CS276432B6 - Process for preparing sodium silicate solutions - Google Patents

Process for preparing sodium silicate solutions Download PDF

Info

Publication number
CS276432B6
CS276432B6 CS90415A CS41590A CS276432B6 CS 276432 B6 CS276432 B6 CS 276432B6 CS 90415 A CS90415 A CS 90415A CS 41590 A CS41590 A CS 41590A CS 276432 B6 CS276432 B6 CS 276432B6
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
silica
temperature
sodium
sodium silicate
molar ratio
Prior art date
Application number
CS90415A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS9000415A2 (en
Inventor
Rudolf Dr Novotny
Alfred Dr Hoff
Jost Dr Schurtz
Original Assignee
Henkel Kgaa
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 Henkel Kgaa filed Critical Henkel Kgaa
Publication of CS9000415A2 publication Critical patent/CS9000415A2/en
Publication of CS276432B6 publication Critical patent/CS276432B6/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/20Silicates
    • C01B33/32Alkali metal silicates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Description

Vynález se týká způsobu výroby roztoků křemičitanu sodného s vysokým molárnim poměrem SiOj : NagO reakcí křemičitého písku s vodnými roztoky hydroxidu sodného s následnou reakcí vzniklých meziproduktů s další krystalickou modifikací oxidu křemičitého.The invention relates to a process for producing sodium silicate solutions having a high molar SiO 2: NagO ratio by reacting silica sand with aqueous sodium hydroxide solutions, followed by reacting the resulting intermediates with further crystalline modification of silica.

Obecný přehled metod, užívaných pro výrobu vodných roztoků křemičitanu sodného byl uveden v monografiích Winnacker, Kůchler, Cheaische Technologie, sv. 3, Anorganiache Technologie II, 4. vydání, 1983» str. 54 - 63 a Ullmana Eneyklopadie der technischen Chemie, sv. 21, 4. vydání, 1982, str. 409 až 412.A general review of the methods used to produce aqueous sodium silicate solutions was given in the monographs of Winnacker, Kůchler, Cheaische Technologie, Vol. 3, Anorganiache Technologie II, 4th edition, 1983 »pp. 54-63 and Ullman's Eneyklopadie der technischen Chemie, vol. 21, 4th edition, 1982, pp. 409-412.

Z křemičitanu alkalických kovů, všeobecně známých pod pojmem vodní sklo nacházejí využití k technickým účelům nejčastěji roztoky křemičitanu aodného, obvykle nazývané sodné vodní sklo. Tyto materiály obvykle obsahují 30 až 40 % hmotnostních pevných látek a molární poměr oxidu křemičitého k oxidu sodnému je 3,4 až 3,5 : 1. Výroba sodných vodních skel v technickém měřítku se obvykle provádí tak, že se společně roztaví křemičitý písek a uhličitan sodný ve vhodných pecích při teplotách v rozmezí 1400 až 1500 °C za odštěpení oxidu uhličitého. Vzniká tavenina, která při zchladnutí tuhne, toto pevné sklo se v dalším stupni rozpouští ve vodě za zvýšeného tlaku i teploty a získaný roztok se podle požadavků na kvalitu popřípadě zfiltruje.Of the alkali metal silicates commonly known by the term water glass, solutions most commonly used for technical purposes are solutions of sodium silicate, usually called sodium water glass. These materials typically contain 30 to 40% by weight of solids and the molar ratio of silica to sodium oxide is 3.4 to 3.5: 1. Technical scale production of sodium water glasses is usually accomplished by melting together silica sand and carbonate sodium in suitable furnaces at temperatures ranging from 1400 to 1500 ° C with carbon dioxide cleavage. A melt is formed which solidifies upon cooling, the solid glass is dissolved in water at elevated pressure and temperature in the next stage and the solution obtained is optionally filtered according to the quality requirements.

