[go: up one dir, main page]

RU2548097C1 - Способ изготовления жидкого стекла - Google Patents

Способ изготовления жидкого стекла Download PDF

Info

Publication number
RU2548097C1
RU2548097C1 RU2013143928/05A RU2013143928A RU2548097C1 RU 2548097 C1 RU2548097 C1 RU 2548097C1 RU 2013143928/05 A RU2013143928/05 A RU 2013143928/05A RU 2013143928 A RU2013143928 A RU 2013143928A RU 2548097 C1 RU2548097 C1 RU 2548097C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
liquid glass
production
silica
glass
sodium hydroxide
Prior art date
Application number
RU2013143928/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013143928A (ru
Inventor
Артур Сеникович Цатурян
Борис Евгеньевич Красавцев
Владимир Борисович Симкин
Эльвира Александровна Александрова
Борис Леонтьевич Александров
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет"
Priority to RU2013143928/05A priority Critical patent/RU2548097C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2548097C1 publication Critical patent/RU2548097C1/ru
Publication of RU2013143928A publication Critical patent/RU2013143928A/ru

Links

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

Изобретение относится к технологии изготовления жидкого стекла. Кремнеземсодержащее вещество смешивают с раствором гидроксида натрия. Полученную суспензию гидротермально обрабатывают, фильтруют. В качестве кремнеземсодержащего вещества используют мелкодисперсную фракцию аморфного диоксида кремния с размером частиц не более (0,1-5,0)·10-6 м, полученную при регенерации отработанного при производстве растительных масел порошка кизельгура. Изобретение позволяет получить жидкое стекло с широким диапазоном силикатного модуля. 3 пр.

