C01B33 / 32 - силікати лужних металів (C01B 33/26 має перевагу)
Власники патенту RU 2430018:
Державна освітня установа вищої професійної освіти "Братський державний університет" (RU)
Винахід може бути використано у виробництві будівельних матеріалів. У лужному розчині готують суспензію відходу виробництва феросиліцію - мікрокремнезема, що представляє собою вуглецю-кремнеземний матеріал з розміром частинок 0,01-200 мкм, що включає 6-14% вуглецевої частини, представленої кристалічної складової у вигляді β-SiC і графіту, а також кремнеземисті частина , представлену аморфним SiO2. Суспензію нагрівають до 63-65 ° С при атмосферному тиску і постійному перемішуванні зі швидкістю 1,5-2 об / сек. Площа перемішують лопатей становить 2/3 площі поперечного перерізу суспензії. Винахід дозволяє спростити процес отримання однорідного за складом рідкого скла, знизити енергозатрати.1 табл.
Винахід відноситься до технології отримання рідкого скла для виробництва будівельних матеріалів.
Відомий спосіб отримання рідкого скла, що полягає в сплаві щелочесодержащіх компонентів (кальцинована сода, поташ, сульфат натрію) і меленого кварцового піску в силікат-брилу при температурі 1300-1400 ° С і подальшого її розчинення в автоклавах при температурі 150-175 ° С і тиску 0,4-0,8 МПа протягом 4-6 годин [А.с. СРСР №272273, Кл. C01B 33/32, 1970].
Недоліками цього способу є трудомісткість процесу, необхідність складного технологічного обладнання і великої витрати енергії.
Недоліками цього способу є великі енерговитрати і тривалість процесу; отримання продукту неоднорідного складу; неможливість використання кремнеземистого сировини з більш дрібним розміром частинок; неповна утилізація мікрокремнезема.
Завданнями, які розв'язуються пропонованим винаходом, є спрощення процесу отримання рідкого скла і поліпшення його якості.
Технічний результат - отримання якісного, однорідного за складом рідкого скла, зниження енерговитрат і тривалості процесу його отримання, за рахунок чого знижується вартість готового продукту.
Зазначений технічний результат досягається тим, що спосіб отримання рідкого скла включає приготування суспензії з вуглецю-кремнеземистого матеріалу в лужному розчині гідроксиду натрію з подальшим нагріванням, а приготування суспензії здійснюється з відходу виробництва феросиліцію - мікрокремнезема - вуглецю-кремнеземистого матеріалу з розмірами частинок 0,01 200 мкм, вуглецева частина якого на 6-14% представлена кристалічної складової у вигляді β-SiC і графіту, кремнеземиста - аморфним SiO2. нагрівають суспензію до температури 63-65 ° C при атмосферному тиску і постійному перемішуванні зі швидкістю 1,5-2 об / с, а площа, що перемішують лопатей становить 2/3 площі поперечного перерізу суспензії.
Як лужного компонента використовують натр їдкий технічний. Як вуглецю-кремнеземистого матеріалу використовують відхід виробництва феросиліцію - мікрокремнезема.
Спосіб полягає в наступному. Отдозірованние в заданих кількостях вихідні матеріали: мікрокремнезем і лужної розчин необхідної концентрації завантажують в мішалку з механічним перемішуванням і глухим паропроводом. При постійному перемішуванні за допомогою лопат, що мають площу 2/3 від площі поперечного перерізу суспензії, зі швидкістю 1,5-2 об / с вміст мішалки нагрівають до температури 63-65 ° C.
Після цього подачу тепла відключають, а температура піднімається до 90-95 ° C. При такій температурі здійснюється синтез рідкого скла.
Прийняті технологічні параметри обумовлені, перш за все, конструктивними особливостями мішалки. Швидкість перемішування, складова 1,5-2 об / с і площа, що перемішують лопатей, рівна 2/3 площі поперечного перерізу суспензії, зумовлюють швидке і якісне перемішування. Крім того, модифікація карбіду кремнію, що міститься в мікрокремнезема, також позитивно впливає.
β-модифікація відноситься до кубічноїсингонії, що вказує на однакову швидкість поширення теплоти в усіх напрямках кристала. Швидкість поширення теплоти по тілу кристала знаходиться в прямій залежності від того, уздовж якого лінійного елемента симетрії вона поширюється. У кристалах кубічної сингонії поверхню поширення теплоти має форму сфери. Отже, щодо теплопровідності кристали кубічної сингонії є ізотропним, тобто в усіх напрямках равносвойственнимі.