Tento postup, při němž se materiál taví při vysoké teplotě je však velmi náročný na zařízení i na množství energie a mimoto vede ke vzniku nepřípustných emisí, jako jsou úlet, oxidy dusíku a oxidy síry.However, this process, in which the material melts at high temperature, is very demanding on equipment and energy and, moreover, results in impermissible emissions such as drift, nitrogen oxides and sulfur oxides.

Kromě tohoto postupu, při němž se užívá vysoké teploty a tavení výchozího materiálu jsou známy také postupy pro výrobu křemičitanu sodného, při nichž se působí vodou při vyšší teplotě, řada těchto postupů již byla popsána v různých patentových spisech.In addition to the high temperature process and the melting of the starting material, there are known processes for producing sodium silicate in which water is treated at a higher temperature, many of which have already been described in various patents.

Postupy tohoto typu vycházejí z amorfního oxidu křemičitého, je tedy možno použít přírodně se vyskytující amorfní modifikace oxidu křemičitého a také různé úletové materiály.Processes of this type are based on amorphous silica, so it is possible to use naturally occurring amorphous modifications of silica as well as various debris materials.

Takto získané produkty mají vzhledem k nečistotám z úletových materiálů a z přírodních amorfních typů oxidu křemičitého pouze nižší kvalitu a je proto možné je použít pro technické účely jen v omezeném měřítku.Due to impurities from the trash and natural amorphous types of silica, the products thus obtained are of only lower quality and can therefore only be used for technical purposes to a limited extent.

V DAS č. 28 26 432 se popisuje způsob výroby roztoků vodního skla reakcí úletových materiálů, které jsou odchytávány při výrobě křemíku nebo ferrosilicióvých slitin s vodnými roztoky hydroxidů alkalických kovů při vyšší teplotě s následnou filtrací takto získaných roztoků. Způsob spočívá v tom, že se úletový materiál zpracovává v autoklávu působením vodného roztoku hydroxidu alkalického kovu o koncentraci 6 až 15 % hmotnostních při teplotě 120 až 190 °G a při tlaku 0,29 až 1,86 MPa, přičemž hmotnostní poměr hydroxidu alkalického kovu k pevnému úletovému materiálu Je 2 : 1 až 5 : 1. Produkty tohoto postupu mají molární poměr SiO2 : Na2Q v rozmezí 2,2 až 4 : 1. Úletové materiály, použité jako výchozí látky mají obsah křemíku 89 aŽ 98 % hmotnostních, podle příkladu provedení obvykle % hmotnostních. Zbytek je tvořen nečistotami.DAS No. 28 26 432 describes a process for producing waterglass solutions by reacting particulate materials which are trapped in the production of silicon or ferrosilicon alloys with aqueous alkali metal hydroxide solutions at a higher temperature followed by filtration of the solutions thus obtained. The method comprises treating the particulate material in an autoclave with an aqueous solution of alkali metal hydroxide at a concentration of 6-15% by weight at a temperature of 120 to 190 ° C and at a pressure of 0.29 to 1.86 MPa, wherein the weight ratio of alkali metal hydroxide The products of this process have a SiO 2 : Na 2 Q molar ratio in the range of 2.2 to 4: 1. The starting materials used as starting materials have a silicon content of 89 to 98% by weight. %, according to an exemplary embodiment, usually by weight. The rest consists of impurities.

V DOS č. 26 09 831 se popisuje způsob zpracování úletových materiálů s obsahem oxidu křemičitého z výroby kovového křemíku a slitin s obsahem křemíku na kyselinu křemičitou nebo na silikáty, při provádění tohoto postupu se kombinují následující stupně I až III:DOS No. 26 09 831 discloses a process for the treatment of silica-containing particulate materials from the production of silicon metal and silicon-containing alloys into silicic acid or silicates, in which the following steps I to III are combined:

I Úletový materiál ee rozpustí v roztoku hydroxidu alkalického kovu za vzniku roztoků křemičitanů alkalických kovů.The particulate matter is dissolved in an alkali metal hydroxide solution to form alkali metal silicate solutions.

