NO761556L - - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til fremstilling av vannglass i oppløst form fra silisiumdioksyd i amorf, form og alkalihydroksyd...

Vannglass fremstilles vanligvis ved at krystallinsk silisiumdioksyd, som regel i form av kvartssand/smeltes sammen med alkali-karbonat/-hydroksyd eller -oksyd', hvorved der oppnås en glassmelte som etter avkjøling og knusing oppløses i vann ved autoklavering.

Skjønt det er mindre brukt, er det imidlertid også kjent å fremstille vannglass ved at amorft silisiumdioksyd oppløses i en vandig, oppløsning av.alkalihydroksyd ved oppvarming under trykk.

Ved begge de kjente fremgangsmåter kreves der således autoklavering under trykk med tilhørende relativt høye fremstillings-kostnader. ' '

Hensikten med oppfinnelsen er å angi en fremgangsmåte som tillater fremstilling av en vannglassoppløsning av en for teknisk bruk tilstrekkelig renhet ved en fremgangsmåte som er enklere og billigere enn de kjente fremgangsmåter.

Ifølge oppfinnelsen er dette oppnådd ved at man går frem som

angitt i karakteristikken i krav 1.

Denne fremgangsmåte adskiller seg fra de kjente fremgangsmåter dels ved at den kan gjennomføres ved atmosfæretrykk og således ved vesentlig lavere temperatur, dels ved at det utgangsmateriale som er en forutsetning for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, utgjør et produkt som ved rensing (fortrinnsvis i filtre) av avgassene fra ferrolegeringsindustrien og andre industrier som arbeider med silisiumovner, fremkommer i altfor store mengder som hittil ikke har kunnet utnyttes, slik at produktet kan leveres til vesentlig lavere priser enn den sand eller det øvrige mineralprodukt som hittil har vært anvendt.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utgjør således også en delvis løsning på det problem å oppnå en praktisk anvendelse av de store.mengder silisiumstøv som utskilles hvert år.

Silisiumstøv kan f.eks., ha følgende sammensetning i vekt-prosent: Si0294-98

SiC 0,2 - 0,7

Fe2030,05 - 0,15 .

. Ti02 0,01 - 0,02

A12030,1-0,3

MgO 0,2-0,8

CaO 0,1 0,3

Na20 0,3 - 0,5

K20 0,2-0,6

Mn 0,003 - 0,01

Cu 0,002 0,005

Zn 0,005 - 0,01

Ni 0,001 - 0,002

S 0,1 - 0,3

C 0,2-1,0

P 0,03 - 0,06

Av denne nokså karakteristiske sammensetning av silisiumstøv fremgår det at vannglass som er fremstilt etter fremgangsmåten ifølge oppfinnePsen, vil inneholde endel urenheter. Imidlertid kan disse på samme måte som. de urenheter som fremkommer ved konvensjonell fremstilling av vannglass, og som skyldes anvendelse av sand fra strand-bredder, hevet havbunn, grustak og lignende sandavleiringer med mange urenheter, fjernes ved filtrering av den fremstilte vannglassopp-løsning gjennom et trykkfilter, hvis en slik rensning skulle være ønskelig.

Overraskende har det imidlertid vist seg at de urenheter som forekommer i vannglass som er fremstilt ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, ved.mange anvendelser for vannglasset, f.eks. når dette anvendes til fremstilling av ild- og syrefaste bindemidler, f.eks. slike som anvendes til fremstilling av ildfaste isolasjonsplater, ildfast mørtel og ildfast mursten, medfører vesentlige fordeler som ikke oppnås ved anvendelse av vannglass som er fremstilt på konvensjonell måte, enten det er renset eller ikke-, idet bindemidler som er dannet med utgangspunkt i urenset vannglass fremstilt i henhold til den foreliggende oppfinnelse, har vist seg å ha større styrke og særlig vesentlig større vannbestandighet enn det tidligere har vært mulig å oppnå, hvilkét må antas å skyldes de urenheter som inneholdes i vannglasset.

Fortrinnsvis kan der ifølge oppfinnelsen gås frem som angitt

i krav 2, hvorved det sikres at den kjemiske omsetning blir størst mulig.

Videre kan det ifølge oppfinnelsen være fordelaktig å gå frem som angitt i krav 2,.idet det har vist seg at oppvarming til høyere temperatur vanligvis er uten betydning for oppnåelse av maksimal kjemisk omsetning, slik at der ved anvendelse av den nevnte maksi-mumstemperatur oppnås minst mulig varmeforbruk med størst mulig utbytte.

