способ получения жидкого стекла
Классы МПК: | C01B33/32 силикаты щелочных металлов |
Автор(ы): | Балабанов М.И., Петрухин В.Д. |
Патентообладатель(и): | Балабанов Михаил Иванович, Кальфа Светлана Андреевна, Леденев Сергей Михайлович, Петрухин Валерий Дмитриевич |
Приоритеты: |
подача заявки:
2002-06-06 публикация патента:
10.01.2004 |
Изобретение относится к технологии получения жидкого стекла с различным силикатным модулем, применяемого в мыловаренной, жировой, химической, машиностроительной, текстильной и бумажной промышленности, а также в строительной индустрии, металлургии и для других целей. Жидкое стекло получают взаимодействием кремнеземсодержащего вещества с водным раствором гидроксида натрия при температуре 200-250oС. В качестве исходного кремнеземсодержащего вещества используют фракционированный кварцевый песок фракции 0,1-0,315 мм, содержащий 95,5-98,15 мас.% диоксида кремния, 0,05-0,13 мас.% оксида кальция, 0,1-1,5 мас. % воды и 1,7-2,83 мас.% оксидов других металлов. Взаимодействие преимущественно осуществляют при массовом соотношении исходного кварцевого песка и гидроксида натрия в пересчете на диоксид кремния и оксид натрия в пределах SiO2:Na2O=2,2-3,6:1. Предлагаемый способ позволяет использовать доступное исходное сырье - мелкодисперсную фракцию кварцевого песка и упрощает технологию производства за счет исключения из процесса энергоемкой стадии предварительного размола.
Формула изобретения
1. Способ получения жидкого стекла взаимодействием кремнеземсодержащего вещества с водными растворами гидроксида натрия при температуре в пределах 200-250
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к технологии получения растворов силиката натрия (жидкого стекла) с различным силикатным модулем, применяемых в мыловаренной, жировой, химической, машиностроительной, текстильной и бумажной промышленности, а также в строительной индустрии, металлургии и для других целей. Известен способ получения жидкого стекла, включающий приготовление суспензии кремнеземсодержащего аморфного материала с размером частиц (80-200 и более)
В стальной автоклав с рабочим объемом до 1,5 дм3 помещают 365,5 г фракционированного кварцевого песка с размером частиц в пределах 0,1-0,315 мм (массовая доля диоксида кремния 98,15%, массовая доля оксида кальция 0,05%), 362,25 г едкого натра марки РД по ГОСТ 2263-79 с массовой долей (м.д.) гидроксида натрия 48,0% и 362,2 г фильтрованной или обессоленной воды. Массовое соотношение SiO2:Na2О составляет 3,2:1. После герметизации автоклава реакционную смесь выдерживают при эффективном перемешивании при температуре в пределах 200-250oС и возникающем при этой температуре давлении. Продолжительность процесса составляет от 3 до 8 часов. По завершении синтеза реакционную смесь охлаждают до температуры 20-60oС, декантируют жидкую фазу или отфильтровывают известными способами непрореагировавший песок. Получают 1084,5 г жидкого натриевого стекла с силикатным модулем 3,21. Выход 99,5% от теоретического. Полученный продукт полностью соответствует требованиям ГОСТ 13078-81. Непрореагировавший остаток (осадок) 5,44 г или 0,5% от общей массы непосредственно возвращают в технологический цикл на следующую операцию. Пример 2
Синтез проводят по методике примера 1 исходя из 366,0 г кварцевого песка с м. д. кремния 98,0%, м.д. оксида кальция 0,1% и м.д. воды 0,6%, 321,65 г едкого натра марки РД с м.д. гидроксида натрия 48% и 546,15 г обессоленной воды. Массовое соотношение SiО2:Na2O составляет 3,6:1. После синтеза, охлаждения и разгрузки автоклава получают 1222,5 г жидкого стекла с силикатным модулем 3,6 и м.д. диоксида кремния 28,4%, соответствующего всем требованиям ГОСТ 13078-81. Непрореагировавший остаток (осадок) 11,3 г или 0,92% от общей массы - непосредственно. Пример 3
Синтез проводят по методике, описанной в примере 1, исходя из 375,6 г кварцевого песка с м.д. диоксида кремния 95,54%, м.д. оксида кальция 0,13%, м.д. воды 1,5%, м.д. оксидов других металлов 2,83%, 549,2 г едкого натра марки РД с м.д. гидроксида натрия 46,0% и 570,0 г обессоленной воды. Массовое соотношение SiО2:Na2О составляет 2,2:1. После синтеза, охлаждения и разгрузки автоклава получают 1494,6 г жидкого стекла с силикатным модулем 2,3 и м. д. диоксида кремния 23,9%, полностью соответствующего требованиям ГОСТ 13078-81 марки А. Выход продукта - количественный. Аналогично описанному выше, варьируя массовое соотношение SiO2:Na2O и продолжительность взаимодействия, получают жидкое стекло с силикатным модулем в пределах 2,0-3,6. Из представленных примеров следует, что предлагаемый способ получения жидкого стекла позволяет упростить технологию за счет исключения из процесса энергоемкой и продолжительной стадии предварительного размола кремнеземсодержащего вещества (песка) и тем самым существенно сократить энергетические затраты на производство этого продукта.
Класс C01B33/32 силикаты щелочных металлов