II Roztoky křemičitanů alkalických kovů se čistí odstraněním organických složek působením aktivního uhlí a/nebo oxidačních činidel s následným oddělením nezpracovatelného zbytku z roztoku.The alkali metal silicate solutions are purified by removing the organic components by treatment with activated carbon and / or oxidizing agents followed by separation of the unprocessable residue from the solution.

III Roztoky křemičitanů alkalických kovů se pak uvádějí do reakce 3 anorganickými nebo organickými kyselinami a/nebo jejich solemi k dalšímu čištění.III The alkali metal silicate solutions are then reacted with 3 inorganic or organic acids and / or their salts for further purification.

Tímto způsobem získané roztoky křemičitanu alkalických kovů mají obvykle molární poměr oxidu křemičitého k oxidu sodnému v rozmezí 3,3 až 5,0 : 1.The alkali metal silicate solutions obtained in this way usually have a molar ratio of silica to sodium oxide in the range of 3.3 to 5.0: 1.

V DOS č. 26 19 604 ae popisuje způsob výroby kapalného vodního skla z amorfního oxiduIn DOS No. 26 19 604 ae describes a process for producing liquid waterglass from amorphous oxide

CS 276 432 B6 2 křemičitého a hydroxidu alkalického kovu. Způsob spočívá v tom, že se k práškovanému oxidu křemičitému ve formě popílku z průmyslu, vyrábějícího ferroslitiny a z dalšího průmyslu, užívajícího křemíkové pece přidá hydroxid alkalického kovu a voda v předem stanoveném hmotnostním poměru, načež se směs zahřívá na teplotu 75 až 100 °C, načež se získaná směs zchladí. Popílky, které se užívají jako výchozí materiál pro tento postup mají obvykle obsah oxidu křemičitého v rozmezí 94 až 98 % hmotnostních, zbytek je tvořen nečistotami.Silica and alkali metal hydroxide. The process comprises adding alkali metal hydroxide and water in a predetermined weight ratio to the pulverized silica in the form of fly ash from a ferroalloy industry and another silicon furnace industry, and then heating the mixture to a temperature of 75 to 100 ° C, then the resulting mixture is cooled. The fly ash used as starting material for this process typically has a silica content in the range of 94-98% by weight, the remainder being impurities.

V LAS Č. 23 28 542 se popisuje způsob výroby křemičitanu alkalických kovů zpracováním perlitu působením hydroxidu alkalického kovu s následným zpracováním získaného materiálu v autoklávu za působení vody při vyšší teplotě s následnou filtrací, způsob se provádí tak, že se ke zpracování perlitu užije roztok hydroxidu alkalického kovu s obsahem až 140 g/1 oxidu sodného v množství, při němž je poměr kapalné fáze k pevné fázi v rozmezí 0,7 až 1,5 : 1... V případě perlitu jde o v podstatě amorfní, sklovitou řudu vulkanického původu, která sestává převážně ze 73 % hmotnostních oxidu křemičitého, 15 % hmotnostních oxidu hlinitého a 8 % hmotnostních jiných oxidů.LAS No. 23 28 542 describes a process for producing alkali metal silicate by treating perlite with an alkali metal hydroxide followed by treatment of the obtained material in an autoclave with water at a higher temperature followed by filtration, using a solution of perlite to treat the perlite an alkali metal containing up to 140 g / l of sodium oxide in an amount where the liquid phase to solid phase ratio is in the range of 0.7 to 1.5: 1 ... In the case of perlite, it is essentially an amorphous, glassy ore of volcanic origin, which consists predominantly of 73% by weight of silica, 15% by weight of alumina and 8% by weight of other oxides.

Z toho co bylo uvedeno je zřejmé, že způsoby, které byly až dosud popsány v patentové literatuře a které vycházejí z amorfního oxidu křemičitého poskytují jako produkt vodní sklo se sníženou kvalitou, takže výsledný produkt je zapotřebí ještě dále čistit.From the foregoing, it is clear that the processes previously described in the patent literature starting from amorphous silica provide a reduced quality waterglass as a product, so that the resulting product still needs further purification.

