Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО СТЕКЛА
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО СТЕКЛА

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО СТЕКЛА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к производству строительных материалов. Технический результат - сокращение длительности технологического процесса производства жидкого стекла, снижение температуры процесса. Приготовление суспензии осуществляют из кремнеземсодержащего аморфного материала с размером частиц (0,01-0,1)·10-6 м в щелочном растворе гидроксида натрия. Гидротермальную обработку суспензии проводят при атмосферном давлении и 70-75oС в течение 20-60 мин. 2 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2135410
Класс(ы) патента: C01B33/32
Номер заявки: 98105735/25
Дата подачи заявки: 23.03.1998
Дата публикации: 27.08.1999
Заявитель(и): Братский индустриальный институт
Автор(ы): Шарова В.В.; Подвольская Е.Н.
Патентообладатель(и): Братский индустриальный институт
Описание изобретения: Изобретение относится к производству строительных материалов.
Известен способ получения жидкого стекла, заключающийся в сплавлении щелочесодержащих компонентов (кальцинированная сода, поташ, сульфат натрия) и молотого кварцевого песка в силикат-глыбу при температуре 1300-1400oC и дальнейшего ее растворения в автоклавах при температуре 150-175oC и давлении 0,4-0,8 МПа в течение 4-6 час [А.С. СССР N 272273, кл. C 01 B 33/32, 1970].
Недостатком этого способа являются трудоемкость процесса, необходимость сложного технологического оборудования и большого расхода энергии.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения жидкого стекла, включающий приготовление суспензии из микрокремнезема - отхода производства кремния и гидротермальную обработку суспензии при атмосферном давлении и температуре 75 - 100oC в течение около 30 минут [А.с. 1518772, C 01 B 33/32, 1978].
Недостатками способа являются длительность технологического процесса производства жидкого стекла (около 30 минут) и его относительно высокая температура (75-100oC).
Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является упрощение технологического процесса получения жидкого стекла.
Технический результат - сокращение длительности технологического процесса производства жидкого стекла и снижение его температуры.
Указанный технический результат достигается тем, что приготовление суспензии осуществляют из микрокремнеземного аморфного материала - отхода производства кристаллического кремния с размером частиц (0,01-0,1) · 10-6 м в щелочном растворе гидроксида натрия. Гидротермальную обработку суспензии проводят при атмосферном давлении и температуре 70-75oC в течение 20-60 мин.
В качестве щелочного компонента используют натр едкий технический.
В качестве кремнеземсодержащего аморфного материала используют отход производства кристаллического кремния - микрокремнезем.
Способ состоит в следующем.
Отдозированные в заданных количествах исходные материалы: микрокремнезем, воду, известной концентрации щелочной раствор загружают в мешалку с механическим перемешиванием и глухим паропроводом. Химический состав микрокремнезема, концентрация Na2O в растворе, соотношение твердой и жидкой фаз следующие: 83-93 мас.% SiO2 и 6-16 мас.% углеродистых примесей (графит (C) и карборунд (SiC)); 95-100 кг/м3; 1:(2,3-5,1) соответственно. При постоянном перемешивании содержимое нагревают до температуры 70-75oC. После этого подачу тепла отключают, а температура поднимается до 90-95oC. Варится жидкое стекло при атмосферном давлении 20-60 мин.
Принятый температурный и временной режим процесса получения жидкого стекла обусловлен высокодисперсным состоянием микрокремнезема.
Микрокремнезем - отход производства кристаллического кремния на Братском алюминиевом заводе. Причем на 1 т кристаллического кремния получается около 1 т микрокремнезема. Удаляется микрокремнезем из газов, отходящих от рудотермической печи выплавки кристаллического кремния, перед выбросом их в атмосферу. Для этой цели используют газоочистное сооружение, которое условно можно разделить на несколько узлов:
1) Узел предварительной очистки газов.
Здесь улавливаются крупные частицы и щепа. Узел включает в себя прямоточные циклоны.
2) Узел кондиционирования и охлаждения.
Принцип действия заключается в увлажнении газов мелкораспыленной водой для уменьшения удельного электрического сопротивления пыли. Узел включает в себя скрубберы полного испарения, насосы, механические фильтры.
3) Узел пылеулавливания.
Состоит из горизонтальных четырехугольных электрофильтров и системы пылеудаления.
Для получения жидкого стекла по предлагаемому способу используется микрокремнезем, осевший в последнем по ходу движения газов поле. Размер частиц такого микрокремнезема составляет (0,01-0,1) · 10-6 м, что и обуславливает упрощение технологического процесса (снижение температуры и сохранение длительности варки жидкого стекла).
Предлагаемый способ иллюстрируется следующим примером.
В качестве кремнесодержащего компонента используют микрокремнезем, состоящий из частиц размером (0,01-0,1) · 10-6м.
В заданных соотношениях готовят суспензию из 350 г микрокремнезема, что исходя их химического состава составляет 304,5 г двуокиси кремния, 652 г едкого натра, что составляет 300 г Na2O, 1350 г воды. Все сырьевые компоненты: микрокремнезем, едкий натр и воду дозируют одновременно при непрерывном перемешивании. При атмосферном давлении и постоянном перемешивании суспензию нагревают до 70-75oC. При этой температуре начинает происходить растворение мельчайших частичек SiO2 в NaOH, что сопровождается повышением температуры до 90-95oC. Такой режим в мешалке поддерживают до тех пор, пока суспензия не станет прозрачной, а на ее поверхности не появится тонкая пленочка (свидетельство полного растворения двуокиси кремния с образованием жидкого стекла). Продолжительность этого процесса 60 мин. Полученное жидкое стекло не очищают. Плотность готового продукта 1,20 г/см3, силикатный модуль 1.
Аналогичным образом приготовлены еще 2 состава жидкого стекла.
В табл. 1 приведены технологические параметры получения жидкого стекла по предлагаемому способу, а также основные показатели, характеризующие свойства полученного жидкого стекла.
Данные табл. 1 показывают, что продолжительность гидротермальной обработки суспензии составляет 20-60 мин, а температура технологического процесса получения жидкого стекла - 70-75oC.
Как следует из данных табл.2, предлагаемый способ проще, отличается от известного меньшей длительностью технологического процесса.
Предлагаемый способ позволяет снизить температуру технологического процесса получения жидкого стекла с 75-100oC до 70-75oC. Кроме того, использование в качестве кремнесодержащего материала многотоннажного промышленного отхода позволяет организовать безотходное производство и тем самым способствует решению экологических проблем.
Формула изобретения: Способ получения жидкого стекла, включающий приготовление суспензии из микрокремнеземного аморфного материала - отхода производства кристаллического кремния в растворе гидроксида натрия и ее последующую гидротермальную обработку при атмосферном давлении, отличающийся тем, что частицы микрокремнезема имеют размер (0,01 - 0,1) · 10-6 м, а гидротермальную обработку проводят при 70 - 75oC в течение 20 - 60 мин.