СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО СТЕКЛА Российский патент 1997 года по МПК C01B33/32 

Описание патента на изобретение RU2081826C1

Изобретение относится к производству силикатов натрия и может быть использовано как самостоятельный продукт, а также в мыловаренной, жировой, химической, машиностроительной, текстильной промышленности, в том числе для производства картонной тары, в черной металлургии для производства сварочных материалов, в качестве связующего материала при изготовлении форм и стержней в литейном производстве. Перспективно применение жидкого стекла в качестве связующего древесно-стружечных и древесно-волокнистых экологически чистых плит и в резино-технических изделиях.

Известен способ получения раствора силиката натрия, включающий предварительную прокалку диатомита, обработку его раствором гидроокиси натрия с концентрацией 2-8% при нагревании. При этом получают жидкое стекло с силикатным модулем 1,2-4,2 [1]
Недостатком известного способа является относительно низкий выход целевого продукта 40-50% и недостаточно высокий силикатный модуль 1,2-4,2. Кроме того, здесь проводят предварительную подготовку диатомита прокалку при 550-700oC, что требует дополнительных энергозатрат. В процессе прокалки диатомит набухает, медленнее отстаивается, отфильтровывается, что затрудняет технологический процесс.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения жидкого стекла, включающий обработку опоки 10% раствором гидроокиси натрия в течение часа при температуре 85-90oC. Выход жидкого стекла по SiO2 равен 70-74% с силикатным модулем 3,0 [2]
Недостатком известного способа является недостаточно высокий выход жидкого стекла по SiO2 и относительно низкие значения силикатного модуля.

Задачей изобретения является повышение силикатного модуля жидкого стекла и увеличение его выхода по SiO2.

Поставленная задача решается тем, что согласно способу получения жидкого стекла, включающему обработку опоки раствором гидроокиси натрия при нагревании с последующим отделением продукта путем декантации используют опоки химического состава (% к весу сухого вещества): SiO2 69-89, Al2O3 3,94-11,6, TiO2 0,16-0,55, Fe2O3+FeO 1,44-3,6, CaO 0,2-0,9, MgO 0,5-1,2, Na2O 0,08-1,10, K2O 0,70-1,53, MnO 0,01, свободный SiO2 от 65 до 79% гидроокись натрия с концентрацией 6-8% при соотношении Т Ж1:3.

При обработке опоки раствором гидроксида натрия происходит разработка ее поверхности, определяемая таким параметрами, как удельная поверхность и объем пор, от которых зависит силикатный модуль получаемого в конечном итоге жидкого стекла. В табл. 1 приведены результаты эксперимента, показывающие влияние концентрации гидроокиси натрия и времени процесса получения жидкого стекла на объем пор и удельную поверхность используемой опоки. Как видно из приведенных в табл. 1 данных, при концентрации гидроокиси натрия менее 8% не достигается достаточно развитая удельная поверхность и объем пор опоки, обеспечивающие полное взаимодействие SiO2 с гидроокисью натрия. А применение концентрации гидроокиси натрия больше 8% приводит к преобладанию в опоке аморфной фазы, что в свою очередь снижает удельную поверхность опоки и, как следствие, снижается силикатный модуль.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного более низкой концентрацией раствора гидроокиси натрия 6-8% вместо 10% и соотношением Т:Ж= 1:3, что обеспечивает достижение поставленной цели.

Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критериям новизны и изобретательский уровень.

Выполнение предложенного способа иллюстрируется следующим примером.

Пример. В круглодонную колбу загружают 200 г опоки и 600 мл 7% раствора едкого натра. Суспензию нагревают при 95-105oC в течение двух часов, после чего реакционную смесь выливают в отстойник. Суспензия отстаивается до отделения твердой части от жидкой, затем отделяется декантацией. Твердый остаток промывается водой 2 раза при соотношении Т:Ж=1:1. Промывные воды добавляют в полученный готовый продукт и выпаривают на водяной бане до заданного удельного веса. Полученный готовый продукт пригоден, например, как самостоятельный продукт, а также в мыловаренной, жировой, химической, машиностроительной, текстильной промышленности, в том числе для производства картонной тары, в черной металлургии для производства сварочных материалов, в качестве связующего материала при изготовлении форм и стержней в литейном производстве. Перспективно применение жидкого стекла в качестве связующего древесно-стружечных и древесно-волокнистых экологически чистых плит и в резино-технических изделиях. Выход жидкого стекла по SiO2 составил 97% силикатный модуль 4,35.

При осуществлении процесса по известному способу выход жидкого стекла по SiO2 70-74% силикатный модуль 3,0.

Для определения граничных значений параметров процесса получения жидкого стекла проведены опыты, идентичные выше описанному примеру.

Результаты влияния концентрации щелочи и продолжительности процесса взаимодействия опоки и едкого натра при 95-105oC на выход жидкого стекла и значения силикатного модуля приведены в табл. 2.

Как видно из приведенных в таблице 2 данных, силикатный модуль и выход жидкого стекла с наибольшими значениями достигается при концентрации используемой щелочи 6-9% ( μ4,30-4,35, выход 94-97%) при продолжительности процесса 2 часа.