Jsou však známy také postupy, jimiž je možno získat roztoky křemičitanu sodného tak, že se působí vodou při vyšší teplotě na krystalický oxid křemičitý, například písek hydroxidem sodným, tímto způsobem je však prozatím možno získat pouze molárni poměry oxidu křemičitého k oxidu sodnému nižší než 2,89 : 1.However, there are also known methods for obtaining sodium silicate solutions by treating water at a higher temperature with crystalline silica, for example, sand with sodium hydroxide, but in the meantime only molar ratios of silica to sodium oxide of less than 2 are obtained. , 89: 1.

V DOS č. 30 02 857 se popisuje způsob výroby roztoků křemičitanu sodného s molárním poměrem oxidu křemičitého k oxidu sodnému v rozmezí 1,03 až 2,88 : 1 tak, že se působí na písek vodným roztokem hydroxidu sodného za zvýšeného tlaku a při vyšší teplotě s následnou filtrací. Způsob se provádí tak, že se uvede do reakce vodný roztok hydroxidu sodného s koncentrací 10 až 50 % hmotnostních a přebytek písku až 300 %, vztaženo na molárni poměry oxidu křemičitého k oxidu sodnému ve výchozím materiálu, při teplotě v rozmezí 150 až 250 °C a odpovídajícím tlaku nasycení vodní páry, načež ee užije nezreagovaný přebytek písku zcela nebo z části jako filtrační prostředí pro získaný roztok křemičitanu sodnému. Podle příkladu provedení tohoto patentového spisu je možno dosáhnout maximálního molárního poměru oxidu křemičitého k oxidu sodnému 1,68 : 1.DOS No. 30 02 857 describes a process for producing sodium silicate solutions having a molar ratio of silica to sodium oxide in the range of 1.03 to 2.88: 1 by treating the sand with an aqueous sodium hydroxide solution at elevated pressure and at a higher pressure. temperature followed by filtration. The process is carried out by reacting an aqueous solution of sodium hydroxide at a concentration of 10 to 50% by weight and an excess of sand up to 300%, based on the molar ratios of silica to sodium oxide in the starting material, at a temperature in the range 150 to 250 ° C. and a corresponding water vapor saturation pressure, whereupon the unreacted excess sand utilizes wholly or partially as a filter medium for the sodium silicate solution obtained. By way of example, the maximum molar ratio of silica to sodium oxide is 1.68: 1.

V DOS č. 34 21 158 se popisuje způsob výroby roztoků křemičitanu sodného s molárním poměrem oxidu křemičitého k oxidu sodnému 1,96 až 2,17 tak, že se přebytek písku uvede do reakce s vodným roztokem hydroxidu sodného, postup se provádí tím způsobem, že se reakčni směs, sestávající z přebytku písku a předehřátého vodného roztoku hydroxidu sodného uvádí do reakce v rotujícím, válcovém, uzavřeném tlakovém reaktoru až do dosažení určitého molárního poměru oxidu křemičitého k oxidu sodnému, načež se výsledný materiál zfiltruje při použití přebytku písku a popřípadě dalšího pomocného materiálu pro filtraci. V příkladech provedení tohoto patentového spisu je možno dosáhnout vodných roztoků křemičitanu sodného s molárním poměrem oxidu křemičitého k oxidu sodnému až 2,27 : 1.No. 34 21 158 discloses a process for producing sodium silicate solutions having a molar ratio of silica to sodium oxide of 1.96 to 2.17 by reacting the excess sand with an aqueous sodium hydroxide solution, by reacting the reaction mixture consisting of excess sand and preheated aqueous sodium hydroxide solution in a rotating, cylindrical, sealed pressurized reactor until a certain molar ratio of silica to sodium oxide is reached, whereupon the resulting material is filtered using excess sand and optionally further filtration material. In the examples, aqueous sodium silicate solutions having a molar ratio of silica to sodium oxide of up to 2.27: 1 can be obtained.