Description

Изобретение относится к технологии изготовления жидкого стекла с различным силикатным модулем.
Жидкое стекло является связующим веществом и широко используется в качестве универсального клея для соединения стекла, бумаги, металла и дерева. Именно на его основе изготавливается канцелярский силикатный клей. Жидкое натриевое стекло нашло применение в производстве чистящих и моющих веществ, в мыловаренной, текстильной промышленности - в качестве связующих добавок. В литейном производстве оно используется как флотационный реагент, в черной металлургии в виде связующего материала для изготовления форм, в целлюлозно-бумажной промышленности для пропитки бумажной массы, склеивания, для производства жароупорных, кислотоупорных материалов, катализаторов, цеолитов, силикагеля, белой сажи, производства электросварочных материалов, силикатных лакокрасочных материалов, приготовления инъекционных составов для укрепления грунтов. Им можно пропитывать ткани, бумаги, картон и деревянные изделия для придания им большей плотности и огнестойкости.
Химический состав натриевого растворимого стекла может быть выражен формулой: Na2O·nSiO2+mH2O,
где Na2O - гидроксид натрия, SiO2 - диоксид кремния.
Из нее видно, что оно (растворимое стекло) не имеет постоянного состава, и соотношение между отдельными составными частями может меняться. Отношение: SiO2:Na2O=M, показывающее, сколько кремнекислоты SiO2 приходится на единицу оксида натрия Na2O, называется силикатным модулем стекла (М). Чаще всего производится и встречается стекло с модулем 2.6-2.8. Количество воды может быть самым неопределенным. В зависимости от этого в коллоидной системе растворимого стекла меняется его консистенция - "плотность" или удельный вес. Заводы обычно выпускают растворимое стекло плотностью (1.38-1.50) г/см3, и затем на месте работ оно разбавляется водой до нужной концентрации.
Обычно производство жидкого стекла (водного раствора силиката натрия) осуществляют путем обжига при высокой температуре (порядка 1600°C) смеси, состоящей из кварцевого песка, представляющего собой кристаллический диоксид кремния - SiO2, и соды - Na2CO3. Полученное стекло (силикат-глыбу) после дробления растворяют в воде, либо силикат-глыба помещается в автоклав и воздействием перегретого пара под давлением формируется состав жидкого стекла (1. ИнфоМайн. Обзор рынка силикат-глыбы и жидкого стекла в СНГ. Издание 3-е дополненное и переработанное. Демонстрационная версия. Москва, ноябрь, 2010 г. http://marketing.r-cons.ru/sites/default/files/0320.pdf 2. Силикат-глыба натриевая (силикат натрия растворимый) ГОСТ Р 50418-92).
Недостатком этого способа является весьма высокая энергоемкость производства в связи с необходимостью сплавления смеси при температуре 1600°C, дробления из состояния глыбы или обработки перегретым паром в автоклаве высокого давления.
Известен способ (патент РФ №2220906) получения жидкого стекла путем взаимодействия кремнеземсодержащего вещества с водным раствором гидроксида натрия при температуре 200-250°C. В качестве исходного кремнеземсодержащего вещества используют кварцевый песок фракции 0,1-0,315 мм, содержащий 95,5-98,15 мас.% диоксида кремния.
Недостатком способа является использование высокой температуры и, следовательно, высокие энергозатраты.
Известен способ (а.с. СССР №1801946) получения натриевого жидкого стекла путем приготовления суспензии из фторсодержащего кремнегеля, воды и концентрированного раствора гидроксида натрия, проведения гидротермальной обработки и отделения не прореагировавшего осадка.
Недостатком данного способа является использование кремнезема, содержащего фтор, на нейтрализацию которого дополнительно используется гидроксид натрия.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ получения жидкого стекла (патент РФ №2285665) путем гидротермальной обработки кремнеземсодержащего вещества с водным раствором гидроксида натрия. В качестве исходного кремнеземсодержащего вещества используют остаток, полученный после обработки серпентинита (серпентиниты - породы, состоящие в основном из минерала серпентина состава 3MgO·2SiO2·2H2O, затем магнетита, хромита и остатков первичных минералов [Словарь по геологии нефти. Гостоптехиздат, Ленинград, 1958 г., с. 600] соляной кислотой - аморфный диоксид кремния. Полученную суспензию фильтруют для удаления не прореагировавшего остатка, раствор концентрируют для получения жидкого стекла с заданными модулем и плотностью.
Недостатком данного способа является использование исходного материала (серпентинита) сложного химического состава с невысоким процентным содержанием диоксида кремния, необходимостью применения соляной кислоты и не широкое распространение месторождений серпентинита.
Техническим результатом изобретения является получение жидкого стекла с широким диапазоном силикатного модуля, расширение сырьевой базы для получения высокомодульного жидкого стекла за счет использования в качестве сырья отходов производства растительных масел при одновременном решении вопросов улучшения экологии окружающей среды за счет утилизации отходов производства, снижение себестоимости производства жидкого стекла и энергозатрат.
Технический результат достигается тем, что в способе изготовления жидкого стекла, включающем смешение кремнеземсодержащего вещества и раствора гидроксида натрия, последующую гидротермальную обработку полученной суспензии, фильтрование, концентрирование жидкого стекла, согласно изобретению в качестве кремнеземсодержащего вещества используют мелкодисперсную фракцию аморфного диоксида кремния с размером частиц не более (0,1-5,0)·10-6 м, полученную при регенерации отработанного при производстве растительных масел порошка кизельгура, не пригодную для повторного использования в производстве растительных масел, которую растворяют в гидроксиде натрия, имеющем концентрацию 200-250 г/дм3.
