналогич- но примеру 2 непрерывно подают кремнезем с расходом 21 кг/ч и водный раствор гидроокиси натрия, содержащий 16,7 вес.X Naz0 из расчета 50л/ч

3 l 3116 раствора или соответственно 10,5 кг/ч

Na 0. Щелочной раствор пропускают со скоростью 7,9 м/ч через слой песка, образующегося в трубе. Кремнезем является кварцевым песком со средним гранулометрическим составом 130 мкм.

В реакторе поддерживают температуру о

190 С, Полученный раствор силиката содержит 165 г/л NazO и 338 г/л SiOz, причем соотношение SiOz/NazO состав- f0 ляет 2.

Пример 8. В трубу по примеру 2 непрерывно подают кремнезем с расходом 31 кг/ч и водный раствор гидроокиси калия, содержащий 15

26,7 вес.Х К 0 из расчета 50.л/ч раствора или соответственно 17,? кг/ч

К О, Щелочной раствор пропускают со скоростью 7,9 м/ч через слой песка, образующегося в трубе. Кремнезем яв- 20 ляется кварцевым песком со средним гранулометрическим составом 300 мкм.

В реакторе поддерживают температуру о

195 С. Полученный раствор силиката содержит, г/л: 264 KzO и 462 SiOz, причем соотношение SiO /К 0 составляет 1,75 °

Пример 9. В верхнюю часть реактора, выполненного в виде верти- 30 кальной цилиндрической трубы из обычной стали, тщательно теплоизолированной от окружающей среды при внутрен" нем диаметре 90 мм и.высоте 6 м подают 13,3 кг/ч кварцевого песка со средним гранулометрическим составом

300 мкм при температуре, равной температуре окружающей. среды, В верхнюю часть этого же реактора,,® сверху песчаного слоя подают 33,6кг/ч концентрированного водного раствора гидроокиси натрия,. содержащей

19,8 вес.Ж NazO или 6,65 кг/ч NazO о

t при температуре, равной 192 С. Щелочной раствор пропускают со скоростью 4,1 м/ч через слой песка, образующегося в трубе. Этот щелочной раствор при 192 С получают путем roо могенного и экзотермического смеши- вания 17,9 кг концентрированного водного раствора гидроокиси натрия, содержащего 37 2 вес.Ж На О и доведенного до 171 С путем косвенного теплообмена с раствором силиката натрия, выходящего из реактора при

188 С с 15,7 кг/ч воды, доведенной о до 171 С с помощью упомянутого теплообмена, Чистый раствор силиката натрия, полученный в пропорции 46,9 кг/ч, содержит 42,6 вес.7 силиката натрия, у которого весовое отношение

SiOz/Na 0 равнялось 2, Пример 10. В той же установке, на том же принципе и при том же качестве песка, что и в примере

9, осуществляют предлагаемый способ при подаче в реактор 25,5 кг/ч песка с температурой окружающей среды и 59,6 кг/ч щелочного раствора, содержащего 21,4 вес.Х NazO или соответственно 12,7 кг/ч Na O, при температуре, равной 213 С. Щелочной раствор пропускают со скоростью

3,25 м/ч через слой песка, образующегося в трубе. о

Полученный раствор при 213 С получают путем гомогенного-и экзотермического смешивания 34,27 кг/ч концентрированного водного раствора гидроокиси натрия, содержащего

37,2 вес.7 На О и доведенного до тем пера уры 192 С с помощью косвенного теплообмена с раствором силиката натрия, выходящим из реактора при

207 С с 25,23 кг/ч воды, доведенной до температуры 192 С путем теплообмена того же типа, что и вышеупомянутый.

Чистый раствор силиката натрия, полученный в количестве 85 кг/ч, содержит 45 вес.Ж силиката натрия, в котором весовое отношение SiO /

/Naz0 равнялось 2, Повышение экономичности процесса получения растворов силиката щелочного металла и его упрощение достигается за счет использования песка грубого по- мола вместо тонкоизмельченного оксида кремния (экономия энергии на дробление и следовательно, капитало" вложений), устранения перемешивания смеси песок — щелочной раствор (экономия вложений и энергии), устранения специализированных фильтрующих устройств (экономия вложений) и непрерывного режима работы без использования дополнительной энергии извне.

Формула изобретения

1. Способ получения раствора силиката щелочного металла с массовым отношением диоксида кремния к оксиду щелочного металла не более 2,5, включающий взаимодействие раствора гидро-; окиси и кюрбоната щелочного металла

1 31161 5

П р и о р и т е т там:

16.04.82 по п,1;

25. 02. 83 по п, 2, по пункСоставитель Г. Леонтьева

Техред Л. Сердюкова Корр ек тор М, Д емчик

Редактор IO. Середа

Заказ 1905/57 Тираж 456 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическоепредприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5, с кварцевым песком фракции 0,13 " . 0,85 мм при 160 — 225ОС и давлении, превышающем давление насыщенного пара жидкой фазы системы при данной температуре, о т л и ч а ю щ и йс я тем; что, с целью упрощения способа,. взаимодействие ведут путем пропускания раствора с концентрацией

11,2 " 26,7 (в пересчете на оксид щелочного металла) со скоростью 3,25- 10

10,8 м/ч через неперемешиваемый слой кварцевого песка, причем оба компонента подают сверху вниз в трубчатый вертикальный реактор при массовом соотношении диоксида кремния к оксиду 15 щелочного металла, равном(1,015 -2,51:1.

2, Способ по п,1, о т л и ч а юшийся тем, что раствор гидроокиси щелочного металла, подаваемый в реактор, получают путем гомогенного и экэотермического смешивания концентрированного раствора гидроокиси щелочного металла и воды, предварительно нагретых путем косвенного теплообмена раствором силиката, щелочного металла, выходящего из реактора.