Способ получения метасиликата кальция

2) Авторы изобретени Геворкян и А. М фарян нститут общей и неорганической химин,Л Афйцврюй ССР ТЧ) Заявител ПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАСИЛИКАТА КАЛЬЦИЯ 1Изобретение относится к производству силикатных материалов, в частности к силикатным наполнителям и пигментам (промышленность палимеров, лакокрасочная, бумажная и т.п,), а также к комплексной переработке ащомосиликатных пород в глиноземном производстве.Извесген способ получения метасиликата кальция путем каустификации щелочно-кремнеземистого раствора иэвеотью или известковым молоком при повышенных температурах, которую прово-, дят в две стадии и на вторую подают 113 исходного раствора1,1 . Недостатками известного способа яв ляются большой расход энергии при обжиге карбоната кальция; для получения целевого продукта используют известь или известковое молоко; сложность аппаратурного оформления; сложность прс- цесса, включающего двухстадийную кауо тификацию; большой расход алектроэнер гии. Наиболее близким к изобретению идостигаемому результату является способполучения метасиликата кальция путемвзаимодействия карбоната кальция соцелочно-кремнеземистым раствором приповышенной температуре с последующейфильтрацией, промывкой и сушкой Г 2Недостатками известного способа являются частичный переход из карбонатакальция Ы - иона иэ твердой фазы в 1 ажидкую: большой расход щелочно-кремне барземистого раствора (имея ввиду :=0,2-0,8); необходимость дальнейшейобработки полученного маточника для 1 обескремнивания (имея ввиду получениесиликатных продуктов) щелочных. растворов, для повторного использования и.щелочных растворов в технологическом гоцикле; необходимость каустификациищелочных карбонатов, обраэукяпихся вовремя процесса, для обеспечения повторного. использования щелочного раствора; с увеличением содержания СОв- иона3 08в растворе задерживается поучение ."а 2 Окатгидросипиката кальция ,О 0,67).а О карЬЦелью изобретения является упрошу.ние и удешевление процесса.Поставленная цель достигается описываемым способом получения метасиликата кальция, включающим взаимодействиенефелинового шлама со щелочнокремнеземистым раствором с соотношениемКоО,/аО, Ъ, равным 1,21,33,при повышенной температуре споследующей фильтрацией, промывкои исушкой, причем нефелиновый шлам бесрут с молярным соотношением=1,65-2,66, обработку которого ведут,щелочнокремнеземистым раствором,полученным после гидрохимической обработки нефелинового шлама содовым раствором с содержанием 50-90 г/л 510 д,80-120 г/л Иа О а и 60-100 г/лМааОкарь.25Отличием способа является использование в качестве исходного компонентанефелинового шлама и указанные моляр. ные соотношения.При комплексной переработке нефельнового концентрата на глинозем, поташ,соду, портландцементный клинкер на действующих заводах возможно и получениегидрометасиликата кальция как адсорбента, необходимого для народного хо 35зяйства,Нефелиновый шлам гидрохимически обрабатывают содовым раствором для полного извлечения 510 и получения однокомпонентной шйхты для цементного, 40производства (2,5-3 СаО 510 ) и получают карбонат кальция (СаСО), пригодный для повторного использования вглиноземном производстве для приготовления шихты спекания. Содовые же раса45воры частично каустифицируют и получают едкий натр.