Способ получения раствора силиката щелочного металла Советский патент 1987 года по МПК C01B33/32 

1 ,13

Изобретение относится к способам получения растворов силикатного щелочного металла путем взаимодействия кремнезема со щелочным раствором.

Целью изобретения является упро- щение способа,

П .р и м е р 1, В теплоизолированную вертикальную трубу из никеля с внутренним диаметром 90 мм и длиной 6 м вводят 53 кг кварцевого пес- ка со средним гранулометрическим составом 300 мкм. Затем в течение 1 ч 20 мин пропускают водньш раствор гидроокиси натрия с содержанием 19,6 вес,% Na,.,0 и при расходе 50л/ч, причем скорость пропускания составляет 7,9 м/ч, В трубе поддерживают температуру 225°С,

В нижнюю часть реактора вводят раствор силиката натрия, содержащего, г/л: 194 и 485 SiOj, причем соотношение составляет 2,5.

Непрореагировавший песок остается в реакторе, куда был загружен свежий песок для последующей реакции,

Пример 2,В теплоизолированную вертикальную трубу из никеля с внутренним диаметром 90 мм и длиной 2 м подают кварцевьй песок со средним гранулометрическим составом 300 мкм с расходом 22 кг/ч, а также нагретый водный раствор гидроокиси натрия, содержащий 11,2 вес,% из расчета 69 л/ч раствора или 9 кг/ч Na,jO, Щелочной раствор пропускают со скоростью 10,8 м/ч через слой песка, расположенный в трубе. Трубу поддерживают при 220 С,

Поступавший снизу реактора раст вор силиката содержит, г/л: 125Na20 и 306 SiOg, причем соотношение Si02/ равно 2,45.

Пример 3. В трубу аналогично по примеру 2, непрерывно подают кремнезем с расходом 27 кг/ч и водный раствор гидроокиси натрия, содержащий 17,6 вес,% NagО из расчета 50 г/л раствора, соответствующего 11 кг/ч , Щелочной раствор пропускают со скоростью 7,9 м/ч через слой песка, расположенный в трубе, Кремнезем является кварцевым песком с гранулометрическим составом 850 мкм В реакторе поддерживают температуру 218 С, Образующийся снизу реактора раствор силиката содержит, г/л: 175

5

0

5

61

0

5

0

45

50

55

5 .. .2

и 429 SiO-2, причем соотношение

Si02. составляет 2,45,

Пример 4, Аналогично по примеру 2 непрерывно подают кремнезем с расходом 8,4 кг/ч и водный раствор гидроокиси натрия, содержащий 19,6 вес,% Naj,0 из расчета 33 л/ч раствора или соответственно 8,28кг/ч , Щелочной раствор пропускают со скоростью 5,2 м/ч через слой песка, образованного в трубе. Кремнезем является кварцевым песком с грануломет - рическим составом 300 мкм. В реакторе поддерживают температуру 1 , Поступающий снизу раствор силиката содержит, г/л: 197 NagO и 200 SiO, причем соотношение составляет 1,01 5,

Пример 5, Аналогично примеру 2 в трубу непрерывно подают кремнезем с расходом 25 кг/ч и водный раствор гидроокиси натрия, содержащей 23,4 вес,% из расчета 40л/ч раствора или соответственно 17,1 кг/ч , Щелочной раствор пропускают со скоростью 6,3 м/ч через слой песка, образующегося в трубе, кремнезем является кварцевым песком со средним гранулометрическим составом 300 мкм, В реакторе поддерживается температура 190 С, Поступающий снизу раствор силиката содержит 226 г/л и 454 г/л SiO, соотношение SiOg/Na O составляет 2,0,

Пример 6.Б вертикальную трубу из тонкой стали, снабженную двойной рубашкой с внутренним диаметром 90 мм и длиной 2 м, непрерьшно. подают кремнезем с расходом 23 кг/ч и раствор, содержащий J4,9 вес,% и 20 г/л из расчета 50 л/ч раствора или соответственно 9,6 кг/ч Na,.,0. Щелочной раствор пропускают со скоростью 7,,9 м/ч через слой песка, образующегося в трубе. Кремнезем являлся кварцевым песком со средним гранулометрическим составом 300 Мкм, В трубе поддерживают температуру 218 С, В реакторе с помощью регулировки поддерживают определенное давление. Образующийся снизу реактора раствор содержитр г/л: и 384 SiOj, соотношение Si02/Na20 составляет 2,4.

Пример 7,В -трубу аналогич но примеру 2 непрерьшно подают кремнезем с расходом 21 кг/ч и водный раствор гидроокиси натрия, содержа- - ищи 16,7 вес,% из расчета 50л/ч

313

раствора или соответственно 10,5 кг/ Na20, Щелочной раствор пропускают со скоростью 7,9 м/ч через слой песка, образующегося в трубе. Кремнезем является кварцевым песком со средним гранулометрическим составом 130 мкм. В

реакторе поддерживают температуру 190 с. Полученный раствор силиката содержит 165 г/л и 338 г/л SiO причем соотношение состав- ляет 2. , .,

Пример 8. В трубу по примеру 2 непрерывно подают кремнезем с расходом 31 кг/ч и водный раствор гидроокиси калия, содержавши 26,7 вес.% из расчета 50.л/ч раствора или соответственно 17,7 кг/ч K,jO. Щелочной раствор пропускают со скоростью 7,9 м/ч через слой песка, образующегося в трубе. Кремнезем является кварцевым песком со средним гранулометрическим составом 300 мкм, В реакторе поддерживают температуру 195 С. Полученный раствор силиката содержит, г/л: 264 и 462 SiO, причем соотношение составляет 1 ,75.

