Способ получения растворов силиката лития

Изобретение относится к технологии получения литиевых жидких стекол, применяемых в химической, металлургической, текстильной, бумажной, лакокрасочной и строительной промышленности. Способ включает получение растворов силиката лития путем растворения аморфного кремнезема в растворах гидроксида лития, при температуре 60-120°C, в течение 60-120 мин и охлаждением реакционной массы до 10-40°C, с последующей фильтрацией или отстаиванием. Изобретение обеспечивает получение растворов силиката лития с силикатным модулем от 1 до 20, плотностью от 1050 до 1300 кг/м3 и вязкостью до 500 сП при 20°C. 1 з.п. ф-лы, 2 пр.

 

Изобретение относится к технологии получения литиевых жидких стекол, применяемых в химической, металлургической, текстильной, бумажной, лакокрасочной и строительной промышленности, а также для других целей.

Известны способы получения литиевого жидкого стекла путем реакции раствора гидроксида лития с мелкодисперсным порошком кремниевой кислоты или ее золем (SU 1498709 А1; JP 59-69417; RU 2448043, US 3392039 А, US 3180747).

Основным общим недостатком этих известных способов является использование сильно разбавленных растворов, которые затем необходимо концентрировать, что приводит к большой длительности и трудоемкости процессов, а также к значительному возрастанию стоимости конечного продукта.

Для получения литиевого жидкого стекла применим метод, включающий реакцию взаимодействия алкоксисиланов с соединениями лития. Эту реакцию в известных способах обычно проводят при высоких температурах, например при температуре кипения смеси алкоксисиланов с гидроксидом лития (US 4120938), причем в качестве тетраалкоксисиланов чаще всего используют тетраэтоксисилан, а в качестве литиевых соединений используют как гидроксид лития, так и его соли, например ацетат лития (KR 20090089642). Однако проведение процесса при высоких температурах приводит к повышенной энергоемкости процесса, а также к сложности его аппаратурного оформления.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ SU 1498709 получения литиевого жидкого стекла. Сущность способа заключается в растворении кремниевой кислоты, которая примешивается с определенной скоростью 5-20 кг/ч в растворе гидроксида лития при температуре 40-60°C в течение 1-4 часов.

Недостатком данного способа является необходимость применения специально подготовленной кремневой кислоты и наличие продолжительных процессов загрузки.

Технический результат предлагаемого способа заключается в возможности получения растворов силиката лития с силикатным модулем от 1 до 20, плотностью от 1050 до 1300 кг/м3 и вязкостью до 500 сП при 20°C. При этом, в качестве сырья используются аморфный кремнезем с содержанием SiO2 от 50-100% мас.

Технический результат достигается следующим образом:

Готовится раствор гидроксида лития заданной концентрации, который в последующем подогревается. В интервале температур 35-50°C в раствор в стехиометрическом соотношении добавляется аморфный кремнезем с содержанием SiO2 в виде мелкодисперсного порошка. Далее реакционная масса нагревается до 60-120°C и выдерживается в течение 60-120 мин. Полученная суспензия белого цвета, состоящая из воды и твердого силиката лития, охлаждается через стенку водой при перемешивании до 10-40°C, в результате чего происходит растворение твердых частиц Li2SiO3 с образованием литиевого жидкого стекла. Это позволяет минимизировать потери продукта в твердую фазу. В зависимости от требований к чистоте полученный раствор может быть отстоян или отфильтрован. Полученная при охлаждении теплая вода направляется на разбавление гидроксида лития, благодаря чему сокращаются энергозатраты на производство.

Отличительными особенностями предложенного метода являются:

1. Применение в качестве кремнеземсодержащего сырья - аморфного кремнезема.

2. Охлаждение реакционной массы после растворения с 60-120°C до 10-40°C, с целью уменьшения времени проведения процесса и увеличения выхода продукта.

3. Уменьшение энергетических затрат за счет рекуперации тепла при использовании вод после охлаждения для разбавления литиевой щелочи.

Ниже представлен пример осуществления данного способа.

Пример 1. 270 г моногидрата лития растворяют при температуре 20°C в 2000 г воды, после чего нагревают до 35-50°C и добавляют осажденный кремнезем с содержанием SiO2 - 90% в количестве 570 г. После этого пульпа нагревается до 60-120°C градусов и выдерживается при перемешивании 60-120 минут. Полученная суспензия охлаждается до 10-40°C, после чего фильтруется с получением жидкого стекла. В результате получается около 2700-2750 г чистого литиевого жидкого стекла с молярным модулем 3,25 и плотностью 1,22 г/см3.