Использование раствора щелочи с концентрацией менее 6% не обеспечивает высокий выход жидкого стекла, а использование раствора с концентрацией более 8% нецелесообразно, т.к. не происходит дальнейшего значительного увеличения выхода жидкого стекла по SiO2. Увеличение времени нагревания более 2 час во всех случаях приводит к снижению выхода и снижение силикатного модуля жидкого стекла (а следовательно его качества) за счет образования малорастворимых алюмосиликатов натрия в результате взаимодействия жидкого стекла с алюмосиликатными примесями.

Применение водно-щелочной суспензии опоки при соотношении Т:Ж=1:3 обусловлено тем, что суспензия при соотношении Т:Ж больше, чем 1:3 имеет меньший выход и высокую вязкость, что затрудняет технологический процесс, а применение разбавленной суспензии снижает силикатный модуль, что понижает качество жидкого стекла.

Использование предлагаемого способа получения жидкого стекла обеспечивает по сравнению с известным способом увеличение выхода жидкого стекла по SiO2 на -20-22% и увеличение значений силикатного модуля с 3 до 4,15-4,35, а, следовательно, и улучшение качества жидкого стекла.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 823284, кл. C 01 B 33/32, 1981.

2. Труды Казанского геологического института. Казань, вып. 23, стр. 245. 1970.

Похожие патенты RU2081826C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО СТЕКЛА 1997
  • Конюхова Т.П.
  • Михайлова О.А.
  • Дистанов У.Г.
  • Кикило Д.А.
  • Нагаева С.З.
RU2143396C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО СТЕКЛА ИЗ ДИАТОМИТА 2006
  • Конюхова Татьяна Петровна
  • Дистанов Урал Галимзянович
  • Лыгина Талия Зиннуровна
  • Михайлова Ольга Александровна
  • Валиев Ашраф Раилович
RU2324651C1
СПОСОБ АДСОРБЦИОННОЙ ОЧИСТКИ ВОДЫ 1996
  • Конюхова Т.П.
  • Чуприна Т.Н.
  • Нагаева С.З.
  • Кикило Д.А.
  • Михайлова О.А.
  • Лучкин Г.С.
  • Дистанов У.Г.
  • Харисов Ю.Г.
RU2111172C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИРОДНЫХ РАЗНОВИДНОСТЕЙ АСБЕСТА 1993
  • Лузин В.П.
  • Лузина Л.П.
RU2102725C1
СПОСОБ ЛОКАЛИЗАЦИИ РАДИОАКТИВНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ПОЧВ И ГРУНТОВЫХ ВОД 1993
  • Копейкин В.А.
RU2069905C1
СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КЕРАМЗИТА 1996
  • Лузин В.П.
  • Лузина Л.П.
RU2111186C1
КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА 2001
  • Корнилов А.В.
  • Гонюх В.М.
  • Шамсеев А.Ф.
RU2197446C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИАТОМИТОВЫХ ФИЛЬТРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ 2003
  • Конюхова Т.П.
  • Дистанов У.Г.
  • Михайлова О.А.
  • Сенаторова С.З.
  • Чуприна Т.Н.
RU2237510C1
СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СИЛИКАТНОГО КИРПИЧА 2002
  • Лузин В.П.
  • Лузина Л.П.
  • Гонюх В.М.
  • Тюрин А.Н.
  • Безденежных И.С.
  • Кузнецова Г.В.
  • Горбунов А.А.
  • Бареев И.А.
RU2212386C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОКСИДА МАГНИЯ 1993
  • Хуснутдинов В.А.
  • Ахметов Т.Г.
  • Тагиев Н.Г.
  • Гонюх В.М.
  • Корнилов А.В.
  • Григорьев А.Л.
  • Ведерников Н.Н.
RU2069176C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 081 826 C1

Реферат патента 1997 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО СТЕКЛА

Изобретение относится к производству жидкого стекла и может быть использовано в химической, строительной, текстильной и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: обрабатывают опоки определенного химического состава с содержанием свободного SiO2 от 65 до 79% гидроксидом натрия концентрацией 6-8%а при соотношении Т:Ж=1:3 и нагревании в течении 2-х часов. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 081 826 C1

Способ получения жидкого стекла, включающий обработку опоки раствором гидроксида натрия при нагревании с последующим отделением продукта, отличающийся тем, что обрабатывают опоки химического состава, мас.

SiO2 69 89
Al2O3 3,94 11,6
TiO2 0,16 0,55
Fe2O3+FeO 1,44 3,6
CaO 0,2 0,9
MgO 0,5 1,2
Na2O 0,08 1,10
K2O 0,70 1,53
MnO < 0,01
содержащие 65 79 мас. свободного SiO2, обработку ведут 6 - 8%-ным раствором гидроксида натрия при Т Ж 1 3 и нагревание ведут в течение 2 ч.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1997 года RU2081826C1

Труды Казанского геологического института
- Казань, вып
Прибор для равномерного смешения зерна и одновременного отбирания нескольких одинаковых по объему проб 1921
  • Игнатенко Ф.Я.
  • Смирнов Е.П.
SU23A1
Льночесальная машина 1923
  • Чепуль Э.К.
SU245A1

RU 2 081 826 C1

Авторы

Конюхова Т.П.

Дистанов У.Г.

Михайлова О.А.

Гонюх В.М.

Кикило Д.А.

Даты

1997-06-20Публикация

1994-05-13Подача