В предлагаемом способе используется кремнеземсодержащий аморфный материал кизельгур, имеющий гранулометрический состав: от 5 до 80 мкм (в среднем 35-50 мкм) и 87-92% SiO2, отработанный в процессе производства растительных масел для их очистки от восков. Поэтому использование отработанного при производстве растительного масла кизельгура при изготовлении жидкого стекла для производства строительных материалов существенно повышает безотходность производства растительных масел и снижает экологические проблемы. После обезжиривания порошка остаточное содержание жиров в нем составляет до 10% при влажности до 60%. Удаление такого порошка на промышленные свалки существенно ухудшает экологическую обстановку. Поэтому очень важно проводить глубокую регенерацию отработанного фильтровального порошка путем его прокаливания при температуре 550-650°C с целью полного удаления органических остатков и свободной влаги. В результате регенерированный порошок не содержит окисленных жировых остатков, но после глубокой регенерации в нем появляются мелкодисперсные частицы с размером не более (0,1-5,0)·10-6 м, составляющие до 30% от общего объема порошка. После отсеивания мелкодисперсной измельченной фракции, оставшийся порошок с размером частиц (5,0-80,0)·10-6 м может храниться не ограниченно долго, по адсорбционной активности полностью соответствует исходному и может повторно использоваться в производстве растительных масел для очистки от восков путем намывки фильтров. Мелкодисперсная измельченная фракция с размером не более (0,1-5,0)·10-6 м, появляющаяся после каждой последующей регенерации и являющаяся отходом процесса регенерации кизельгура, - идеальное сырье для изготовления жидкого стекла. За счет большой поверхности мелкодисперсная измельченная фракция кизельгура без дополнительного помола является быстрорастворимой компонентой в водном растворе гидроксида натрия (NaOH) при более низких термобарических условиях.
Этим расширяется область безотходного применения кизельгура при более низких энергетических затратах и сокращается время технологического цикла варки стекла. Получаемое при этом жидкое стекло имеет широкий диапазон плотности и находит применение в различных отраслях промышленности.
Проведенный заявителем анализ уровня техники по патентным и научно-техническим источникам информации позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся отличительными признаками в заявленном способе получения жидкого стекла, изложенными в формуле изобретения.
Новизна предлагаемого способа заключается в том, что для получения жидкого стекла в качестве кремнеземсодержащего вещества используют мелкодисперсную фракцию аморфного диоксида кремния с размером частиц не более (0,1-5,0)·10-6 м, полученную при регенерации отработанного при производстве растительных масел порошка кизельгура. За счет большой поверхности мелкодисперсная измельченная фракция кизельгура без дополнительного помола является быстрорастворимой компонентой в водном растворе гидроксида натрия (NaOH), поэтому последующая гидротермальная обработка является низкотемпературной - при температуре 90-95°C и атмосферном давлении в течение 0,25-0,50 ч.
Предложенная совокупность признаков соответствует условию «новизна». Предложенный способ промышленно применим.
Примеры осуществления заявляемого способа.
Пример 1. Аморфный диоксид кремния, полученный путем регенерации отработанного в производстве растительных масел кизельгура, его фракционирования с отделением мелкодисперсных частиц размером не более (0,1-5,0)·10-6 м, не пригодных для повторного использования в производстве растительных масел, взятый в количестве 145,0 г, смешали с 310 см3 раствора гидроксида натрия концентрацией 250 г/дм3. Суспензию подвергли обработке при 95°C в течение 20 минут при перемешивании пульпы. Образовавшуюся пульпу с плотностью 1,30 г/см3 и объемом 380 см3 фильтровали для отделения не растворившегося остатка массой 27,1 г. Раствор, полученный после фильтрования, концентрировали при температуре 100°C. Получено 335 см3 жидкого стекла плотностью 1,41 г/см3, содержащего, мас.%: 28,10 SiO2; 9,68 Na2O; 0,17 водонерастворимых веществ. Силикатный модуль жидкого стекла 2,9.
Пример 2. Аморфный диоксид кремния, полученный путем регенерации отработанного в производстве растительных масел кизельгура, его фракционирования с отделением мелкодисперсных частиц размером не более (0,1-5,0)·10-6 м, не пригодных для повторного использования в производстве растительных масел, взятый в количестве 160,0 г, смешали с 315 см3 раствора гидроксида натрия концентрацией 200 г/дм3. Суспензию подвергли обработке при 95°C в течение 18 минут при перемешивании пульпы. Образовавшуюся пульпу с плотностью 1,31 г/см3 и объемом 405 см3 фильтровали для отделения не растворившегося остатка массой 26,2 г. Раствор, полученный после фильтрования, концентрировали при температуре 100°C. Получено 355 см3 жидкого стекла плотностью 1,40 г/см3, содержащего, мас.%: 28,90 SiO2; 9,62 Na2O; 0,16 водонерастворимых веществ. Силикатный модуль жидкого стекла 3,0.
Пример 3. Аморфный диоксид кремния, полученный путем регенерации отработанного в производстве растительных масел кизельгура, его фракционирования с отделением мелкодисперсных частиц размером не более (0,1-1,0)·10-6 м, не пригодных для повторного использования в производстве растительных масел, взятый в количестве 165,0 г, смешали с 345 см3 раствора гидроксида натрия концентрацией 240 г/дм3. Суспензию подвергли обработке при 95°C в течение 28 минут при ее перемешивании. Образовавшуюся пульпу с плотностью 1,37 г/см3 и объемом 425 см3 фильтровали для отделения не растворившегося остатка массой 29,3 г. Раствор, полученный после фильтрования, концентрировали при температуре 100°C. Получено 367 см3 жидкого стекла плотностью 1,39 г/см3, содержащего, мас.%: 28,17 SiO2; 9,54 Na2O; 0,18 водонерастворимых веществ. Силикатный модуль жидкого стекла 2,95.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать натриевое жидкое стекло высокого качества с заданными силикатным модулем и плотностью, а также с низким содержанием примесей (Al2O3, Fe2O3, CaO) и водонерастворимых веществ (<0,10 мас.%) и соответствует требованиям ГОСТ 13078-81 «Стекло натриевое жидкое».