Пример 2. 180 г моногидрата лития растворяют при температуре 20°C в 2300 г воды, после чего нагревают до 35°C и добавляют осажденный кремнезем с содержанием SiO2 - 90%, в количестве 690 г. После этого пульпа нагревается до 60-120°C градусов и выдерживается при перемешивании 60-120 минут. Полученная суспензия охлаждается до 10-40°C, после чего фильтруется с получением жидкого стекла. В результате получается около 2700-2750 г чистого литиевого жидкого стекла с молярным модулем 4,87 и плотностью 1,19 г/см.

1. Способ получения растворов силиката лития с силикатным модулем от 1 до 20, плотностью от 1050 до 1300 кг/м3 и вязкостью до 500 сП при 20°C путем растворения аморфного кремнезема в растворах гидроксида лития, при температуре 60-120°C, в течение 60-120 мин и охлаждением реакционной массы до 10-40°C с последующей фильтрацией или отстаиванием.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что проводят рекуперацию тепла при использовании вод после охлаждения для разбавления гидроксида лития.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнической области и может быть использовано в аккумуляторных батареях транспортных и космических систем с улучшенными удельными характеристиками.

Изобретение относится к строительству и касается промышленности строительных материалов, а именно к изготовлению любых видов строительных изделий, дорожных покрытий, и может быть использовано при жилищном и промышленном строительстве, строительстве дорог, в литейном, химическом производстве и других областях.

Изобретение относится к способу преобразования углерода в оксид углерода. Данный способ включает приведение углерода в контакт с паром в присутствии материала со структурой типа карнегиита, имеющего формулу (Na2O)xNa2[Al2Si2O8], где 0<х≤1.
Изобретение может быть использовано в химической, металлургической, текстильной, бумажной и лакокрасочной промышленности. Сначала в измельченный до крупности менее 50 мкм кварц добавляют нерастворимый кварцевый песок крупностью -0,15+0,05 мм в количестве 5-20% от массы кварца и растворяют в растворах щелочей при температуре 120-170°C и давлении до 0,8 МПа.

Изобретение может быть использовано для получения носителей катализаторов, ионообменных материалов, сорбентов, используемых при очистке, сушке и разделении газов, при очистке воды от бактерий и пестицидов, для приготовления пигментов, для получения пищевых добавок.

Изобретение может быть использовано для производства жидкого стекла, применяемого в качестве вяжущего, добавки или реагента в строительной, химической, машиностроительной, текстильной и бумажной отраслях промышленности.
Изобретение относится к технологии получения высокомодульного жидкого стекла для производства строительных материалов. Способ получения высокомодульного жидкого стекла включает приготовление суспензии кремнеземсодержащего аморфного вещества в растворе гидроксида натрия и последующую гидротермальную обработку при температуре 85-95°C и атмосферном давлении.
Изобретение относится к технологии изготовления жидкого стекла. Кремнеземсодержащее вещество смешивают с раствором гидроксида натрия.
Изобретение относится к технологии получения жидкого стекла для производства строительных материалов и может быть использовано при изготовлении теплоизоляционных и других изделий.

Изобретение относится к покрытиям для антикоррозионной защиты металлических конструкций и может быть использовано для всех металлических конструкций, подвергающихся воздействию агрессивных сред, в частности к системе для антикоррозионного покрытия морских судов и плавающих платформ в условиях высокоминерализованной морской воды и ультрафиолетового облучения солнечного спектра.
Изобретение относится к технологии получения жидкого стекла для производства строительных материалов. Техническим результатом является сокращение времени проведения процесса гидротермальной обработки суспензии кремнезёмсодержащего вещества в растворе гидроксида натрия для получения более качественного жидкого стекла. Способ получения жидкого стекла включает приготовление суспензии, где в качестве кремнеземсодержащего материала используют кремнеземсодержащее аморфное вещество в виде остатка после кислотного выщелачивания серпентинита раствором гидросульфата аммония с фракцией больше 0,15 мм, который размалывают до частиц со средним эффективным диаметром 0,1-0,2 мм. Железосодержащие частицы отделяют магнитной сепарацией и добавляют твердый гидроксид натрия. Полученную смесь размалывают до равномерного состояния и до частиц со средним эффективным диаметром 0,1-0,2 мм и термоактивируют при температуре 175-200°C в течение 20-30 минут. После чего добавляют горячую воду с температурой 58-68°C и перемешивают до получения суспензии кремнеземсодержащего аморфного вещества в растворе гидроксида натрия. 12 пр.
Изобретение относится к способам получения титаносиликатов, используемых в качестве сорбентов с ионообменными и восстановительными свойствами, и может найти применение для концентрирования и выделения благородных металлов. Берут хлоридный титансодержащий реагент в виде четыреххлористого титана или смеси четыреххлористого титана с раствором пероксида водорода в мольном соотношении 1:(8-16) и добавляют к кремнийсодержащему реагенту в виде коллективного раствора силиката натрия и гидроксидов натрия и калия. Содержание компонентов в получаемой суспензии должно удовлетворять мольному соотношению TiO2:SiO2:Na2O:K2O:H2O=l:(4,3-6):(6,4-8,7):(0,8-1):(195-700). Суспензию выдерживают в герметичных условиях при температуре 160-180°C в течение 8-20 ч с образованием твердой фазы в виде титаносиликата фармакосидеритового типа. Твердую фазу отделяют от маточного раствора, промывают дистиллированной водой и сушат. Затем осуществляют модифицирование титаносиликата путем обработки раствором, содержащим гидразин с концентрацией 0,50-1,14 г/л, при Т:Ж=1:(100-400) в течение 0,3-2 ч. Модифицированный титаносиликат отделяют, промывают дистиллированной водой и сушат. Способ позволяет получить монофазный модифицированный ионами гидразиния титаносиликат фармакосидеритового типа, обладающий высокой сорбционной способностью по отношению к благородным металлам. Извлечение благородных металлов в мг на г модифицированного продукта составляет: золото 260-275, платина 110-134, палладий 119-141. 4 з.п. ф-лы, 5 пр.