V DOS č. 33 13 814 se popisuje způsob výroby čirého roztoku křemičitanu sodného, v němž je molárni poměr oxidu křemičitého k oxidu sodnému nejvýš 2,58 : 1, způsob se provádí tak, že se na krystalický oxid křemičitý se středním průměrem částic v rozmezí 0,1 až 2 mm působí vodným roztokem hydroxidu sodného, který se nechá procházet vrstvou oxidu křemičitého, vytvořenou v reaktoru typu trubice bez mechanického míchání, roztok hydroxidu sodného prochází touto vrstvou směrem shora dolů.No. 33 13 814 discloses a process for producing a clear solution of sodium silicate in which the molar ratio of silica to sodium oxide is at most 2.58: 1, the process being carried out by treating crystalline silica with an average particle diameter in the range of 0.1 to 2 mm is treated with an aqueous sodium hydroxide solution which is passed through a layer of silica formed in a tube-type reactor without mechanical agitation, the sodium hydroxide solution passing through the layer from top to bottom.

V belgickém patentovém spisu č. 649 739 se popisuje způsob a zařízení pro výrobu čirých roztoků křemičitanu sodného rozpuštěníρ materiálu s obsahem kyseliny křemičité při zvýšené teplotě a při vyšším tlaku ve vodném roztoku hydroxidu eodného, postup se provádí tak, že se výsledný produkt oddělí od přebytku výchozího materiálu s obsahem kyseliny křemičité a/nebo od nerozpustných nečistot pomocí filtračních prvků, upevněných v blízkostiBelgian Patent 649,739 discloses a process and apparatus for producing clear sodium silicate solutions by dissolving silica-containing material at elevated temperature and higher pressure in aqueous sodium hydroxide solution, the process being carried out by separating the resulting product from excess starting material containing silicic acid and / or insoluble impurities by means of filter elements mounted in the vicinity

CS 276 432 B6 dna reaktoru, přičemž filtrace se s výhodou provádí při teplotě a tlaku, jejichž hodnoty jsou blízké hodnotám, používaným při provádění reakce. Takto získané roztoky křemičitanu sodného ve vodě mají molárni poměr oxidu křemičitého k oxidu sodnému přibližně 2,5 : 1.Preferably, the filtration is carried out at a temperature and a pressure close to those used in the reaction. The sodium silicate solutions in water thus obtained have a molar ratio of silica to sodium oxide of about 2.5: 1.

Postupy tohoto typu pro výrobu vodního skla z písku a hydroxidu sodného byly také shrnuty ve shora uvedené monografii Winnackera, Kůchlera a Ullmana. V monografii Winnackera a Kůchlera se na str. 61 až 62 uvádí, že je při způsobu výroby sodného vodního skla působením vody při vyšší teplotě možno dosáhnout poměrů oxidu křemičitého k oxidu sodnému méně než 2,7 : 1. V Ullmanově publikaci se v této souvislosti uvádí, že tímto způsobem je možno získat roztoky křemičitanu sodného s molárnim poměrem oxidu křemičitého k oxidu sodnému až 2,5 : 1 (str. 412, levý sloupec).Processes of this type for the manufacture of water glass from sand and sodium hydroxide have also been summarized in the aforementioned monograph by Winnacker, Kuchler and Ullman. The monographs of Winnacker and Kochler, pp. 61-62, state that in a process for producing sodium waterglass by the action of water at a higher temperature, it is possible to achieve a ratio of silica to sodium oxide of less than 2.7: 1. discloses that sodium silicate solutions having a molar ratio of silica to sodium oxide of up to 2.5: 1 can be obtained (p. 412, left column).

