Способ получения силиката натрия

(19) 01) ЗШ С 01 В 3332 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Белорусский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт им.С.М. Кирова(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 434060, кл, С 01 В 33/32, 1974.2. Авторское свидетельство СССР В 919992, кл. С 01 В 33/32, 1982. (54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИЛИКАТА НАТРИЯ, включающий обработку кремнегеля, являющегося отходом производства фтористого алюминия, раствором гндроокиси натрия при повышенной температуре и последующее отделение осадка, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения способа и повышения чистоты целевого продукта, обработку. кремнегеля раствором гидроокиси нат" рия ведут в присутствии кремнефтористоводородной кислоты, взятой в количестве 85-90 Х от массы фторида алюминия, содержащегося в кремнегеле, и при соотношении 80 : НаО,равном 1:1,8-2,2.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что кремнегель бе- рут следующего составамас.Х:Бд 02 23,3-73,1А 1 Оз 1,87-5,882,36-7,43Н О Остальное.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ 21 50 получения жидкого стекла, заключающийся в приготовлении суспензии из кремнесодержащего материала с размером частиц (0,05-5)10 м в щелочном растворе с концентрацией НагО 55 в растворе.40-76 кг/мз при соотношении 80 г : НагО " 1:(2,65-3,24) с последующей гидротермальной обработФ 1121Изобретение относится к способам получения силиката натрия, который используется дпя производства детергентов, пенокерамики, огнестойких и теплоизоляционных материалов и ингибиторов коррозии.Известен способ 1 получения метасиликата натрия с использованием в качестве кремнеземсодержащего сырья вулканического пепла сос О тава, мас.7:ЫО 62-72А 1 г Оз 14-18Ге,О, 0,5-2СаО 0,5-1,2 15ВагО 2-3,52,5-3,4Остальное п.п.п.Способ заключается в обработке пепла раствором ИаОН при температуре 20 кипения (106-110 С) и соотношенииоТ:Ж = 1:5 в течение 30 мин, после чего пульпу фильтруют с получением раствора состава, г/л:МО 90/100А 1, Оз 0,05-0, 1Ге,с 0,05-0,1На 0 200-300Из кремнеземного раствора кристаллизуют метасиликат натрия, Нерастворив-З 0 шийся осадок представляет собой алюмосиликат натрия - гидроксилсодалит состава, мас.7:Бз.О 40-43А 1 г Оз 23-25Ре 0 1,2-2,3СаО 2,1-2,5Иа О 13-141,2-1,5Недостатки известного способа - 40 низкая степень использования кремне- содержащего сырья (степень переходов составляет 75-853) и недоступность используемого кремнеземосодержащего сырья и необходимость пред варительной подготовки исходного сырья. 233 2кой при 95-105 С и давлении (0,98+ +1,013)105 Па в течение 45-89 мин. В качестве кремнеземсодержащего материала используется кремнегель - отход производства фтористого алюминия.Использованный кремнегель, практически не содержит примесей фтористого алюминия, а именно, мас.7.:80 87-472,39СаО 0,28Ге О 0,08т.е. получение кремнегеля отвечающего по составу приведенному в указанном способе, необходима длительная отмывка промышленного отхода водой, что приводит к образованию значительного количества кислых фторсодержащих стоков, требующих утилизации. Кроме того, невозможно использовать промышленный кремнегель (отход производства фторида алюминия) для получения качественного целевого продукта и необходима предварительная очистка кремнегеля от примесей, требующих для своей утилизации дополнительных технологических операций.Цель изобретения - упрощение способа и повышение частоты целевого продукта.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения силиката натрия, в котором кремнегель - отход производства фторида алюминия состава, мас,7:ЯдО 23,3-73,1А 1 г Оз 1,87-5,882,36-7,43Н 0 Остальное обрабатывают раствором гидроокиси натрия при соотношении ЯОг: Иа,О = = 1:1,8-2,2 в присутствии кремнефтористоводородной кислоты, взятой в количестве 80-903 от массы А 1 Р, в кремнегеле при повышенной температуре с отделением образующегося осадка.Отличительными признаками предлагаемого способа являются; использование кремнегеля состава, мас.Х:810 г 23 з 3 73 ф 11,87-5,882,36-7,43Н 0 Остальноедля получения метасиликата натрия, обработка кремнегеля гидроокисьюнатрия при соотношении ЯдОг:ИагО =1121233 з1:1,8-2,2, использование кремнефтористоводородной кислоты в количестве 80-907 от массы А 1 Г , содержащегося в кремнегеле.Применение кремнегеля, по химическому составу отличающегося от указанного, не позволяет достигнуть целей изобретения, т.е. кремнегель, не содержащий примесей, в технологии производства фторида алюминия получить практически невозможно без дополнительной очистки, а применение кремнегеля с более высоким содержанием примесей тоже нецелесообразно, поскольку это привело бы к загрязнению метасиликата натрия,Использование соотношения ЯдО,МагО, равного 1:1,8, не позволяет получить достаточно высокую степень растворения кремнегеля и продукт, соответствующий ГОСТУ. Соотношение БдО, : ИагО ( 1:2,2 не дает положительного эффекта по сравнению с . достигнутым и приводит к перерасходу.