Способ получения жидкого стекла

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii919992

Сотоз Советских

Социапистичюсиих

Республик (6!) Дополнительное к авт.саид-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено 020480 (2! ) 2924151/29-33 с присоединением заявки М (23) П рноритет

С 01 В 33/32

С 03 В 1/00

11кударстеенный комитет

СССР до делам изобретений и открытий (53) УДК661.1. . 022 (088. 8}

Опубликовано 150482. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 150482 (72) Авторы изобретения

f

f т -. д

Б.К.Демидович, Л.Н.Новикова и В.И.Яилецкнй.-:

Минский научно-исследовательский материалов Министерства промышлен материалов Белорусской CCP

Д" (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО СТЕКЛА

Изобретение относится к технологии получения жидкого стекла, широко применяемого во многих отраслях промышленности, в частности для производства строительных материалов, силикатных красок, клеящего и уплотняющего вещества и т.д.

Известен способ получения жидкого стекла, который заключается в варке силикат - глыбы из смеси щелочесодержащих компонентов (кальцинированной ,1О соды, поташа, сульфата натрия) и кварцевого песка в обычных стекловаренных установках. Полученную силикат-глыбу охлаждают водой и растворяют в автоклавах при 150-175 С .15 (0,4-0,8 МПа) в, течение 4-6 ч Г1).

Недостатками этого способа являются большие энергозатраты, трудоемкость и длительность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ получения жидкого стекла, включающий приготовление суспензии из кремнеземсодержащего материала в ще лочном растворе и гидротермальную обработку названной суспензии. В качестве кремнеземсодержащего материа" ла используют перлит. Известный способ состоит из следующих операций.

Перлитовую породу в шаровых мельницах размалывают с раствором каустической соды, имеющим концентрацию

NапО 80-ll40 кг/м, до размеров зерен менее 0,25- 10 м в течение 25-30 мин.

Полученную пульпу при соотношении твердой и жидкой фаз l:(1,5-0,7) подают в непрерывно действующую автоклавную батарею для температурной обработки при 140-150 С в течение

30-40 мин. После автоклавной обработки пульпу подвергают фильтрации. В фильтрат переходит жидкое стекло, составляющее 23-25Я от исходных материалов, а остаток, содержащий около 50-70 мас.4 StOq от первоначального имеющегося в породе, повторно обрабатывают едкой щелочью для допол91999 нительного извлечения силикатов щелочных металлов (2).

Однако известный способ характеризуется значительными затратами времени и энергии на измельчение

5 перлита и обработку (растворение) еге щелочью в автоклавных батареях.

Кроме существенных энергозатрат и дорогостоящего оборудования, технологический процесс в известном

10 способе ведется при довольно больших расходах щелочи, что также удорожает производство и способствует коррозии оборудования, уменьшая сроки его службы.

Целью изобретения является сокращение длительности технологического процесса.

Цель достигается тем, что приготовление суспензии осуществляют из кремнеэемсодержащего материала с размером частиц (0,05-5) 1,0 и в щелоч-ь ном растворе с концентрацией Ма О

B растворе 40-76 кг/м при соотноше 3 нии твердой и жидкой фаз 1:(5,2-8,4), а гидротермальную обработку проводят при 95-105ОС и давлении (0,981,013) ° 10 Па в течение 45-90 мин.

В качестве кремнеземсодержащего аморфного материала можно использовать отходы производства фтористого алюминия.

Способ осуществляют следующим образом.

Отдозированные в заданных количе35 ствах исходные материалы: вода, щелочь или щелочной раствор известной концентрации и тонкодисперсный отход производства фтористого алюминия одю новременно загружают в реактор при перемешивании. Продолжая перемешивать доводят содержимое реактора до кипео ния и кипятят при 9 -105 C и дввпе- . нии (0,98-1, 013) ° 10 Па. Полученное жидкое стекло отделяют от осадка из4$ вестным способом.