Na základě shora uvedené literatury, která popisuje známý stav techniky, týkající se získání roztoku křemičitanu sodného je tedy zřejmé, že až dosud nebylo předpokládáno, že by bylo možno získat roztoky křemičitanu sodného s vyšším molárnim poměrem oxidu křemičitého k oxidu sodnému působením vody na písek, tj. na krystalický oxid křemičitý současně působením hydroxidu sodného za zvýšené teploty.Thus, based on the prior art literature for obtaining a sodium silicate solution, it is clear that until now it has not been expected that sodium silicate solutions with a higher molar ratio of silica to sodium oxide can be obtained by the action of water on the sand, i.e., crystalline silica simultaneously treated with sodium hydroxide at elevated temperature.

Vynález si proto klade za úkol navrhnout způsob výroby roztoků křemičitanu sodného uvedeným způsobem reakcí krystalického oxidu křemičitého s vodným roztokem hydroxidu sodného, při němž by bylo možno použít krystalický oxid křemičitý, například křemen, ve formě písku, přičemž by jako výsledný produkt byly získány roztoky křemičitanu sodného s molárním poměrem oxidu křemičitého k oxidu sodnému vyšší než 2,9 : 1.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a process for the production of sodium silicate solutions by reacting crystalline silica with an aqueous sodium hydroxide solution using crystalline silica such as quartz in the form of sand to produce silicate solutions. sodium with a molar ratio of silica to sodium oxide of greater than 2.9: 1.

Způsobem podle vynálezu je tohoto cíle dosaženo zpracováním křemene, zejména ve formě písku působením roztoků hydroxidu sodného za přítomnosti vody při vyšší teplotě, důležitým znakem postupu je skutečnost, že roztoky křemičitanu sodného, získané tímto způsobem jako meziprodukty se získávají s použitím křemene, zvláštním způsobem předehřátého.The process according to the invention achieves this object by treating quartz, in particular in the form of sand, with sodium hydroxide solutions in the presence of water at a higher temperature, an important feature of the process is that the sodium silicate solutions obtained as intermediates are obtained using quartz, specially preheated .

Předmětem vynálezu je tedy způsob výroby roztoků křemičitanu sodného s vysokým molárním poměrem oxidu křemičitého k oxidu sodnému působením vody při vyšší teplotě reakcí křemíkového písku s vodným roztokem hydroxidu sodného při teplotě 150 až 300 °C za odpovídajícího tlaku nasycené vodní páry v tlakovém reaktoru, vyznačující se tím, že se takto získané roztoky křemičitanu sodného, obsahující oxid křemičitý a oxid sodný v molárnim poměru nižším než 2,9 : 1 uvádějí do reakce při teplotě vyšší než 1100 °C až do teploty tání s křemíkem, předehřátým na tuto teplotu, přičemž současně se udržují teplota a tlak v příslušném rozmezí.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a process for producing sodium silicate solutions having a high molar ratio of silica to sodium oxide by treating water at a higher temperature by reacting silicon sand with an aqueous sodium hydroxide solution at 150-300 ° C under corresponding saturated water vapor pressure in a pressure reactor. by reacting the thus obtained sodium silicate solutions containing silica and sodium oxide in a molar ratio of less than 2.9: 1 at a temperature above 1100 ° C up to the melting point of the silicon preheated to this temperature, at the same time maintaining the temperature and pressure within the appropriate range.

Způsob podle vynálezu je vzhledem ke svému jednoduchému provedení technicky velmi snadno uskutečnitelný a levný, nevyžaduje tak velké množství energie a nevznikají při něm vedlejší produkty, znečištující životní prostředí.The method according to the invention is technically very easy to implement and inexpensive, does not require a large amount of energy and does not produce environmentally harmful by-products.

Oproti známým postupům, při nichž se rovněž užívá působení vody při vyšší teplotě má způsob podle vynálezu tu výhodu, že při použití zvláštním způsobem předehřátého křemíku jako krystalické složky oxidu křemičitého je možno získat roztoky křemičitanu sodného s molárním poměrem vyšším než 2,9 : 1, což až dosud nebylo při použití křemíku ve formě pisku možné.The process of the invention has the advantage over known processes where water is also used at a higher temperature that, by using a particularly preheated silicon as a crystalline component of silica, sodium silicate solutions with a molar ratio higher than 2.9: 1 can be obtained. which has hitherto not been possible with the use of silicon in the form of sand.