С увеличением ОН - иона в растворево время каустификации уменьшаетсявзаимодействующий характер, карбонатного50раствора с нефелиновым шламом и происходит обратный процесс - 51 О переходит в осадок, а СО - в раствор, Привзаимодействии новообразованного наповерхности частиц нефелинового шламаСа СОс щелочно-кремнеземистым раство 55ром образуется гидросиликат кальция.7Уменьшение же содержания со - иона врастворе показывает, что увеличение в 82 4исходном щелочно-кремнеземистом растворе его содержания ухудшает процесс взаимодействия нефелинового шлама сшелочно-кремнеземистым раствором исоответственно получение гидросиликатакальция,В данном способе представлен оптимальный химический состав исходногощелочно-кремнеземистого раствора с со-"а 2 Окастотношением=1,2 1,33. ПриаукарЪснижении этого соотношения происходитчастичная каустификация натриевого карбоната нефелиновым шламом и не получается кондиционного продукта, Для получения кальция используют щелочно-кремнеземистые растворы, которые получаютпри гидрохимической обработке нефелинового шлама содовым раствором и содокаустическим раствором кремнеземсодержашего сырья, Это не те растворы,которые, в основном, можно получатьпри комплексной переработке нефелинового сырья,Полученный щелочно-кремнеземистыйраствор после гидрохимической обработки нефелинового шлама содовым раствором с содержанием 5 Од 9-30 г/л повторно используют для гидротермальнойобработки. нефелина с получением щелочно-кремнеземистых растворов с содержакием %Од 30-90 г/л.Кроме этого, малокремнеземсодержащие кремнеземистые растворы осаждаютсиликагель путем карбонизации, которыев дальнейшем растворяют в содо-каустическом растворе предлагаемых концентраций и т,д.Предлагаемые концентрации шелочнокремнеземистого раствора 50-90 г/л510, 80-120 г/л ИюьОкаси 60100 г/л йа О, Ъ являются оптимальны.ми, обеспечйвают успешное протеканиепроцесса.Содержание щелочно-кремнеземистогораствора ниже 50 г/л 50 и 60 г/лМаОс,ръ.не целесообразно, так как этоухудшает и усложняет процесс взаимодействия нефелинового шлама с раствором. Повышение же йсО,дЪ выше100 г/л приводит к получейию некондиционного гидрометасиликата натрия,при этом молярное соотношение 510 оповышается от 0,9-1,05 до 1,2-1,5;Увеличение концентрации кремнеземавыше 90 г/л до 150 г/л практическине возможно, так как при переработкенефелинового сырья и нефелинового шла5 9868ма такие концентрированные растворы не получают. Их же получение очень усложЪ няется и удораживает процесс, так какприводит к большому расходу энергии, уменьшается производительность фильтра, увеличивается степень промывки полученного осадка, усложняется аппаратурное оформление и требуется соответствующее оборудование.Содержаняе кремнезема щелочно-крем неземистого раствора и натриевого карбоната также служит достижению цели,так как процесс взаимодействия нефелинового шлама успешно протекает впредлагаемых пределах, выход же за 1 эти пределы ухудшает процесс взаимодействия. Так,например, увеличениеэтих содержаний не приводит к получению кондиционного продукта, чувствуется влияние СО 2 -иона и в этих условиях 203намного увеличиваются теплоэнергетические расходы, требуются специальныеаппараты и агрегаты.=1,65 увеличивается твердая 2 СсО %Одфаза (нефелинового шлама) в реакционнойсмеси, что соответственно приводит к получению не кондиционного продукта/30 и присутствию нереагирующего СаО в продукте. Когда в фильтрате остается15-17 г/л 50, при поднятии температуры процесса до 150 С получается коц- .о Химический состав использованногонефелинового шлама %: йд 0 Проч, (ппп+вл)1,7 4,7 Мг О, Гео2,68 2,75 СаО 57,8 Я О 30,2 43Яй 20 ГЕ О а О 1,83 1,76 0,93 Проч. (шпт 1 вл) 6,37 СаО 42 7 510 45,36120.2 г/л Ма 0 ас, 102 г/л йаОкр. и поднимают температуру до 100 С с экспозювей 2,5 ч при Ж:Т=6;1. После фильтрации и промывки полученной суопензии осадок сушат. Получают 70 г сухого осадка, имеющего химический состав, %: Ге 05 . 