Способ получения кремнеземного сорбента

Изобретение относится к области химии и может быть использовано для получения кремнеземного сорбента. Получают 30%-ный раствор силиката натрия с модулем 2,8-3,7 в деминерализованной воде при комнатной температуре, дополнительно получают водный раствор серной кислоты при комнатной температуре путем добавления серной кислоты с плотностью 1,835 г/см³ в деминерализованную воду, получают горячий раствор силиката натрия в деминерализованной воде путем предварительного залива в реактор деминерализованной воды с перемешиванием и подогревом до 80-100°С и добавлением в нее предварительно приготовленного 30%-ного раствора силиката натрия с модулем 2,8-3,7 с поддержанием той же температуры, далее осуществляют одновременную подачу в реактор с горячим раствором силиката натрия в деминерализованной воде растворов силиката натрия в деминерализованной воде при комнатной температуре и раствора серной кислоты при комнатной температуре, добавляют серную кислоту для доведения рН до значения 4,5, затем производят фильтрацию, сушку, измельчение и классификацию. Изобретение обеспечивает получение сорбента мелкозернистой структуры с однородным размером частиц.

 

Настоящее изобретение относится к технологическим процессам в области химии и может быть использовано для получения кремнеземного сорбента.

Предложенный способ основан на осуществлении реакции обмена между водным раствором силиката натрия и сильной минеральной кислоты (серной, соляной).

Известен способ получения сорбентов на основе высокодисперсного кремнезема-аэросила путем его обработки D,L-гистидином в присутствии формальдегида [SU 1030312, A1, С01В 33/12, 23.07.83].

Недостатком этого способа является относительно узкая область применения, поскольку он используется для получения сорбентов без полифункциональных свойств, которыми обладает, например, кремнеземный сорбент.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ получения сорбента, включающий модифицирование кремнесодержащего сырья - аэросила высокомолекулярным соединением, причем модифицированию подвергают аэросил с удельной поверхностью 200-380 м²/г путем его обработки 1-5% мас. раствором казеина в гидроксиде натрия с последующим созреванием гидрогеля и его превращением в ксерогель при перемешивании в течение 0,5-1,5 ч при 100-130°C, при этом для обработки используют 1-5%-ный раствор казеина в 5-15%-ном растворе гидроксида натрия, созревание гидрогеля осуществляют в течение 18-24 ч при 20°C и используют казеин, полученный фракционированием молока в присутствии 1-2%-ного раствора метилцеллюлозы [RU 2257951, Cl, B01J 20/24, B01J 20/10, B01J 20/30, 10.08.2005].

Недостатком способа является относительно большая длительность получения сорбента, вызванная, в частности, необходимостью осуществления операции созревания гидрогеля в течение 18-24 ч.

Требуемый технический результат заключается в сокращении времени получения сорбента.

Требуемый технический результат достигается тем, что по способу, включающему модифицирование кремнесодержащего сырья, кремнесодержащее сырье получают в сборнике в виде 30%-ного раствора силиката натрия с модулем 2,8-3,7 в деминерализованной воде при комнатной температуре, дополнительно получают водный раствор аккумуляторной кислоты при комнатной температуре путем добавления аккумуляторной кислоты с плотностью 1,835 г/см³ в деминерализованную воду, получают горячий раствора силиката натрия в деминерализованной воде путем предварительного залива в реактор деминерализованной воды с перемешиванием и подогревом до 80-100°C и добавлением в нее 30%-ного раствора силиката натрия с модулем 2,8-3,7 с поддержанием той же температуры, осуществляют одновременную подачу в реактор с горячим раствором силиката натрия в деминерализованной воде растворов из сборника с раствором силиката натрия в деминерализованной воде при комнатной температуре и из сборника с раствором аккумуляторной кислоты при комнатной температуре и добавляют аккумуляторную кислоту для доведения рН до значения 4,5 с последующими фильтрацией, сушкой и измельчением классификации.

Приведем пример реализации предложенного способа получения кремнеземного сорбента.

1. В отдельном сборнике, например с объемом 0,5 м³, готовят водный раствор силиката натрия в деминерализованной воде при комнатной температуре путем предварительного залива в него 250 литров 30%-ного раствора силиката натрия с модулем 2,8-3,7 и добавления деминерализованной воды объемом 200 литров с непрерывным перемешиванием в течение не менее 5 минут.

2. Также в отдельном сборнике, например с объемом 0,5 м³, готовят водный раствор аккумуляторной кислоты при комнатной температуре путем предварительного залива в него 200 литров деминерализованной воды с последующим добавлением 40 литров аккумуляторной кислоты с плотностью 1,835 г/см³.

3. В реакторе с объемом 2,0 м³ готовят горячий раствор силиката натрия в деминерализованной воде путем предварительного залива в реактор деминерализованной воды объемом 300 литров с непрерывным перемешиванием и подогревом, добавлением в горячую деминерализованную воду 5 литров 30%-ого раствора силиката натрия с модулем 2,8-3,7 и дополнительного залива деминерализованной воды объемом 300 литров. Температуру горячего раствора силиката натрия в деминерализованной воде поддерживают равной в интервале 80-100°C.

4. Далее производят одновременную подачу в реактор с горячим раствором силиката натрия в деминерализованной воде растворов из сборника с раствором силиката натрия в деминерализованной воде при комнатной температуре и из сборника с раствором аккумуляторной кислоты при комнатной температуре. При этом подачу раствора из сборника с раствором силиката натрия в деминерализованной воде при комнатной температуре осуществляют со скоростью 20 л/мин, а из сборника с раствором аккумуляторной кислоты при комнатной температуре - со скоростью 8 л/мин. Это обеспечивает рН ракционной среды от 10 до 11. Подача растворов в реактор не должна быть меньше 25 минут.

5. Затем добавляют аккумуляторную кислоту для доведения pH до значения 4,5.

6. Заключительные операции касаются стандартных процедур фильтрации, сушки и измельчения классификации.

Полученный кремнеземный сорбент представляет собой белый мелкозернистый порошок, имеющий аморфную структуру.

Таким образом, предложенный способ отличается существенным сокращением времени получения сорбента, поскольку исключается необходимостью осуществления операции созревания гидрогеля в течение 18-24 ч.

Способ получения кремнеземного сорбента, включающий подачу в реактор раствора силиката натрия и его перемешивание, одновременную подачу в приготовленный раствор силиката натрия предварительно приготовленных раствора серной кислоты и раствора силиката натрия с последующим добавлением серной кислоты для снижения рН, после чего осуществляют фильтрацию и сушку продукта, а при необходимости измельчение и классификацию, отличающийся тем, что в реактор подают силикат натрия в виде его 30%-ного раствора с модулем 2,8-3,7 в деминерализованной воде при комнатной температуре, предварительно приготовленный раствор серной кислоты получают при комнатной температуре путем добавления серной кислоты с плотностью 1,835 г/см³ в деминерализованную воду, предварительно приготовленный раствор силиката натрия получают путем предварительного залива в отдельный реактор деминерализованной воды с перемешиванием и подогревом до 80-100°С и добавлением в нее 30%-ного раствора силиката натрия с модулем 2,8-3,7 с поддержанием той же температуры, а при добавлении серной кислоты доводят рН до значения 4,5.