Dále bylo neočekávaně zjištěno, že při použití takto předehřátého křemíku jako složky, s obsahem oxidu křemičitého a roztoku křemičitanu sodného je možno dosáhnout při krátkých reakčních dobách přímo vodné roztoky křemičitanu sodného, v nichž je molárni poměr oxidu křemičitého k oxidu sodnému vyšší než 2,9 : 1. .Furthermore, it has unexpectedly been found that using such preheated silicon as a silica-containing component and sodium silicate solution, aqueous sodium silicate solutions can be obtained at short reaction times in which the molar ratio of silica to sodium oxide is greater than 2.9 : 1..

Zvláštní výhodou způsobu podle vynálezu je skutečnost, že je možno technicky jednoduchým a velmi hospodárným způsobem získat poztoky křemičitanu sodného s vysokým molárnim poměrem oxidu křemičitého k oxidu sodnému tak, že se při provádění základní reakce, tj. při reakci křemíku (písku) a vodného roztoku hydroxidu sodného je možno použít levného výchozího materiálu, tj. písku a pak se pro další reakci užívá krystalická složka oxidu křemičitého, která je nákladnější. Tímto způsobem je možno v roztoku křemičitanu sodného s molárním poměrem oxidu křemičitého k oxidu sodnému nižším než 2,9 : 1 získat přidáním zahřátéhoA particular advantage of the process according to the invention is that it is possible in a technically simple and very economical manner to obtain solutions of sodium silicate with a high molar ratio of silica to sodium oxide by carrying out the basic reaction, i.e. reaction of silicon (sand) and aqueous solution. Sodium hydroxide can be used with a low cost starting material, i.e. sand, and then a more crystalline silica component is used for the next reaction. In this way, in a solution of sodium silicate having a molar ratio of silica to sodium oxide of less than 2.9: 1, the heated

CS 276 432 B6 křemíku ve formě krystalického oxidu křemičitého podle množství tohoto přidaného křemíku roztoku křemičitanu sodného 8 molárním poměrem oxidu křemičitého k oxidu sodnému v rozmezí 2,9 až 3,6 : 1. S výhodou mají takto získané roztoky křemičitanu sodného molární poměr oxidu křemičitého k oxidu sodnému 3,0 až 3,5 : 1, zvláště 3,3 až 3*5 :The crystalline silica according to the amount of this added silicon of a sodium silicate solution with an 8 molar ratio of silica to sodium oxide in the range of 2.9 to 3.6: 1. Preferably the sodium silicate solutions thus obtained have a molar ratio of silica to sodium oxide 3.0 to 3.5: 1, in particular 3.3 to 3 * 5:

Při zpracování křemíku ve formě písku roztokem hydroxidu sodného se nejprve získá jako meziprodukt roztok křemičitanu sodného, tento roztok je možno získat jakýmkoliv známým způsobem. Výhodné je zpracovávat křemíkový písek vodným roztokem hydroxidu sodného s koncentrací 10 až 50 % hmotnostních, zvláště 15 až 30 % hmotnostních v tlakovém reaktoru při teplotách 150 až 300, zejména 200 až 250 °C a při tlaku nasycené vodní páry, odpovídajícím těmto teplotám.In the treatment of silicon in the form of sand with a sodium hydroxide solution, a sodium silicate solution is first obtained as an intermediate, which solution can be obtained by any known method. It is preferable to treat the silicon sand with an aqueous solution of sodium hydroxide at a concentration of 10 to 50% by weight, in particular 15 to 30% by weight, in a pressure reactor at temperatures of 150 to 300, in particular 200 to 250 ° C and saturated water vapor pressure corresponding to these temperatures.