Изобретение относится к технологии получения высокомодульного жидкого натриевого стекла (ВМЖС), которое может быть использовано как связующее в антикоррозионных цинксиликатных составах в строительной, химической, нефтехимической промышленности, в сельском хозяйстве, энергетике, добыче полезных ископаемых, а также в объектах военного и космического назначения. Способ получения ВМЖС с модулем 3,8-4,5 и плотностью 1,18-1,22 г/см3 включает гидротермальную обработку суспензии мелкодисперсного кремнезема с размером частиц (10-70)*10-6 м и гидроксида натрия при перемешивании, при этом процесс осуществляют в автоклаве при давлении 0,0-1,5 ати и температуре 90-120°С, а перемешивание суспензии осуществляют мешалкой(ами), обеспечивающей турбулентное перемешивание реакционной среды. Способ осуществляют в устройстве, содержащем автоклав, включающий цилиндрический сосуд 1 с крышкой 2, днище, снабженное теплоносителем 4 и нагревательными элементами 5, размещенный внутри сосуда вал, снабженный мешалкой(ами) 6, средства для загрузки реагентов 7, выгрузки целевого продукта 8 и заливки теплоносителя 9, при этом вал установлен с возможностью вращения мешалки(ок), обеспечивающей турбулентное перемешивание реакционной среды. Изобретение позволяет ускорить технологию варки ВМЖС, сократить время варки до 15-30 минут, уменьшить время активации цинксиликатного состава перед окрашиванием, довести время самоотверждения цинксиликатных покрытий на этом связующем не более чем 1,5-2-е суток. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к технологии получения высокомодульного жидкого стекла (ВМЖС), которое может быть использовано как связующее в цинксиликатных составах (красок, грунтовок) для защиты от коррозии стальных конструкций при их контакте с атмосферой, почвой, морской и пресной водой, нефтью и нефтепродуктами, в диапазоне кислотно-щелочных сред с рН от 4 до 12. Высокомодульное жидкое стекло (м=3,8-4,5, плотность 1,18-1,22 г/см3) получают путем гидротермальной обработки суспензии мелкодисперсного кремнезема (10-100)⋅10-6 м и едкой щелочи при стехиометрическом соотношении исходных компонентов с одновременной гидродинамической кавитационной обработкой раствора. Стекло получают в устройстве в виде цилиндрического сосуда, дно которого выполнено с «рубашкой» с теплоносителем и нагревательными элементами, содержащем циркуляционную систему перемешивания раствора. Система циркуляции содержит электромотор, укрепленный на крышке устройства и соединенный с мешалкой(ами), а для создания зоны кавитации встроен гидрокавитрон, прикрепленный к боковой стенке сосуда. Изобретение позволяет сократить процесс варки ВМЖС, уменьшить энергозатраты при улучшении физико-химических характеристик ВМЖС, как связующего, и цинксиликатных покрытий на нем. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

Изобретение относится к технологии получения литиевых жидких стекол, применяемых в химической, металлургической, текстильной, бумажной, лакокрасочной и строительной промышленности. Способ включает получение растворов силиката лития путем растворения аморфного кремнезема в растворах гидроксида лития, при температуре 60-120°C, в течение 60-120 мин и охлаждением реакционной массы до 10-40°C, с последующей фильтрацией или отстаиванием. Изобретение обеспечивает получение растворов силиката лития с силикатным модулем от 1 до 20, плотностью от 1050 до 1300 кгм3 и вязкостью до 500 сП при 20°C. 1 з.п. ф-лы, 2 пр.

Наверх