Способ получения раствора силиката щелочного металла

Е спублин С 01 В 33/32 ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ С АТЕНТУ СИЛИосудАРстВенный номитет сссРо делдм изоБР тений и отнРытии(71) Продюн химик Южин Кюльма(72) Жан Метцжер, Анри Лекулфилипп Коломб и Жан Войцик (Р(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРКАТА ЦЕЛОЧНОГО МЕТАЛЛА(57) Изобретение относится к способуполучения раствора силикатного щелочного металла и позволяет упроститьпроцесс. Способ осуществляют путемпропускания щелочного раствора с концентрацией 11,2-26,73 Нао со скоростью 3,25-10,8 м/ч через неперемешиваемый слой кварцевого песка, расположенного в трубчатом вертикальномреакторе. Кварцевый песок имеет гра,нулометрию 0,13-0,85 мм; соотношениедиоксида кремния и оксида щелочногометалла (1,015-2 5):1; температурапроцесса 160-225 С, 1 з.п,ф-лы,Изобретение относится к способамполучения растворов силикатного щелочного металла путем взаимодействиякремнезема со щелочным раствором,Целью изобретения является упрощение способа,П,р и м е р 1. В теплоизолированную вертикальную трубу из никеляс внутренним диаметром 90 мм и дли"ной 6 м вводят 53 кг кварцевого пес Ока со средним гранулометрическим составом 300 мкм. Затем в течение 1 ч20 мин пропускают водный растворгидроокиси натрия с содержанием19,6 вес.7. МаО и при расходе 50 л/ч,15причем скорость пропускания составляет 7,9 м/ч, В трубе поддерживаюттемпературу 225 СоВ нижнюю часть реактора вводятраствор силиката натрия, содержащего, г/л: 194 МаО и 485 Я 10 причемсоотношение Б 10/Иа 0 составляет2,5,Непрореагировавший песок остается в реакторе, куда был загружен свежий песок для последующей реакции,П р и м е р 2, В теплоиэолированную вертикальную трубу из никеля свнутренним диаметром 90 мм и длиной2 м подают кварцевый песок со средним гранулометрическим составом300 мкм с расходом 22 кг/ч, а такженагретый водный раствор гидроокисинатрия, содержащий 11,2 вес,Е Ма 0из расчета 69 л/ч раствора или9 кг/ч Иа О. Щелочной раствор пропускают со скоростью 10,8 м/ч черезслой песка, расположенный в трубе.оТрубу поддерживают при 220 С.40Поступавший снизу реактора раствор силиката содержит, г/л: 125 Иа,0и 306 Б 10 причем соотношение Я 10//Иа 0 равно 245,45П р и м е р 3, В трубу аналогично по примеру 2, непрерывно подаюткремнезем с расходом 27 кг/ч и водный раствор гидроокиси натрия, содержащий 17,6 вес,Е МаО из расчета50 г/л раствора, соответствующего11 кг/ч МаО. Щелочной раствор пропускают со скоростью 7,9 м/ч черезслой песка, расположенньгй в трубе,Кремнезем является кварцевым пескомс гранулометрическим составом 850 мкм.В реакторе поддерживают температуру218 С, Образующийся снизу реактораораствор силиката содержиг, г/л: 175 Ма 0 и 429 Б 10 причем соотношениеЯ 10/Иа 0 составляет 2,45,П р и м е р 4. Аналогично попримеру 2 непрерывно подают кремнезем с расходом 8,4 кг/ч и водный раствор гидроокиси натрия, содержащий19,6 вес.Х МаО иэ расчета 33 л/чраствора или соответственно 8,28 кг/чИа О, Ц 1 елочной раствор пропускают соскоростЬю 5,2 м/ч через слой песка,образованного в трубе, Кремнезем является кварцевым песком с гранулометрическим составом 300 мкм. В реакторе поддерживают температуру 160 С, Посту-пающий снизу раствор силиката содержит,г/л: 197 МаО и 200 ЯОпричем соотношение ЯО/Иа 0 составляет 1,015.П р и м е р 5, Аналогично примеру 2 в трубу непрерывно подают кремнезем с расходом 25 кг/ч и водныйраствор гидроокиси натрия, содержащей 23,4 вес,7 Иа О из расчета 40 л/чраствора или соответственно 17, кг/чМаО, Щелочной раствор пропускают соскоростью 6,3 м/ч через слой песка,образующегося в трубе, кремнезем является кварцевым песком со среднимгранулометрическим составом 300 мкм,В реакторе поддерживается температуора 190 С, Поступающий снизу растворсиликата содержит 226 г/л Ма 0 и454 г/л ЯО соотношение ЯО/МаОсоставляет 2,0,П р и м е р 6. В вертикальнуютрубу иэ тонкой стали, снабженнуюдвойной рубашкой с внутренним диаметром 90 мм и длиной 2 м, непрерывноподают кремнезем с расходом 23 кг/чи раствор, содержащий 149 вес.7.Иа 0 и 20 г/л Иа СОз из расчета 50 л/чраствора или соответственно 9,6 кг/чИа О, Щелочной раствор пропускают соскоростью 79 м/ч через слой песка,образующегося в трубе, Кремнезем являлся кварцевым песком со среднимгранулометрическим составом 300 мкм,В трубе подцерживают температуруо2 8 СВ реакторе с помощью регулировки поддерживают определенное давление, Образующийся снизу реакторараствор содержит г/л: МаО и 384Я 10 соотношение 80 /Иа 0 составляет 2,4,П р и м е р 7. В трубу аналогич-но примеру 2 непрерывно подают кремнезем с расходом 21 кг/ч и водный раствор гидроокиси натрия, содержащий 16,7 вес.Е МаО из расчета 50 л/ч3 13116раствора или соответственно 10,5 кг/чБаО, Щелочной раствор пропускают соскоростью 7,9 м/ч через слой песка,образуюЩегося в трубе. Кремнезем является кварцевым песком со среднимгранулометрическим составом 130 мкм.