Способ получения диоксида кремния

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 51)5 С 01 В 33/12 ГОСП ЕНТ СССИСА юф бт ътл.-югекеасзъъъи руъ;"М "ГЯГ НИЕ ИЗО О РЕ ЕНИ В"Каме ь и силрудны место нерал (72) В, кян, Г раев, ленск (56) М приго сырья ии и гео .Баграм С.Мелко .И.Лука продукАйастПакл. С 01 стекл мый стронн силик свойст ния ст для пр алов д ремн идрот ГОСУД РСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДО СТВО СССР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬС юл, М 4 изводственноеобъединениеикаты" и Институт геологииож ений, пет ог а ии, мид рф химии АН СССРян, А.А.Саркисян, С.С,Папинян, В.В.Наседкин, А,М.Гашов, В,Д,Шевчук и О,Г,Зелконян Г,С. Гидротермальный спосоовления комплексного стекольногканазит на основе горных пород ов их переработки, Ереван,1977, с. 172-176,нт ф РГ йг РЯ 2633468,В 33/12 1975 ОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИОКСИДА Изоб етение относится к области хи Р ми ческой переработки неметаллических по лезны ископаемых, в частности, к способ получ ния диоксида кремния из кислы ватых горных пород. Предлагаеособ может быть использован в элекй промышленности для получения тных материалов с уникальными ами, например. сырья для получекловодов, полупроводников, а также изводства фильтровальных материя ультратонкой очистки.естен способ получения диоксида я из природного сырья, включающий рмальную переработку перлита, от(57) Использование: при химической переработке неметаллических полезных ископаемых, в частности, из кислых стекловатых горных пород. Сущность: Кислую стекловатую вулканическую породу обрабатывают при 100 - 180 С раствором щелочи при концентрации йа 20 100 - 200 г/л и соотношении Ж;Т = 2 - 4 в течение 1 - 5 ч, затем удаляют твердый осадок, Оставшуюся жидкую фазу подвергают магнитной обработке при напряженности электромагнитного поля 500 - 1000 кА/м и скорости прохождения жидкой фазы через электромагнитное поле 2 - 4 м/с, нагревают до кипения и добавляют смесь оксида кальция и нитрата алюминия при массовом соотношении добавок 1:(0,1 - 1,0) и количестве смеси 0.3 - 0,5 г/л. кипятят 10 - 20 мин, затем фильтруют, Полученное жидкое стекло подвергают обработке минеральной кислотой с последующей фильтрацией, промывкой и сушкой. 3 табл. еление осадка и его переработку минальной кислотой,Не остатками известного способа явл д яются низкий выход конечного продукта, наличие большого количества примесей в целевом продукте и низкое содержание диоксида кремния в конечном продукте,Наиболее близким техническим решением для достижения цели предложения заявителя является способ получения диоксида кремния из кварцевых песков, включающий измельчение природного кремнеземсодержащего сырья (кварцевого песка) до размера менее 0.5 мм, многократ 17913835 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ные обработки минеральной кислотой, фильтрации, промывки и сушку осадка,Основными недостатками способа являются невысокая чистота получаемого продукта, содержащего красящие примеси (оксиды железа) в количестве более 0,001 и использование узкой и дефицитной номенклатуры сырьевых материалов - использование кварцевых песков с содержанием кремнезема не менее 95, Такие горные породы встречаются в ограниченном количестве и требуют тщательного изучения для выделения блоков кондиционного высококремнеземистого сырья.Целью предлагаемого способа является повышение чистоты целевого продукта и расширение номенклатуры используемых сырьевых материалов.Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения диоксида кремния, включающего измельчение кремнеземсодержащего сырья, обработку его минеральной кислотой, фильтрацию, промывку и сушку, согласно изобретению в качестве исходного сырья берут стекловатую вулканическую породу. до обработки минеральной кислотой ее предварительно обрабатывают при температуре 100 - 180 С раствором щелочи при концентрации МаО - 100 - 200 г/л и соотношении Ж:Т = =2 - 4 в течение 1-5 ч с последующим удалением твердого осадка от жидкой фазы, затем последнюю подвергают магнитной обработке при напряженности электромагнитного поля 500 - 1100 кА/м и скорости прахождения жидкой фазы через электромагнитное поле 2 - 4 м/с, нагревают до кипения и добавляют смесь оксида кальция и нитрата алюминия при массовом соотношении добавок 1,(0,1-1,0) и количестве смеси 0,3 - 0,5 г/л, кипятят 10 - 20 мин, затем полученную массу фильтруют и полученное очищенное жидкое стекло подвергаютобработке минеральной кислотой,Для пОяснения описания заявляемого способа представлены табл,1, 2 и 3, В табл.1 указаны химические составы основных разновидностей сырья для получения диоксида кремния по предлагаемому способу и способу прототипу, в табл,2 приведены результаты экспериментов при соблюдении технологического режима, в табл.3 приведены результаты контрольных примеров при нарушении одного из параметров технологического режимаП р и м е р