.Videre kan fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gjennomføres

som angitt i krav 4, idet oppvarmingshastigheter innenfor de angitte grenser iallfall under laboratorieforhold har vist seg å medføre det minste, varmeforbruk i forbindelse med oppnåelse av maksimalt utbytte.

Eksempel 1

Fremstilling av kaliVannglass

I en kjele som kan lukkes med et løst lokk, ble der ved værelsetemperatur blandet 35,5 kg vann, 7,4 5 kg skjellformet kaustisk kali med et innhold på 89% KOH og 13,20 kg silisiumstøv med den foran nevnte sammensetning. Blandingen ble deretter oppvarmet jevnt under omrøring i løpet av 30 minutter til 90°C, hvoretter den ble helt over i et annet kar til avkjøling uten anvendelse av avkjølings-midler.

Der ble oppnådd en kalivannglassoppløsning på 35°-36°Bé og med et molforhold mellom Si02og K20 på 3,58. Den oppnådde blanding var direkte anvendelig til slike tekniske formål hvor man hittil har anvendt kalivannglass, i mange tilfelle endog med fordel uten rensing.

Eksempel 2

Fremstilling av natronVannglass

35,5 kg vann, 6,9 kg skjellformet kaustisk soda med et innhold på 97% NaOH og 17,6 kg silisiumstøv med den foran angitte sammensetning ble under omrøring blandet i en kjele lukket'med et løst lokk. På denne måte ble der i kjelen innledet en eksoterm reaksjon som medførte at blandingen under stadig omrøring, men med bare liten varmetilførsel utenfra i løpet av ca. \ time antok en temperatur som lå på 85°c, og som deretter var konstant. Blandingen ble så helt over i en annen kjele hvor den ble avkjølt uten ytre kjøling. Den væske som forelå i kjølebeholderen etter avkjølingen, utgjorde en vandig oppløsning av natronvannglass med en konsentrasjon svarende til 40°Bé og med et molforhold mellom SiC^og Na20 på 3,36. Denne natronvannglassoppløsning har vist seg.velegnet til alle de samme anvendelser som natronvannglass som er fremstilt på konvensjonell måte. Også i dette tilfelle var rensing vanligvis ikke nødvendig og burde i mange tilfeller endog unnlates.

Eksempel 3

frents tilling av dobbelt vannglass

En vandig oppløsning av dobbeltvannglass ble fremstilt ved at 35,5 kg vann, 3,7 kg skjellformet kaustisk kali med et innhold på 89% KOH, 3,5 kg skjellformet kaustisk soda. med et innhold på 97% . NaOH og 15,5 kg silisiumstøv med den foran nevnte sammensetning under.omrøring.ble blandet i en kjele som bare var lukket med et løst lokk. Der oppsto i kjelen en eksoterm reaksjon som imidlertid krevde en ytterligere varmetilførsel utenfra for å oppnå at blandingen i løpet av,ca. h time antok en temperatur på 85°C. Da denne temperatur. var oppnådd, ble blandingen helt over i en annen kjele hvor den ble avkjølt til værelsetemperatur ved frivillig avkjøling uten ytre kjøling. Der var dannet en vandig' oppløsning av dobbeltvannglass med en styrke svarende til 38°Bé. Denne blanding har vist seg vel-egnet til slike tekniske formål hvor man tidligere har anvendt dobbeltvannglass fremstilt på konvensjonell måte. I de fleste tilfeller kunne dobbeltvannglasset anvendes uten at det var nødvendig å fjerne de foreliggende urenheter. Som regel var det til og med uønsket å fjerne urenhetene.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av vannglass i oppløst form fra amorft silisiumdioksyd og alkalihydroksyd, karakterisert ved at silisiumstøv i form av flygeaske som er separert fra avgassene fra ferrolegeringsindustrier og andre industrier som arbeider med silisiumovner, alkalihydroksyd og vann blandes i vekt-forholdet 0,35 - 2,1 deler alkalihydroksyd og 1,65 - 3,6 deler vann for hver del silisiumstøv, og at blandingen derpå under omrøring bringes opp til en temperatur på mellom 75° og 100°C, hvoretter den oppnådde væske avkjøles.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at avkjølingen utføres ved at den varme væske overføres til en kald beholder hvor den tillates å avkjøle på naturlig vei uten anvendelse av ytre kjølemidler.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at blandingen bringes til å anta en temperatur på ca. 85°C.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 3, karakterisert ved at blandingen, bringes opp til den nødvendige temperatur med en temperaturgradient på mellom 1,5 og 2,5°C/min»