Таким чином, завдяки конструктивним особливостям мішалки і хорошою теплопровідності β-SiC сировинна суміш швидше нагрівається, тобто досягає необхідної температури.
Пропонований спосіб ілюструється наступним прикладом. Як вуглецю-кремнеземистого компонента використовують відхід виробництва феросиліцію - мікрокремнезем з розмірами частинок 0,01-200 мкм, вуглецева частина якого на 6-14% представлена кристалічної складової у вигляді β-SiC і графіту, а кремнеземиста - аморфним SiO2. У заданих співвідношеннях готують суспензію з 191 г мікрокремнезема, що виходячи з хімічного складу становить 164 г двоокису кремнію, 380 г їдкого натру, що відповідає 164 г Na2 O, 1360 г води. З їдкого натру і води готують розчин необхідної концентрації, куди потім всипається мікрокремнезем і все перемішується. При постійному перемішуванні зі швидкістю 1,5-2 об / с суспензію нагрівають до 63 ° C. Після чого подачу тепла відключають, а температура суспензії за рахунок екзотермічних реакцій піднімається до 90 ° C. Такий режим в мішалці підтримують до тих пір, поки суспензія не стане прозорою, а на її поверхні не з'явиться тонка плівочка - свідчення повного розчинення двоокису кремнію з утворенням рідкого скла. Отримане рідке скло не очищають. Силікатна модуль готового продукту n = 1, а щільність ρ = 1,28 г / см 3.
Аналогічним чином приготовлені ще три склади рідкого скла.
У таблиці наведено параметри отримання рідкого скла за пропонованим способом, а також основні показники, що характеризують властивості рідкого скла.
Дані таблиці показують, що період нагріву сировинної суміші скоротився (порівняно з прототипом), в середньому на 25-30%, що дозволяє істотно зменшити енерговитрати на весь процес отримання рідкого скла. Крім того, пропонований спосіб дозволяє використовувати сировину з більш широким діапазоном розміру часток (від 0,01 до 200 мкм в пропонованому варіанті проти 10-200 мкм по прототипу), що істотно розширює сировинну базу і сприяє більш повному використанню великотоннажного промислового відходу, і дозволяє організувати безвідходне виробництво, тим самим сприяючи вирішенню екологічних проблем.
Спосіб отримання рідкого скла, що включає приготування суспензії з вуглецю-кремнеземистого матеріалу в лужному розчині гідроксиду натрію з подальшим нагріванням, що відрізняється тим, що приготування суспензії здійснюють з відходу виробництва феросиліцію-мікрокремнезема-вуглецю-кремнеземистого матеріалу з розміром частинок 0,01-200 мкм, вуглецева частина якого на 6-14% представлена кристалічної складової у вигляді β-SiC і графіту, а кремнеземиста - аморфним SiO2. нагрівають суспензію до температури 63-65 ° С при атмосферному тиску і постійному перемішуванні зі швидкістю 1,5-2 об / с, а площа, що перемішують лопатей становить 2/3 площі поперечного перерізу суспензії.
Винахід відноситься до будівельних матеріалів, переважно до виготовлення в'яжучих, і може бути використано при отриманні, зокрема, конструкційний матеріал.
Винахід відноситься до способів отримання кремнеземутримуючі сполучних, які використовують для отримання різних будівельних матеріалів і виробів з різними споживчими властивостями, а також для отримання фарб, покриттів, просочень.
Винахід відноситься до хімічної промисловості і може бути використано при виготовленні будівельних матеріалів, спеціальних бетонів і виробів на основі розчинних силікатів.
Винахід відноситься до будівництва і стосується промисловості будівельних матеріалів, а саме до способу отримання мінеральних в'яжучих кремнеземистого складу, і може бути використано при виробництві рідкого скла, різних видів бетонів, аеродромних і дорожніх покриттів, пеносіліката і пеностеклокерамікі, піноскла, цегли, клею, фарб, а також в ливарному виробництві та в інших областях.
Винахід відноситься до технології отримання рідкого скла для виробництва будівельних матеріалів.
Винахід відноситься до технології виробництва рідкого скла, застосовуваного на підприємствах машинобудування, целюлозно-паперових фабриках, в будівельній індустрії і т.п.
Винахід відноситься до виробництва будівельних матеріалів, зокрема до отримання розчинного скла (силікат-брили), і може бути використано для утилізації склобою.
Винахід відноситься до технології отримання рідкого скла і може бути використано при виготовленні будівельних матеріалів.