Кремнефтористоводородная кислота играет в предлагаемом способе роль осадителя примесей кремнегеля. Введение ее в количестве, меньшем 85% от массы А 1 Рг кремнегеля, не обеспечивает получение конечного продукта 1Э свободного от токсичных соединений фтора, что очень важно, поскольку метасиликат натрия практически весь используется для целей бытовой химии. Введение же НгБдР 6 в количестве, большем 907, от массы А 1 Г не дает увеличения положительного эффекта. П р и м е р 1. В щелочностойкий сосуд помещают 103 г 45%-ного раство ра ИаОН, нагревают до 95 С и вносят 85,5 г кремнегеля состава, мас.7:ебд 02 23 3А 1 гОз 1 ф 7Г 2,36Н,О 72,47т.е. соотношение Яд 02 : На 20 равно 1:1,8. Растворение проводят в течение 30 мин, затем прибавляют 19,8 г Н, БдГ 6 (13,2%-ной), что составляет 85% от массы А 1 Р , содержащегося в кремнегеле, и перемешивают раствор при той же температуре еще 30 мин, Затем раствор фильтруют, получая 139 г фильтрата состава, мас. :.БдО 13,7Ма,О 19,35Р0,13 0,07Н,О Остальное,и осадок, после сушки которого при.100 С получают 26,7 г осадка состао5 ва, мас.7.:ЯдО 9,29А 1,0 Э 6,112,5Иа,О 31,010 НО 41, 11Степень перехода Бд 02 в растворсоставляет 92 ма с .7П р и м е р 2. В щелочностойкийсосуд помещают 127 г 457-ного раст 15 вора ИаОН, нагревают до 95 С и вноосят 40,3 г кремнегеля состава,мас.7:БдО 46,2А 1,0 3,87Р 4,89Н О 43,04и 40 мл Н, О, т. е . соотношениеБдО,: Иа,О равно 1:2,2. Растворениепроводят в течение 40 мин, затемприбавляют 17,25 г Н, ЯдГБ (13,2/-ной),25 что составляет 87,57 от массыА 1 Р , содержащегося в кремнегелс, иперемешивают еще 40 мин при той жетемпературе. Затем раствор фильтруют,получая 145 г фильтрат состава,ЗО мас.7.:БдО, 13,2Наг О 24,40,06А 12 Оз 0,09Н 20 Остальное.и осадок, после сушки которого прио100 С получают 20,4 г осадка состава,мас. :БдО 9,04 О А 12.0 э 7,7Р 8,9Иа,О 39,235,2Степень перехода БдО, в раствор45 составляет 98 мас.7П р и м е р 3. В щелочностойкийсосуд помещают 115 г 45%-ного раствора нагревают до 95 С и вносятО27,4 г кремнегеля состава, мас.Х;50 73,1А 1 г Ог 5,88Р 7,43Н,О 13,59и 50 мл Н,О. Соотношение БдО : Ба О2равно 1:2. Растворение проводят втечение 35 мин, затем прибавляют17,8 г Н, БдР 6 (13,2%-ной), что составляет 90 от массы А 1 Г содержа- .5 1121233щегося в крейнегелеи перемешивают ИаОН концентрацией 76 кг/мнагрепри той же температуре еще 35 мин. вают до 95 С и вводят 85,5 г кремнеЗатем раствор фильтруют, получая геля указанного состава, т.е. соот 135 г фильтрата состава, мас.%: ношение ВО, : Ма,О равного 3,24:1.83.0 14,0, 5 Полученную суспензию выдерживают,вИа О 23,7 сосуде с обратным холодильником в теА 12 О 0,07 чение 90 мин. Затем фильтруют, полу 0,12 чая 110,5 фильтрата состава, мас.%:НО , Остальное 80, 1,2и осадок, после сушки которого при1 ОМа,О 5,6100 С получают 22,5 г сухого осадка, Г 1,63состава, мас %: А 1 О 0,1280 8,9 Н О ОстальноеА 1 0 7,1 и 80 кг влажного осадка состава,9,2 мас.%:Иа,О 35,6 Щ 23,539,2 2Степень перехода 8102 в раствор Р 0,4составляет 96 мас.%. ОстальноегоП р и м е р 4, Осуществляют по Степень перехода 810, в растворусловиям прототипа, но используя про- сосТавляет 6,5%,мышленный кремнегель состава, про- В таблице приведены сопоставительведенного в примере 1, В щелочностой- ные данные получения силиката натриякий сосуд помещают 105 г раствора согласно изобретения и прототипа.с Состав исходного. кремнегеля,мас.% Состав конечного раствора,мас.%Степень Способ полу чения силирастворения, ЫО% ката натрия 8102 Ма,О А 1,0, Р 31-33 10-12 Нет данных Нет Осталь,5 дан- ное 98,2ных Прототип 87,47 2,39(базовыйобъект) 1,2 5,6 0,12 1,63 2,36 72,47 6,5 Прототип, 23,3 1,87 но с про- мышленным кремнегелем Предлагаемый способ по примерам 123.3 187 2.36 7247 92 46,2 3,87 4,89 43,04 98 137 1935 007 013 13,2 24,4 0,09 0,06 140 237 007 012 73,1 5,88 7,43 13,59 96 55 да кремнезема в раствор очень мала(6,5%). В то же время кремнегель используемый в прототипе (базовом объекте) не является промышленным Как видно из таблицы, при использовании промышленного кремнегеля невозможно получение товарного жидкого стекла, так как степень перехо1121233 Составитель Т. ЧиликинаРедактор Т. Парфенова Техред З,Палий Корректор И. Муска Заказ 7877(16 Тираж 463 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб ., д. 4/5 филиап ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 образцом и для его получения необходима предварительная очистка кремне- геля от примесей,Таким образом, предлагаемый способ позволяет упростить производство силиката натрия из кремнегеля,т.е. использовать промышленный кремнегель без его предварительной очистки и повысить ее степень очистки 5 продукта по фтору.