Способ получения двуокиси кремния Советский патент 1981 года по МПК C25B1/00 C01B33/12 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДВУОКИСИ КРЕМНИЯ

Изобретение Относится к технолог получения чистой двухокиси кремния, широко применяемой при производстве стекла для различных областей промышленности, в частности оптичес ких кварцевых стекол. Известен способ получения двуоки кремния из силикатных растворов щелочных металлов путем карбонизации девятиводного метасиликата натрия с последукядей промывкой осгщка слабой азотной кислотой U1. Однако такой способ длителен, сложен и требует больших энергетических и материальных затрат. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ получения двуокиси кремния электролизом водного раствора силиката натрия в двухка 1ерном электролизере с силикатным модулем не ниже 2-х при значении рН в анодном пространстве не ниже 9-ти и плотиос тй тока 0,6-0,05 А/см, t 20-60 С с последующей обработкой двуокиси кремния 3%-ым раствором соляной кис лоты и промывкой бидистиллированной водой 2. Недостатками этого способа ется невозможность достижения ..х- , прерывного осаждения двуокиси кремния, длительность процесса за счет заполнения и выгрузки электролизера свежеприготовленных-растворов, большие энергетические и материальные затраты. Цель изобретения - обеспечение непрерывности процесса получения двуо,киси кремния и упрощение его за счет сокращения числа операций. Поставленная цель достигается путем электролиза водного раствора силиката натрия в трехкамерном электролизере,, снабженном диафрагмами из катионообменного материала и капроновой ткани при подаче в междиафрагменное пространство высококремнеземистого материала - кварцевого песка, перлита, вспученного перлита В процессе электролиза на аноде постепенно осаждается двуокисть кремния Предлагаемый способ прост в исполнении и обеспечивает по сравнению с известным непрерывность процесса саждения двуокоси кремния и сокраиает процесс приготовления жидкого стекла и заполнения электролизера. Пример. Трехкамерный элек тролизер, снабженный диафраплами из катионообменного материала и капроновой ткани с расстоянием между диафрагмами 20-25 мм, заполняют раствором силиката натрия с модулем SiO2 /Na2O 2,4. В силикатный раствор опускают платиновые электроды. В междиафрагменное пространство помещают заранее приготовленный брикет из кварцевого песка, вес.% (90 песок + 10 жи;Ерсое стекло). Посл включения электролизера при плотнос тока 0,3 А/см, напряжении 20 В на аноде осаждается SiOa, одновременно из брикета к-варцевого песка путем его разложения в электролит переходит SiO2B виде ионов 31о|Г Через 30-40 мин на аноде наращивается двуокись кремния слоем до мм. Затем анод удаляют, продувают го рячим воздухом с температурой равной 60-70 С и SlOg быстро ссыпают в сосуд с 5%-biJM раствором соляной кислоты и промЕЗвают бидистиллятом до исчезновения ей-иона. Готовый продукт с содержанием влаги Зр-35% высушивают. В р;евультате получается чистая двуокись кремния, пригодная для варки стекла особого наз начения. П р и м е р 2. Условия проведени процесса как в примере 1, но в межд афрагменное пространство вводят кварцевый песок в сыпучем состоянии После включения электролиза происхо дит процесс разложения кварцевого песка и перехода SiOj, в растворе в ЗЮ ионов, которые, направляясь к аноду, осаждаются на его поверхности. В результате чистая двуокись кремния Пример 3. Условия проведени как в примере 1, но электролизер за меняют раствором метасиликата натри с модулем SiOa. /NajO 1 и вводят в ме:«.диафрагменное пространство элект лизера ереванит, перлит, кварцевый песок, вспученный перлит, измельченный нефелиновый сиенит по отдельности. После включения электролизера происходит разложение введенных материалов, при напряжении 20 В раствор метасиликата натрия обогащается SiO ионами. Через 40-50 мин соотношение SiOj/Nagi O равняется двум и начинается наращивание на аноде SlQjj.Затем анод удаляют, продувают горячим воздухом с температурой, равной бО-ТО С и SiO быстро ссыпают в сосуд с 5%-м раствором соляной кислоты и промывают бидистиллятом до исчезновения Cfиона. Готовый продукт высушивают. В результате получается чистая двуокись кремния. Применение предлагаемого способа экономично,так как благодаря его упрощению и меньшей длительности, требует меньших энергетических и материальных затрат. Формула изобретения Способ получения двуокиси кремния путем электролиза водного раствора силиката натрия в электролизере с диаф рагмой, отличающийся тем, что, с целью обеспечения непрерывности процесса и упрощения его за счет сокращения числа операций, электролиз проводятв трехкамерном электролизере, снабженном диафрагмами из кат} онообменного материала и капроновой ткани при поДаче в междиафрагменное пространство выйококремнеземистого материала - кварцевого песка, перлита, вспученного перлита. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 381603, кл. С 01 В 33/12, 22.05.73. 2.Авторское свидетельство СССР № 133057, кл. С 01 В 33/12, 02.05.59 (прототип).