Винахід відноситься до технології отримання рідкого скла.
Винахід відноситься до технології неорганічних речовин і може бути використано при отриманні железокремніевих флокулянтів-коагулянтів і способу обробки з його допомогою стічних вод промислових підприємств, а також зливових вод, що містять нафтопродукти
Винахід відноситься до способів модифікування рідких стекол, які можуть бути застосовані для отримання терморегулювальних покриттів, застосовуваних в авіаційній, космічній промисловості, а також в інших областях техніки
Винахід відноситься до способів отримання рідкого літієвого скла, використовуваного для створення терморегуліруемих покриттів космічних апаратів нового покоління, а також у складах композиційних матеріалів, при виготовленні силікатних плівок, антивідблисків покриттів
Винахід відноситься до виготовлення твердих гелів на основі складних сумішей гідросилікатів лужних металів
Винахід відноситься до області відкриття способу (технологічного процесу) отримання твердих кристалів / гранул речовини динатриевой солі кремнієвої кислоти пятіводного, шестіводной, девятіводной (натрію метасилікат, торгова назва) з такої сировини, як діоксид кремнію (кварц, а також будь-кремній сировину, крем'яні відходи інших виробництв) і карбонату натрію (соди кальцинованої - торгова назва)
Винахід відноситься до технології отримання рідкого натрієвого скла, застосовуваного в будівництві, металургії, у виробництві паперу, синтетичних миючих засобів, клеїв, просочень, замазок, каталізаторів, електродів, адсорбентів, в процесах флотації, а також, для отримання кремнекислотним наповнювачів і високодисперсного діоксиду кремнію
Винахід може бути використано в хімічній промисловості. Рідке скло отримують взаємодією в замкнутому контурі водомісткими потоку з потоком розплаву силікату натрію з силікатним модулем 2,0-3,5. Надходження потоку розплаву силікату натрію в автоклав з водою здійснюють шляхом відкриття затвора плавильного агрегату, розташованого над автоклавом. Процес розчинення інтенсифікують за допомогою мішалки, а пара, що утворилася відводять по трубопроводу на зовнішнє використання. Запропоноване винахід дозволяє зменшити енерговитрати на процес розчинення силікату натрію в воді.
Винахід відноситься до технології отримання високомодульного рідкого скла для виробництва будівельних матеріалів і може бути використане при виготовленні теплоізоляційних виробів і в виробництві цинк-силікатних антикорозійного покриття. У нагрітий до 80-99 ° C розчин гідроксиду лужного металу з концентрацією 1,5-4,0% по масі вводять 15-25% аеросилу по масі з розміром частинок від 5 до 20 мкм, перемішують ультразвуком з частотою від 15 до 45 кГц , гомогенизируют і диспергируют розчин, багаторазово пропускаючи його через магнітне поле з індукцією в робочій зоні 0,05-0,4 Тл, і охолоджують до кімнатної температури. Технічним результатом винаходу є підвищення еластичності рідкого скла, його стійкості до солоній воді і впливу соляного туману. 1 мул.
Винахід може бути використано в хімічній і нафтохімічній промисловості, в сільському господарстві, будівництві, енергетиці, видобутку корисних копалин, а також в об'єктах військового і космічного призначення. Високомодульний рідке натрієве скло з модулем 3,8-4,5 отримують гідротермальної обробкою суспензії їдкого лугу і кремнезему з розміром частинок (10-40) * 10-6 м при атмосферному тиску і температурі 97-99 ° C при перемішуванні розчину з одночасною циркуляцією . На першому етапі процес ведуть при температурі 70-75 ° C і щільності 1,22-1,26 г / см3 протягом 30-40 хвилин, а на другому - при температурі 97-99 ° C і щільності 1,18-1, 22 г / см3 протягом 20-30 хвилин. Пристрій для отримання високомодульного рідкого скла виконано у вигляді прямокутної ванни 1, дно 2 якої служить «сорочкою» з теплоносієм і нагрівальними елементами 4. Для перемішування пристрій обладнаний занурювальним ультразвуковим випромінювачем 6 і насосом 5, що забезпечує циркуляцію. Поверхня нагріву і дно ультразвукового випромінювача 6 паралельні і виконані з кутом нахилу, тангенс якого дорівнює 0,075-0,100. Винаходи дозволяють скоротити тривалість процесу і спростити його, а також зменшити енерговитрати при високій якості високомодульного рідкого натрієвого скла. 2 з.п. фли, 1 мул. 2 табл.
Надати фінансову допомогу
проекту FindPatent.ru