Способ получения водных растворов силикатов

 

Изобретение относится к способу получения жидкого стекла, которое используется в строительстве, в нефтедобывающей промышленности. Задачей изобретения является сокращение времени получения водных растворов силикатов (натриевого, калиевого, калиево-натриевого, натриево-калиевого жидкого стекла) и снижение энергозатрат. Техническая задача решается тем, что в способе получения водных растворов силикатов из силикат-глыбы путем варки массы при 90-100^oC, в котором в процессе варки массу подвергают гидродинамическому кавитационному воздействию и процесс варки ведут 2,0 - 2,5 ч, что позволяет увеличить производительность процесса в 2 раза. 3 табл.

Изобретение относится к способу получения водных растворов силикатов (жидкого стекла), которые находят широкое применение в народном хозяйстве, и может быть использовано, например, в строительстве, в нефтедобывающей промышленности.

Известен способ получения водных растворов силикатов из силикат-глыбы, которую размалывают в шаровой мельнице до размера частиц менее 5 мм, затем подвергают магнитной сепарации. В автоклав периодического действия загружают размолотую силикат-глыбу и в присутствии воды при 200-220^oC и давлении 8 атм разваривают в течение 1,5-2 ч, полученную массу отстаивают, а затем фильтруют [1].

Недостатками известного способа являются: присутствие в массе нерастворимых образований (кристаллических полисиликатов натрия), которые необходимо удалять, и высокие параметры процесса растворения (давление, температура).

Наиболее близким по технической сущности является способ получения водных растворов силикатов из силикат-глыбы. В предварительно нагретую воду в смесителе до 70^oC постепенно при перемешивании загружают размолотую силикат-глыбу, доводят массу до кипения и ведут разварку в течение 5,5-6,0 ч [2].

Недостатком данного способа является длительность процесса разварки.

Задачей изобретения является сокращение времени получения водных растворов силикатов (натриевого, калиевого, калиево-натриевого, натриево-калиевого жидкого стекла).

Техническая задача решается тем, что в способе получения водных растворов силикатов из силикат-глыбы путем варки массы при 90-100^oC, в котором в процессе варки массу подвергают гидродинамическому кавитационному воздействию и процесс варки ведут 2,0-2,5 ч, что позволяет сократить время получения в 2 раза.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.

Пример 1. Натриевую силикат-глыбу размалывают и загружают в количестве 3 т в реактор, снабженный мешалкой, заливают 4700 л воды. Массу нагревают при перемешивании до 100^oC и подвергают ее гидродинамическому кавитационному воздействию.

Гидродинамическое кавитационное воздействие осуществляют путем перекачивания реакционной массы центробежным устройством типа 4АМ225М2У2 с частотой вращения ротора 2940 об/мин. Процесс варки массы ведут 2 ч.

Степень завершенности процесса получения водных растворов силикатов контролируется показателем плотности.

Пример 2 осуществляют аналогично примеру 1, но при варке в течение 2,5 ч при 90^oC.

Зависимость плотности растворов силикатов от времени варки при кавитационном воздействии приведена в табл. 1.

Плотность растворов силиката натрия определяется в соответствии с ГОСТ 13078-81 "Стекло натриевое жидкое".

Промышленное жидкое стекло выпускается в виде растворов высокой плотности: натриевое 1,36 - 1,50 г/см³ калиевое 1,40 - 1,56 г/см³.

Примеры 3, 4 и 5 осуществляют аналогично примеру 1, в качестве исходного сырья используют калиевую, калиево-натриевую, натриево-калиевую силикат-глыбы соответственно при 95^oC, примеры приведены в табл. 2.

Пример 6. В данном примере представлены затраты тепло- и электроэнергии при разварке силикат-глыбы на 1 т готового продукта при стоимости пара 130000 руб./Гкал, электроэнергии 262 руб./кВт·час, см. табл. 3.

Из примера видно, что за счет снижения энергозатрат в 1,98 раза уменьшается себестоимость продукции.

Таким образом, как видно из примеров конкретного выполнения, заявляемый способ позволяет сократить время получения водных растворов силикатов, т.е. увеличить производительность процесса в 2 раза.

Формула изобретения

Способ получения водных растворов силикатов из силикат-глыбы путем варки массы при 90 - 100^oС, отличающийся тем, что в процессе варки массу подвергают гидродинамическому кавитационному воздействию и процесс варки ведут 2 - 2,5 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1