Пример 9.В верхнюю часть реактора, выполненного в виде верти- кальной цилиндрической трубы из обычной стали, тщательно теплоизолированной от окружающей среды при внутреннем диаметре 90 мм и.высоте 6 м по- , дают 13,3 кг/ч кварцевого песка со средним гранулометрическим составом 300 мкм при температуре, равной температуре окружающей среды.

„ талла и его упоошение постигаетгя чя

В верхнюю часть этого же реактора .п - - н щсписдис т летел за

01 г / счет использования песка грубого по- сверху песчаного слоя пйдают 33,6 кг/ч

мола вместо тонкоизмельченного оксида кремния (экономия энергии на дробление и следовательно, капиталовложений), устранения перемешивания

концентрированного водного раствора гидроокиси натрия,, содержащей 19,8 вес.% или 6,65 кг/ч Naj,0 при температуре, равной 192 С. Ще- . лочной раствор пропускают со скоростью 4,1 м/ч через слой песка, обра-;

Этот щелочной

гомогенного и экзотермического смешивания 17,9 кг концентрированного водного рггствора гидроокиси натрия, содержащего 37,2 вес.% и доведенного до 171 С путем косвенного теплообмена с раствором силиката натрия, выходящего из реактора при

зующегося в трубе.

раствор при 192°С получают путем

188 с

с 15,7 кг/ч воды, доведенной 171°С с помощью упомянутого тепдолообмена.

O

5

0 5

0

5

Чистый раствор силиката натрия, полученный в пропорции 46,9 кг/ч, содержит 42,6 вес.% силиката натрия, у которого весовое отношение равнялось 2.

Пример 10. В той же установке, на том же принципе и при том же качестве песка, что и в примере 9, осуществляют предлагаемый способ при подаче в реактор 25,5 кг/ч песка с температурой окружающей среды и 59,6 кг/ч щелочного раствора, содержащего 21,4 вес.% или соот- ветсхвенно 12,7 кг/ч , при температуре, равной 213 с. Щелочной раствор пропускают со -скоростью 3,25 м/ч через слой песка, образующегося в трубе.

Полученный раствор при 213 С получают путем гомогенного- и зкзотер- мического смешивания 34,27 кг/ч концентрированного водного раствора гидроокиси натрия, содержащего 37,2 вес.% NajO и доведенного до перапуры 192 с помощью косвенного теплообмена с раствором силиката натрия, выходящим из реактора при 207 С с 25,23 кг/ч воды, доведенной до температуры 192°С путем теплообмена того же типа, что и вышеупомянутый .

Чистый раствор силиката натрия, полученный в количестве 85 кг/ч, содержит 45 вес.% силиката натрия, в котором весовое отношение равнялось 2.

Повышение экономичности процесса получения растворов силиката щелочного ме счет использования песка грубого по-

мола вместо тонкоизмельченного оксида кремния (экономия энергии на дробление и следовательно, капиталовложений), устранения перемешивания

45 смеси песок - щелочной раствор (экономия вложений и энергии), устране- :ния специализировакт 1х фильтрующих устройств (экономия вложений) и непрерывного режима работы без использо50 вания дополнительной энергии извне.

Формула изобретения

1. Способ получения раствора си- 55 ликата щелочного металла с массовым отношением диоксида кремния к оксиду щелочного металла не более 2,5, включающий взаимодействие раствора гидроокиси и кдрбоната щелочного металла

5,13

с кварцевым песком фракции 0,13 - 0,85 мм при 160 - 225°С и давлении, превышающем давление насыщенного пара жидкой фазы системы при данной температуре, отличающий- с я тем что, с целью упрощения способа,, взаимодействие ведут путем пропускания раствора с концентрацией 11,2 - 26,7% (в пересчете на оксид щелочного металла) со скоростью 3,25- 10,8 м/ч через неперемеюиваемый слой кварцевого песка, причем оба компонента подают сверху вниз в трубчатый вертикальный реактор при массовом соотношении диоксида кремния к оксиду щелочного металла,равном(1 ,015-2,51:1 .

Редактор Ю. Середа

Составитель Г. Леонтьева Техред Л.Сердюкова Корректор М. Демчик

Заказ 1905/57 Тираж 456Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

16156

2. Способ по п,1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что раствор гидроокиси щелочного металла, подаваемый в реактор, получают путем гомогенно5 го и экзотермического смешивания концентрированного раствора гидроокиси щелочного металла и воды, предварительно нагретых путем косвенного теплообмена раствором силиката, щелочного металла, выходящего из реактора.

10

Приоритет по пунктам:

15 16.04.82 по п.1; 25.02.83 по п.2.

Изобретение относится к способу получения раствора силикатного щелочного металла и позволяет упростить процесс. Способ осуществляют путем пропускания щелочного раствора с концентрацией 11,2-26,7% NajO со скоростью 3,25-10,8 м/ч через неперемешиваемый слой кварцевого песка, расположенного в трубчатом вертикальном реакторе. Кварцевый песок имеет гра- .нулометрию 0,13-0,85 мм; соотношение диоксида кремния и оксида щелочного металла (1,015-2,5) температура процесса 160-225 С. 1 з.п.ф-лы. СО :о 35 :л