Claims (1)

  1. Способ изготовления жидкого стекла, включающий смешение кремнеземсодержащего вещества и раствора гидроксида натрия, последующую гидротермальную обработку полученной суспензии, фильтрование, концентрирование жидкого стекла, отличающийся тем, что в качестве кремнеземсодержащего вещества используют мелкодисперсную фракцию аморфного диоксида кремния с размером частиц не более (0,1-5,0)·10-6 м, полученную при регенерации отработанного при производстве растительных масел порошка кизельгура, не пригодного для повторного использования в производстве растительных масел, которые растворяют в гидроксиде натрия, имеющем концентрацию 200-250 г/дм3.
RU2013143928/05A 2013-09-30 2013-09-30 Способ изготовления жидкого стекла RU2548097C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013143928/05A RU2548097C1 (ru) 2013-09-30 2013-09-30 Способ изготовления жидкого стекла

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013143928/05A RU2548097C1 (ru) 2013-09-30 2013-09-30 Способ изготовления жидкого стекла

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2548097C1 true RU2548097C1 (ru) 2015-04-10
RU2013143928A RU2013143928A (ru) 2015-04-10

Family

ID=53282331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013143928/05A RU2548097C1 (ru) 2013-09-30 2013-09-30 Способ изготовления жидкого стекла

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2548097C1 (ru)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0456707A1 (de) * 1989-01-31 1991-11-21 Henkel Kommanditgesellschaft auf Aktien VERFAHREN ZUR HYDROTHERMALEN HERSTELLUNG VON NATRIUMSILIKATLÖSUNGEN MIT HOHEM SiO 2?:Na 2?O-MOLVERHÄLTNIS
RU2285665C1 (ru) * 2005-01-11 2006-10-20 Открытое акционерное общество "Асбестовский магниевый завод" (ОАО "АМЗ") Способ получения жидкого стекла

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0456707A1 (de) * 1989-01-31 1991-11-21 Henkel Kommanditgesellschaft auf Aktien VERFAHREN ZUR HYDROTHERMALEN HERSTELLUNG VON NATRIUMSILIKATLÖSUNGEN MIT HOHEM SiO 2?:Na 2?O-MOLVERHÄLTNIS
RU2285665C1 (ru) * 2005-01-11 2006-10-20 Открытое акционерное общество "Асбестовский магниевый завод" (ОАО "АМЗ") Способ получения жидкого стекла

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013143928A (ru) 2015-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Novais et al. Synthesis of porous biomass fly ash-based geopolymer spheres for efficient removal of methylene blue from wastewaters
US5780005A (en) Method for manufacturing spherical silica from olivine
Hartati et al. A review on synthesis of kaolin‐based zeolite and the effect of impurities
CN114174227B (zh) 从铁矿石选矿过程中产生的砂性尾矿获取粉状硅酸钠的方法
CA2984942C (en) Method for the production of amorphous silica with controlled specific surface area from magnesium silicate ore
CN106115722A (zh) 一种二氧化硅气凝胶的制备方法
JP7482869B2 (ja) 鉱物組成物
Sazali et al. One shot of the hydrothermal route for the synthesis of zeolite LTA using kaolin
RU2548097C1 (ru) Способ изготовления жидкого стекла
US5302364A (en) Process for the preparation of amorphous silica
Rameshaiah et al. Activated bentonite clay–based dry-wash purification of waste cooking oil biodiesel in comparison with a wet washing process
Elineema et al. Quantitative recovery of high purity nanoporous silica from waste products of the phosphate fertilizer industry
CA2629083A1 (en) A process for the preparation of sodium silicate from kimberlite tailings
JP2016536140A (ja) 低可溶性鉄珪藻土濾過助剤
Garea et al. Synthesis and characterization of porous clay heterostructures
Grassi et al. Application of fly ash modified by alkaline fusion as an effective adsorbent to remove methyl violet 10B in water
Shaban et al. Enhancing the technical qualifications of Egyptian white sand using acid leaching; response surface analysis and optimization
CN101090864B (zh) 从金伯利岩尾矿制备洗涤剂助剂沸石-a的方法
Wajima et al. Synthesis of zeolitic material from paper sludge ash using diatomite
Srivastava et al. A facile method for production of amorphous silica from perlite under microwave irradiation
RU2549407C1 (ru) Способ получения высокомодульного жидкого стекла
Ajemba Optimum activation conditions of ughelli bentonite for palm oil bleaching using response surface methodology
US8967383B1 (en) Processes for producing high-brightness kaolin in high yields, and kaolin materials produced therefrom
Ahmed et al. Production of 100 kg/day of zeolite a as a builder for powdered detergent from Nigerian Ahoko Kaolin using locally fabricated mini zeolite plant
RU2314997C2 (ru) Способ получения жидкого стекла

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161001