Способ получения жидкого стекла

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 919992 Союз СоветскихСоциапистичеснихРеспублик(23) П риоритет С 01 В 33/32С 03 В 1/00 Ъаударстеенный комитет СССР до делам изобретений и открытий(53) УДК 661.1, . 022 (088,8) Опубликовано 150482, .Бюллетень14 Дата опубликования описания 150482(72) Авторы изобретения Б.К.Демидович, Л.Н.Новикова и В.И,Яилецкнй.-: Минский научно-исслматериалов Министематериало довательскии тва промышлен Белорусской ССР ьн(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО СТЕКЛА Изобретение относится к технологии получения жидкого стекла, широко применяемого во многих отрасляхпромышленности, в частности для производства строительных материалов,силикатных красок, клеящего и уплотняющего вещества и т.д.Известен способ получения жидкогостекла, который заключается в варкесиликат - глыбы из смеси щелочесодержащих компонентов (кальцинированной(0,4-0,8 МПа) в, течение 4-6 ч Г 13.Недостатками этого способа являются большие энергозатраты, трудоемкость и длительность,Наиболее близким по техническойсущности 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. Перлитовуюпороду в шаровых мельницах размалывают с раствором каустической соды, имеющим концентрацию МаО 80-140 кг/м , до размеров зерен менее 0,25 10 м в течение 25-30 мин, Полученную пульпу при соотношении твердой и жидкой фаз 1:(1,5-0,7) по" дают 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 23-25 от исходных материалов, а остаток, содержащий около 50-70 мас.4 50 от первоначального имеющегося в породе, повторно обрабатывают едкой щелочью для допол91999 нительного извлечения силикатовщелочных металлов 12)Однако известный способ характеризуется значительными затратамивремени и энергии на измельчениеБперлита и обработку (растворение)еге щелочью в автоклавных батареях,Кроме существенных энергозатрат идорогостоящего оборудования, технологический процесс в известномОспособе ведется при довольно большихрасходах щелочи, что также удорожает производство и способствует коррозии оборудования, уменьшая срокиего службы,15 Целью изобретения является сокращение длительности технологического процесса.Цель достигается тем, что приготовление суспензии осуществляют изкремнеэемсодержащего материала с размером частиц (0,05-5) 1,0 и в щелоч-ьном растворе с концентрацией МаОв растворе 40-76 кг/м при соотноше 3нии твердой и жидкой фаз 1:(5,2-8,4),а гидротермальную обработку проводят при 95-105 ОС и давлении (0,981,013)10 Па в течение 45-90 мин.В качестве кремнеземсодержащегоаморфного материала можно использовать отходы производства фтористогоалюминия,Способ осуществляют следующим образом.Отдозированные в заданных количе 35ствах исходные материалы: вода, щелочь или щелочной раствор известнойконцентрации и тонкодисперсный отходпроизводства фтористого алюминия оденовременно загружают в реактор приперемешивании. Продолжая перемешиватьдоводят содержимое реактора до кипеония и кипятят при 9-105 С и дввпе-.нии (0,98-1,013) 10 Па. Полученноежидкое стекло отделяют от осадка из 45вестным способом.В качестве кремнеземистого компонента используют отход производствафтористого алюминия с размером частиц (0,05) 10м, имеющего химсос- отав, мас.Ж: 510 87,47; А 10 2,39ГеО 0,08, СаО Ов 28, МдО 0,40;пп 8,76; МаО 0,04; К 10 0,02, а 2 авлажность 66 мас.3. В качестве щелочного компонента используют натрийедкий техническийКоличество водыдозируют с учетом влаги, имеющейсяв отходе производства фтористого алюминия и заданного соотношения твердой и жидкой фаз приготавливаемойсуспензий. Из указанных сырьевых компонентов в заданных соотношениях готовят суспензию из 0,075 кг отходапроизводства фтористого алюминия,что на сухое вещество составляет0,025 кг или,.