020 Проч. (ппп+вл)175 083 70 П р и м е р 1. Берут 35 г нефели-. нового шлама и смешивают в реакторе с 4 Е 310 мл щелочно-кремнеземистого раствора, имеющего 88,7 г/л 60, 98,2 г/л Ма Окаси 70 г/л Й 1 дОкарб и поднимают температуру до 100 С с250 мл фильтрата с 53,7 г/л 5 О,. 10,37 г/л йаок,си 62,7 г/л ЙадОцрб Ю П р и м е р 2. Берут 55 г нефелинового шлама и смешивают в реакторе с 300 мл щелочно-кремнеземистогоИ раствора с содержанием 88,7 г/л 50 у,5 Ог . С О ИО 46, 12 43 1 1,73 52 6диционный продукт, но лри атом усложЪняется и удораживается процесс за счетувеличения теплоэнергетических расходови степени промывки полученного осадкасодовым раствором.Повышение же молярного соотношения5 Одвыше 2,66 приводит к увелиЙСОО 5 0 ению степени взаимодействия, но с ув ,личением при этом жидкой фазы уменьшается производительность фильтра, Следовательно, предлагаемые значения упрощают процесс фильтрации.Способ состоит в следующем.Щелочно-кремнеземистый раствор с содержанием 50-90 г/л 50, 80-;120 г/л ча 20 к ус, 60-100 г/л МбОк к смешивают с нефелиновым шламом сВ 0 молярном соотношением С а 0 5;0 .=1,65-2,66 в реакторе при Ж:Т=(6- -10):1 и температуре 90-100 С в те 2 чение 1,5-2,5 ч. Полученную суспензиюфильтруют и промывают и в результате получают гидрометасиликат кальция с удельной поверхностью 200-225 м /г,3 Нефелиновый шлам измельчают до тоннины помола, проходящей через сито 0,12 мм, потом используют для ведения процесса. экспозицией процесса 1,5 ч, при Ж:Т= 10: 1.После фильтрации и промывки полученной суспензии осадок сушат. Получают 45,2 г сухого осадка со следующим химическим осадком, %:ЯО Са 0 ЯЕдО Се О йда Пр ь (и +вл)4465 43 ф 7 186 . 3 81 098 887 нокремнеземистый раствор берут с соот-,ношением ИаО, .о/ИюОК,5, равным 1,2-1,33.2 КарбМ2. Способ по п,1, о т л и ч а ю -щ.и й с я тем, что нефелиновый шламберут из.расчета молярногос.соотношения94 О /2 СООЯОравного 1,65-2,66.3, Способ по п,1, о т л и ч а ю -й щ и й с я тем, что в качестве шелочнокремнеземистого раствора используютраствор, получадщ после гидрохимичеокой обработки нефелинового-шлама соловым растВором, .содержащий:"50-90 г/лИ Ь 02, 80-120 г/л Иа 20 кюст и 60-100 г/л МуОкарбИсточники информациипринятые .во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЗэ М 281438, кн. С 01 В 33/24, 1970.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке % 2931498/23-26,кл. С 01 В 33/24. 3.,980 (прототип) и 245 мл фильтрата с содержанием: 18,32 г/л 60, 83,7 г/л ЙаОк,с и 57,9 г/л ЙбОщрб.Предлагаемый способ прост в исполнении, удешевляет процесс получения метасиликата кальция за счет использования шлама и дает большой экономичео кий эффект. формула изобретения 1. Способ получения метааиликата кальциявключакеций взаимодействие кальцийсодержащего материала с щелочно-кремнезвмистым раствором при ловы щенной температуре с последуквцвй фильтрацией, промывкой и сушкой, о т л ич а ю ш и й с я тем, что, с целью упрощения и удешевления процесса, в качестве кальцийсодержащего материала используют нефелиновый шлам, а щелоч Составитель Т. Беренштейн Редак ор Г, Прус а Техред ИГайду Корре ор Бо ан Л. БокшанЗаказ 3,0425/28 Тираж 469 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП Патентг. Ужгород, ул. Проектная 4 7 ОМй 82 . 8и 210 мл фильтрата с содержанием: ЬзО, 80,7 г/л НбОк с и 60 г/л 17,3 г/л ИОу 127,5 г/л Мсдбкус Ма 3 Ои поднимакг температуру доОРи 94,8 г/л Йс 0 к б . 100. С с экспозицией процесса 2,0 чП р и м е р 3. Берут 35 г кефели- при Ж:Т=ХО:1. После фильтрации и пронового шлама и смешйвают в реакторе смывки полученной суспензии осадок су мл щелочно-кремнеземистого раса шат. Получают 44,5 г сухого осадка са вора, имеющего содержание 55,З г/лследуюшим химически составом, %: