Способ получения высокодисперсной двуокиси кремния
ОП ИКАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскик Социалистически к Респубттик (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву(22)Заявлено 20.12.79 (2}) 2855439/23-26 (53)M. Кл. с присоедииеиием заявки Ж— С 01 В 33/18 ЬаударствкнныН комнтвт СССР аа долам нзобрвтекнй н открытнй (23) П рноритет— Опубликовано 07.08,82. Бюллетень № 29 Дата опубликования описания 07.08.82,(53) УД К 661.183..7(088.8) ко, А . (".(Макаров 13,„ :,",",.;:,; инжеиетэно,. Александра A. Лях, Алексей А. Лях, В.А. Н.H. Круглицкий, Н.В. Хабер и М.И. Хома (72) Авторы изобретения Киевский ордена Трудового Красного Знамени строительный институт и Институт коллоидно и химии воды AH Украинской CCP (71) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОДИСПЕРСНОЙ ДВУОКИСИ КРЕМНИЯ 1 Изобретение относится к областц получения высокодисперсной двуокиси кремния и может найти применение в химической промышленности и в других отрао лях народного хозяйства, применятощих активные высокодисперсньте наполнители, 5 усилители каучуков, загустители и т. п. Известен способ получения высокодисперсной двуокиси кремния, вклточающий сжигание смеси, содержащей пары трихлорсилана и водород- и кислородсодержащих газов, в факеле при температуре 1050 1100оС, охлаждение продуктов сгорания, содержащих кремниевую кислоту в виде аэрозоля, и отделение последней пос 15 ле коагуляции от адсорбированных примесей известным способом. Сжигание ведут в присутствии газа-носителя азота (1 ). Однако при введении в реакционную зону дополнительного инертного компо- го нента, не входящего в химический состав конечного продукта и требующего для своего разогрева до температуры реакции значительных энергозатрат, эффек2 тивность способа производства двуокиси кремния снижается. Известен также способ,включающий сжига ние смеси, содержащей четы реххлористый кремний, водород и кислородсодержащие газы, в факеле при 1100-1400оС, охлаждение продуктов реакции и отделение целевого продукта j2 $. Недостатком известного способа является ведение технологического процесса при BbIcDKHx температурах, повышенный расход водорода, по равнению с тем, который необходим согласно стеклометрии реакции S i CQ +2Н +О Я Оо+4НСР, а также невозможность регулирования температуры в пламенной зоне (зоне горения) с точностью до 10 С путем изменения состава газа и/или скорости истечения реакционной смеси из сопла горелки. Гжель изобретения — снижение температуры процесса, и расхода водорода, а также обеспечение возможности регулирования температуры с точностью 10-15оС. Основные параметры технологического процесса 930 930 1000 980 Расход водорода, % 81 78 100 Точность регулирования температуры, С 20 25 Не более 10-15 \ .. Технические характеристики полученного аэросила Удельная поверх- ность, мЪг 364,5 375 397 385 397 364 Размер частиц, нм 5-20 5-20 3 94888 Поставленная цель достигается тем, что исходные компоненты реакционной смеси перед введением в зону горения подвергают воздействию электрического поля напряжением 150-1 70 кВ. 5 Сущность изобретения заключается в том, что исходные компоненты pBRIGlèîíной смеси, включающие, например, Я С0<, .Н Оо перед введением в зону горения, подвергают атомизации и/или ионизации 10 в алектрическом поле высокого напряже ния. Технология способа состоит в следующем. Исходные компоненты - четыреххлорио 15 тый кремний, водород и кислород падаются в зону горения по трем магистралям без предварительного смещения. На раостоянии, например, 55 см от ввода магистралей в реакционную печь движущие- 2о ся газовые потоки исходных компонентов реакционной смеси проходят через алектрическое поле высокого напряження, при этом каждый иэ газов, до заданного объемного соотношения, атомиэируется и/или 25 ионизируется. Степень атомизации или ионизации, каждого из исходных компонентов реакционной смеси регулируется напряженностью алектрического поля, массовым расходом газов и конструктивными зр особенностями устройства. В представленной таблице приведены сравнительные характеристики двуокиси кремния, полученной по известному и Температура пламенной зоны (зоны горения}, оС 1100 1090 1 4 предлагаемому способам, и основные параметры технологических процессов. Степень атомизации или ионизации (обычно ати процессы существуют совместно) при обработке исходных компонентов реакционной смеси в поле высокого напряжения в первую очередь зависит от напряженности и геометрии электрического поля высокого напряжения. Исходные компоненты реакционной смеси, существующие в газообразном соотоянии, проходя поля высоких напряжений, способны к разрушению внутримолекуляр- ных связей и последующему отрыву электронов, приводящему к существованию вещества в ионизированном состоянии. Атомнзация (ионизация) исходных компонентов позволяет подготовить их к проведению реакции гидролиэа, т. е. в зоне горения начинается ведение процесса не на молекулярном, а на атомарном или ионном уровне, в результате чего температура пламенной зоны (эоны горения) может быть снижена с 1100 до 980ОС, а расход водородного топлива уменьшен на 19% без снижения качества продукта. Кроме того, повышается тсчность регулирования температуры с точностью до 10-15оС, в результате чего возможно получение аэросила с высокой степенью однородности структуры и диспероности. 5 15 5-12 4-10 4-10 948881 Продолжение таблицы Результаты испытаний. по способу Характеристики! Известн му Предлагаемому при напряжения (U ), кВ 55 1 50 170 / Содержание Si 0, % 99,9 99,9 Содержание окислов Т1о - Ае,о.„.F O, ъ рН водной суспензии 0,080 0,085 4,1 4,2 Способ. получения высокодисперсной двуокиси кремния, включающий сжигание смеси, содержащей четыреххлористый кремний, водород и кислородсодержащив газы, в факеле при повышенной температуре, охлаждение продуктов реак ° ции и отделение целевого продукта, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения температуры процесса и расхода водорода, а также обеспечения возможности регулирования температуры с точностью 10-15 С, исходные компоненты о Составитель Л. Андруцкая Редактор М. Петрова Техред М. Надь Корректор Г. Решетник Заказ 5687/1 Тираж 509 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Ра шская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Формула изобретения перед введением в зону горения подвергают воздействию электрического поля напряжением 150-1 70 кВ. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР l4 457208, кл. С 01 В 33/18, 19752. Манченко Л.В. Аэросил, его свойства, применение и технические условия, Львов, Каменяр", 1965, с. 6.