В качестве кремнеземистого компонента используют отход производства фтористого алюминия с размером частиц (0,05) ° 10 м, имеющего химсостав, мас. : S10g 87,47; Alg0g 2,39, Ге О 0,08, СаО 0,28, Mg0 0,40; пп о,76; Ма О 0,04; К О 0,02, а

2 4 влажность 66 мас. . В качестве щелочного компонента используют натрий едкий технический ° Количество воды дозируют с учетом влаги, имеющейся в отходе производства фтористого алюминия и заданного соотношения твердой и жидкой фаз приготавливаемой суспензий. Из указанных сырьевых компонентов в заданных соотношениях готовят суспензию из 0,075 кг отхода производства фтористого алюминия, что на сухое вещество составляет

0,025 кг или,.исходя из химсостава, 0,022 кг двуокиси кремния, 0,013 кг едкого натра, что соответствует

0,008 кг Na 0 и воды. Количество воды дозируют с учетом влаги, вносимой с отходом и заданного соотношения твердой и жидкой фаз в суспенэии, равного 8,4, т,е. количество воды составляет 0,165 кг, а концентрация щелочи по Nay0 40 кг/м . Все сырьеЬ вые компоненты: воду, едкий натрий и отход производства фтористого алюминия дозируют одновременно в реактор при непрерывном перемешивании и подогревании. Содержимое реактора при постоянном перемешивании и атмосферном давлении (0,98-1,013) ° 10 Па доводят до температуры кипения (95-98 С) . Такой режим в реакторе поддерживают до тех пор, пока суспензия не превращается в прозрачный раствор, что свидетельствует о полном растворении двуокиси кремния с образованием жидкого стекла. Продолжительность этого режима 45 мин, после чего прекращают перемешивание и подвод тепла к реактору. Полученное жидкое стекло имеет плотность

1,075 г/см, а силикатный модуль

2,65. Количество нерастворимого остатка 5,5 мас./ по сравнению с количеством исходного отхода, что соответствует 94,5i выхода готового продукта.

Аналогичным образом приготовлены еще 9 составов жидкого стекла. В таблице приведены технологические параметры получения жидкого стекла по предлагаембму способу, а также основные показатели, характеризующие свойства полученного жидкого стекла.

919992

Свойства жидкого стекла Выход готоКонцентрация Ма О, в жидкой фазе,кг/м

Предлагаемый способ

Соотношение твердой и жидкой фаэ в суспензии

Дли 1 f ëь ность uf>работки, мин.

Boro npoПлотность, Силикатный г/см модуль дукта, мас.У

1:8,4

2,65

94,5

1,075

1:6,4

3,24

1,09

1:6,8

3,02

1,095

95,3

60

1:6,35

1:5,8

2,83

1,42

1,28

86

90,8

2,85

2,82

1,45

1:5,2

90,2

1,23

1:7,6

98,2

2,6. 7

1:6,8

96,2

50

2 ° 75

1,37

87,5

2,82

1:6

1,25

1:5,2

85,5

1,26

90

3,03

Формула изобретения

Для приготовления стекла состава 7 используют отход производства фтористого алюминия, содержание двуокиси кремния в котором

90,8 мас.3, а в составах 9 и 10 тот же отход производства фтористого алюминия с содержанием свободного двуоксида кремния соответственно

63 и 60 мас.l. Продолжительность растворения двуоксида кремния в щелочном растворе с образованием жидкого стекла колеблется от 45 до 90 мин в зависимости от заданного соотношения твердой и жидкой фаз, силикатного модуля, а также от соотнощения твердой и жидкой фаз и изменяется от 95 до 105ОС. Данные таблицы свидетельствуют, что выход готового продукта жидкого стекла составляет 85-98, причем продукт обладает следующими свойствами: плотность до 1,45 г/см-, а силикатЪ ный модуль до 3,24, преимущественно

2,6-2,8, что соответствует требованиям ГОСТ 13078-67 "Стекло натриевое жидкое".