исходя из химсостава,0,022 кг двуокиси кремния, 0,013 кгедкого натра, что соответствует0,008 кг МаО и воды. Количество воды дозируют с учетом влаги, вносимойс отходом и заданного соотношениятвердой и жидкой фаз в суспенэии,равного 8,4, т,е. количество водысоставляет 0,165 кг, а концентрациящелочи по На 0 40 кг/м . Все сырье 1вые компоненты: воду, едкий натрийи отход производства фтористого алюминия дозируют одновременно в реактор при непрерывном перемешивании июодогревании. Содержимое реакторапри постоянном перемешивании и атмосферном давлении (0,98-1,013)10 Падоводят до температуры кипения(,95-98 С), Такой режим в реактореподдерживают до тех пор, пока суспензия не превращается в прозрачныйраствор, что свидетельствует о полном растворении двуокиси кремния собразованием жидкого стекла. Продолжительность этого режима 45 мин,после чего прекращают перемешиваниеи подвод тепла к реактору. Полученное жидкое стекло имеет плотность1,075 г/см, а силикатный модуль2,65 Количество нерастворимого остатка 5,5 мас,/ по сравнению с количеством исходного отхода, что соответствует 94,5/ выхода готовогопродукта.Аналогичным образом приготовленыеще 9 составов жидкого стекла, Втаблице приведены технологическиепараметры получения жидкого стеклапо предлагаембму способу, а такжеосновные показатели, характеризующие свойства полученного жидкогостекла,919992 Свойства жидкого стекла Концентрация МаО,в жидкойфазе,кг/м Предлагаемыйспособ Соотношениетвердой ижидкой фаэв суспензии Дли 1 ельность обработки,мин. Выход готового проПлотность, Силикатныйг/см модуль дукта,мас. У,1:8,4 2,65 40 1,075 1;6,4 96 1,09 1:6,8 3,02 1,095 95,3 85 60 1:6,351:5,8 2,83 1,42 1,28 86 67 90,8 2,85 68 2,82 1 45 90 1:5,2 90,2 68 1,23 1:7,6 98,2 2,6. 7 1:6,8 96,2 76 50 1 37 60 87,5 2,82 1:6 1,25 1:5,2 1,26 61 90. 3,03 Формула изобретения Для приготовления стекла состава 7 используют отход производства фтористого алюминия, содержание двуокиси кремния в котором 90,8 мас.З, а в составах 9 и 10 тот же отход производства Фтористого алюминия с содержанием свободного двуоксида кремния соответственно 63 и 60 мас,. 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 соотношения твердой и жидкой фаз и изменяется от 95 до 105 ОС. Данные таблицы свидетельствуют, что выход готового продукта жидкого стекла составляет 85-98, причем продукт обладает следующими свойствами; плотность до 1,45 г/см., а силикатЬный модуль до 3,24, преимущественно 2,6-2,8, что соответствует требова" ниям ГОСТ 13078-67 "Стекло натриевое жидкое".Предлагаемый способ исключает процесс помола сырьевой породы, снижает расход щелочи в 2 раза, дорогостоящее автоклавное оборудование заменяется реактором, работающимпри атмосферном давлении, что позволяет сократить расход топлива. Кроме того, сводится до минимума нерастворимый остаток (осадок), сокращается в 2 раза длительность технологического процесса производстважидкого стекла. Все это обуславливает удешевление, упрощение. технологического процесса, сокращение его ЯОдлительности, увеличение срока службы оборудования, снижение себестоимости продукции на 25-354, Кроме того,использование в качестве кремнеземсодержащего материала отходов про"мышленного производства позволяет Я 5предотвратить загрязнение окружающейсреды путем организации безотходногопроизводства. 1, Способ получения жидкого стекла, включающий приготовление суспензии из кремнеэемсодержащего аморфного материала в щелочном растворе и последующую гидротермальную обработ.- ку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения длтельо: тСоставитель О.Самохина.Техред С.Иигунова Корректор В.Бутяга Редактор И.Митровка Заказ 2252/19 Тираж 514 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,919992 8процесса, приготовление суспензии используют отходы промышленногоосуществляют иэ кремнеэемсодержащего производства фтористого алюминия.материала с размером частиц (0,05-5)10 6 м в щелочном растворе с кон" Источники информации,центрацией йаО в растворе 40-принятые во внимание при экспертизе-76 кг/м при соотношении твердой и 1. Авторское свидетельство СССРвидкой Фав 1.(9,2-8,.0), а гидротер- и"272273, кл, С 01 0 33732, 1970,мальнуе обработку проводят при 9 2. Мелконян Г.С. Гидротермальный109 еС и давлении (О;98-1,013)110. Паспособ приготовления комплексногов течение 45"90 мин. 1 в стекольного сырья "каназит" на осно 2. Способ по и.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,