В реакторе поддерживают температуруо190 С, Полученный раствор силикатасодержит 165 г/л НаО и 338 г/л 810,причем соотношение ЯО/На 0 составляет 2,П р и м е р 8, В трубу по примеру 2 непрерывно подают кремнезем срасходом 31 кг/ч и водный растворгидроокиси калия, содержащий 1526,7 вес.Х К О из расчета 50.л/ч раствора или соответственно 17, кг/чК О, Щелочной раствор пропускают соскоростью 7,9 м/ч через слой песка,образующегося в трубе, Кремнезем является кварцевым песком со среднимгранулометрическим составом 300 мкм.В реакторе поддерживают температуруо195 С. Полученный раствор силикатасодержит, г/л; 264 К 0 и 462 ЯдО,причем соотношение ЯдО /К 0 составляет 1,75П р и м е р 9. В верхнюю часть реактора, выполненного в виде верти кальной цилиндрической трубы из обычной стали, тщательно теплоизолированной от окружающей среды при внутрен" нем диаметре 90 мм и.высоте 6 м подают 13,3 кг/ч кварцевого песка со средним гранулометрическим составом 300 мкм при температуре, равной температуре окружающей. среды,В верхнюю часть этого же реактора 0сверху песчаного слоя подают 33,6 кг/чконцентрированного водного растворагидроокиси натрия,. содержащей19,8 вес.Е На 0 или 6,65 кг/ч Иа 0опри температуре, равной 192 С. Щелочной раствор пропускают со скоростью 4,1 м/ч через слой песка, образующегося в трубе. Этот щелочнойраствор при 192 С получают путем гоомогенного и экзотермического смеши-вания 17,9 кг концентрированноговодного раствора гидроокиси натрия,содержащего 37 2 вес.Х БаО и доведенного до 171 С путем косвенноготеплообмена с раствором силиката натрия, выходящего из реактора при188 С с 15,7 кг/ч воды, доведеннойодо 171 С с помощью упомянутого теплообмена,Чистый раствор силиката натрия,полученный в пропорции 46,9 кг/ч,содержит 42,6 вес.7 силиката натрия, у которого весовое отношениеЯО/Иа О равнялось 2,П р и м е р 1 О. В той же установке, на том же принципе и при томже качестве песка, что и в примере9, осуществляют предлагаемый способпри подаче в реактор 25,5 кг/ч песка с температурой окружающей средыи 59,6 кг/ч щелочного раствора, содержащего 21,4 вес.Х Яа 0 или соответственно 12,7 кг/ч Ма О, при температуре, равной 213 С. Щелочнойраствор пропускают со скоростью3,25 м/ч через слой песка, образующегося в трубе.оПолученный раствор при 213 С получают путем гомогенного.и экзотермического смешивания 34,27 кг/ч концентрированного водного растворагидроокиси натрия, содержащего37,2 вес,7 НаО и доведенного до темпера уры 192 С с помощью косвенноготеплообмена с раствором силиката на"трия, выходящим из реактора при207 С с 25,23 кг/ч воды, доведеннойдо температуры 192 С путем теплообмена того же типа, что и вышеупомянутый,Чистый раствор силиката натрия,полученный в количестве 85 кг/ч, содержит 45 вес.Х силиката натрия,в котором весовое отношение ЯО//МаО равнялось 2,Повышение экономичности процесса получения растворов силиката щелочного металла и его упрощение достигается засчет использования песка грубого по-мола вместо тонкоизмельченного оксида кремния (экономия энергии надробление и следовательно, капитало"вложений), устранения перемешиваниясмеси песок - щелочной раствор (эко"номия вложений и энергии), устранения специализированных фильтрующихустройств (экономия вложений) и непрерывного режима работы без использования дополнительной энергии извне.Формула изобретения1, Способ получения раствора силиката щелочного металла с массовым отношением диоксида кремния к оксиду щелочного металла не более 2,5, включающий взаимодействие раствора гидро-, окиси и кюрбоната щелочного металла1311615 П р и о р и т е т там:16.04,82 по и,1;25,02,83 по п.2. по пункСоставитель Г. ЛеонтьеваТехред Л,СердюковаКорректор М, Демчик Редактор й. Середа Заказ 1905/57 Тираж 456 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д.4/5 Производственно-полиграфическоепредприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 5,с кварцевым песком Фракции 0,13 ". 0,85 мм при 160 - 225 С и давлении,превышающем давление насыщенного пара жидкой аэы системы при даннойтемпературе, о т л и ч а ю щ и йс я тем; что, с целью упрощения способа,. взаимодействие ведут путем пропускания раствора с концентрацией11,2 " 26,7(в пересчете на оксидщелочного металла) со скоростью 3,25- 1010,8 м/ч через неперемешиваемый слойкварцевого песка, причем оба компонента подают сверху вниз в трубчатыйвертикальный реактор при массовом соотношении диоксида кремния к оксиду 15щелочного металла,равном 1,015 -2,51:1. 2, Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что раствор гидроо" киси щелочного металла, подаваемый в реактор, получают путем гомогенно" го и экэотермического смешивания концентрированного раствора гидрооки" си щелочного металла и воды, предварительно нагретых путем косвенного теплообмена раствором силиката, щелочного металла, выходящего из реактора.