ы, В качестве исходного материала для получения диоксида кремния взято сырье Паратунского месторождения перлита (Камчатская область), Химический состав перлита указан в табл.1. Исходное сырье размельчают в шаровой мельнице до получения фракции размером менее 0,1 мм, Затем его смешивают в автоклаве с предварительно залитым раствором щелочи при соотношении раствора и горной породы (сырья - Ж;Т по примерам ,и- 2, 3 и 4 соответственно. Содержимое автоклава по примерам ,инагревают до: 100, 150 и 200 С и выдерживают в течение 2, 3 и 5 ч соответственно, затем охлаждают ниже 100 С (для снижения давления в автоклаве до атмосферного) и фильтруют на барабанном вакуум-фильтре, разделяя продукты реакции - жидкое стекло и твердый осадок, Затем полученное жидкое стекло подвергают магнитной обработке на промышленной установке при напряженности магнитного поля по примерам ,и- 500, 800 и 1100 кА/м и скорости прохождения жидкого стекла через установку 4, 3 и 2 м/с соответственно, После магнитной обработки жидкое стекло нагревают до кипения и смешивают с оксидом кальция и нитратом алюминия, Массовое соотношение добавок составляет по примерам ,и- 1:0.5; 1:0,1 и 1:1 соответственно, а их общее количество по примерам ,и0,4, 0,5 и 0,3 г/л соответственно. Уменьшение количества добавок приводит к снижению чистоты конечного продукта (табл.2, зксп,УП), Жидкое стекло с осаждающими добавками кипятят по примерам ,и - 20 мин 15 мин и 10 мин соответственно, затем смесь фильтруют на пресс - фильтре и в очищенное жидкое стекло добавляют минеральную кислоту Н С, Н МОз) до достижения рН = 6,5-7, пульпу фильтруют на баоабанном вакуум-фильтре. после чего осадок промывают и сушат, получая в результате конечный продукт-диоксид кремния.Из табл,1 следует, что в качестве исходного сырья по предлагаемому способу можно использовать горные породы с содержанием кремнезема 69-75. тогда как по способу-прототипу используются породы с содержанием кремнезема более 95,Из табл. 2 можно сделать следующие основные выводы: 1, Конечный продукт, получаемый по предлагаемому способу, имеет большую чистоту по сравнению с продуктом, получаемым по способу-прототипу, Содержание основной вредной примеси - Ее 20 з уменьшается от 1,5 до 10 раз, 2. Содержание 502 в конечном продукте увеличивается с 96,0-96 5 до 98,0-98,5%,Использование предлагаемого способа получения диоксида кремния позволяет в конечном продукте количество примесей1791383 Таблица 1 Химический состав горных пород, пригодных к переработке по предлагаемому способу-прототипу,4 ,2 ,1 2,9 1,4 0.8 6,0 6,8 7,7 мзасидианрлитарцевый пек (по прототи 3,4 4,2 2,9 0,7 0,2 0,13 0,0 2,леды р и м е ч а н и е: 820 -йа 20+ К 20;ппп - потери при прокаливан аблица 2 Результаты экспериментов по получению диоксида кремни меры предложенного способа при соблюдении технологического ежима хнологические операции,их условия и результаты 1 - обсиходное 2 - пе ырьит 250 100 1 0 ия йа 20. г/лщелочи (по отассе исходного 5 онцентоличесению кья), Ж:Темпераремя обас 4 120330 ра, Саботки 00 токл 2 5 Р 20 з снизить и значительно повысить чистот диоксида кремния, Одновременно принципиально расширяется сырьевая база для получения диоксида кремния за счет использования широко распространенных относительно низкокремнеземистых горных и род вулканического происхождения, В к нечном счете последнее способствует у ешевлению целевого продукта, так как 1 т нна кварцевого песка оценивается на пор док дороже, чем 1 тонна вулканических и род.формула из о 6 рете н ия.Способ получения диоксида кремния, в лючающий измельчение кремнеземсод ржащего сырья, обработку минеральной к слотой, фильтрацию, промывку и сушку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью и вышения чистоты целевого продукта и р сширения номенклатуры сырьевых материалов, в качестве исходного кремнеземсодержащего сырья берут кислую стекловатую вулканическую породу, до обработки минеральной кислотой ее предварительно обра батывают при 100 - 180 С раствором щелочипри концентрации Иа 20 100 - 200 г/л и соотношении Ж:Т=2-4 втечение 1 - 5 ч с последующим удалением твердого осадка из жидкой фазы, затем последнюю подвергают 10 магнитной обработке при напряженностиэлектромагнитного поля 500 - 1100 кА/м и скорости прохождения жидкой фазы через электромагнитное поле 2 - 4 м/с, нагревают до кипения и добавляют смесь оксида каль ция и нитрата алюминия при массовом со-.отношении добавок 1; 0,1 - 1 Э и количестве смеси 0,3 - 0,5 г/л, кипятят 10 - 20 мин, затем полученную массу фильтруют и полученное очищенное жидкое стекло подвергают обра ботке минеральной кислотой,.( О м ; - . о о - с Ф СО х х о од мсчоф осч с СО О(ч ( м(осчф О о осч сС СО о ( Ф 5 ( о с о Х х Ф Ф о о до сч (д мсчо е с (1 О)(ч (о ь оО 1, с" СО Е,-,. О СОМ СЧ СЧ ОЪ 55йасРо лзо со лхх хв Е х о 5 Ф(с (. л х ( о Еоа Ф ( с о у оФо о сф х5 т о(о в уох Фоо ЛСО Фф О О 1- 5 аоа5 ФУЕФ (- х ) ( кФ ЩУ У 5 аФ СхдБ