Предлагаемый способ исключает процесс помола сырьевой породы, снижает расход щелочи в 2 раза, дорогостоящее автоклавное оборудование заменяется реактором, работающим при атмосферном давлении, что позволяет сократить расход топлива. Кроме того, сводится до минимума нерастворимый остаток (осадок), сокращается в 2 раза длительность техно35 логического процесса производства жидкого стекла. Все это обуславливает удешевление, упрощение. технологического процесса, сокращение его

49 длительности, увеличение срока службы оборудования, снижение себестоимости продукции на 25-354. Кроме того, использование в качестве кремнеземсодержащего материала отходов промышленного производства позволяет

45 предотвратить загрязнение окружающей среды путем организации безотходного производства.

1. Способ получения жидкого стекла, включающий приготовление суспензии из кремнеэемсодержащего аморФного материала в щелочном растворе и последующую гидротермальную обработ.ку, отличающийся тем, что, с целью сокращения длитель ° o< Tí

Составитель О.СамохинаТехред С.Мигунова Корректор В.Бутяга

Редактор И.Митровка

Заказ 2252/19 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, I-35, Раушская набей д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 919992 8 процесса, приготовление суспензии используют отходы промышленного осуществляют иэ кремнеэемсодержащего производства фтористого алюминия. материала с размером частиц (0,05-5) ° 10 м в щелочном растворе с кон" Источники информации, центрацией Na O в растворе 40- S принятые во внимание при экспертизе

-76 кг/м при соотношении твердой и 1. Авторское свидетельство СССР видкой рав 1: (5,2-8,.4), а гидротер- 17272273, кл ° С 01 0 33/32, 1970. мальнуе обработку проводят при 9 2. Мелконян Г.С. Гидротермальный

105 C @ давлении (0;98-1,013) 10. Па способ приготовления комплексного в тЕчение 45"90 мин. 1в стекольного сырья "каназит" на осно2. СпоСоб по п.1, о т л и ч а ю - ве горных пород и продуктов их перещ и Й с я тем, что в качестве крем- работки. Ереван, "Айастан", 1977, неэемсодержащего аморфного материала с. 42-44.

Способ получения жидкого стекла Способ получения жидкого стекла Способ получения жидкого стекла Способ получения жидкого стекла 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, именно к получению технического кремния и его сплавов восстановительной плавкой в электропечах
Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к способам определения различных восстановителей в водных растворах с помощью фосфорно-молибденовых гетерополисоединений

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к способам получения пористого диоксида кремния, обладающего заданными физико-химическими характеристиками

Изобретение относится к способам получения кремния, отличающееся от известных карботермических способов тем, что плотный кремний кубической структуры получается из других элементов, алюминия и фосфора, при действии электромагнитного поля при плотности тока не менее 1011 А/м2 на смесь кристаллических веществ, содержащих основные элементы О - Аl - Р

Изобретение относится к металлургии редких тугоплавких металлов, кремния и их соединений и может быть использовано для их получения плазмохимическим взаимодействием исходных газообразных соединений

Изобретение относится к технологии получения материалов, а именно к технологии получения поликристаллического кремния и его химических соединений - карбида и нитрида - из природных кремнийсодержащих концентратов

Изобретение относится к синтетическим драгоценным камням из полупрозрачного монокристаллического карбида кремния и может быть использовано в ювелирной промышленности

Изобретение относится к области обогащения природных минералов и руд химическим методом и может быть использовано в тех случаях, когда основной балластной примесью является окись кремния
Изобретение относится к технологии переработки отходов, включающих соединения титана и кремния, и может быть использовано для улучшения экологической ситуации путем переработки техногенных отходов, а также расширения сырьевой базы для получения товарных продуктов - диоксида титана и карбида кремния
Наверх