Takto získané roztoky křemičitanu sodného mají molární poměr oxidu křemičitého k oxidu sodnému nižší než 2,9 : 1 a obsah pevných látek v rozmezí 20 až 55 $· Tyto roztoky křemičitanu sodného jsou výhodné zejména v tom případě, že koncentrace pevných látek se v nich pohybuje v rozmezí 25 až 40, zvláště 30 až 38 %.The sodium silicate solutions thus obtained have a molar ratio of silica to sodium oxide of less than 2.9: 1 and a solids content in the range of $ 20-55. These sodium silicate solutions are particularly advantageous when the solids concentration is in the range of 25 to 40, especially 30 to 38%.

Podle výhodného provedení způsobu podle vynálezu se tyto roztoky, získané jako meziprodukty dále zpracovávají působením křemíku, předehřátého na teplotu 1200 až 1700 °C za přítomnosti katalytického množství alkalického kovu, takto zahřátý křemík se za uvedených teplotních poměrů v podstatě mění na cristobalit, vhodný k provedení další syntézy.According to a preferred embodiment of the process according to the invention, these intermediate solutions are further treated with silicon preheated to a temperature of 1200 to 1700 ° C in the presence of a catalytic amount of an alkali metal, the silicon thus heated to substantially cristobalite at said temperature ratios. other syntheses.

Cristobalit je, stejně jsko křemen, krystalickou modifikací oxidu křemičitého. Tato modifikace se získává téměř výlučně synteticky kalcinaci křemene tak, že se křemičitý písek kontinuálně převádí na tuto látku při teplotě přibližně 1500 °C za přítomnosti katalyzátorů ze skupiny sloučenin alkalických kovů. Bližší podrobnosti, týkající se cristobalitu je možno nalézt v Ullmanově Encyklopádie der Technischen Chemie, sv. 21, 4. vydání, 1982, str. 439 až 442.Cristobalite is, like quartz, a crystalline modification of silica. This modification is obtained almost exclusively synthetically by calcining quartz by continuously converting quartz sand to this material at a temperature of about 1500 ° C in the presence of an alkali metal compound catalyst. For further details regarding cristobalite, see Ullman's Encyclopedia der Technischen Chemie, Vol. 21, 4th edition, 1982, pp. 439-442.

Při provádění způsobu podle vynálezu je dále výhodné použít křemen, zahřátý na teplotu 1300 až 1600 °C za přítomnosti katalytického množství alkalických kovů, za těchto podmínek se křemen v podstatě mění na cristobalit. Zvláště výhodné je použít při provádění způsobu podle vynálezu čerstvě temperovaný, ještě teplý cristobalit.In carrying out the process of the invention, it is further preferred to use quartz heated to a temperature of 1300 to 1600 ° C in the presence of a catalytic amount of alkali metals, under which conditions the quartz is substantially converted to cristobalite. It is particularly advantageous to use freshly tempered yet warm cristobalite in the process according to the invention.

Pokud jde o množství temperovaného křemene, zvláště cristobalitu, který se přidává k roztokům křemičitanu sodného, získaným jako meziprodukty, je možno uvést, že obecně je možno přidat stechiometricky nutné množství cristobalitu, vztaženo na požadovaný molární poměr oxidu křemičitého k oxidu sodnému ve výsledném roztoku křemičitanu sodného. Je však možno užít také přebytek cristobalitu až 100 %, opět vztaženo na požadovaný poměr uvedených dvou oxidů ve výsledném produktu. Je možno užít i vyššího přebytku než 100 %, technicky to však není účelné. Při provádění způsobu podle vynálezu je zvláště výhodné provádět reakci při použití přebytku 1 až 10 % temperovaného křemene, zvláště cristobalitu, vztaženo na požadovaný molární poměr oxidu křemičitého k oxidu sodnému ve výsledném produktu.With respect to the amount of tempered quartz, in particular cristobalite, which is added to the sodium silicate solutions obtained as intermediates, it is generally possible to add a stoichiometric amount of cristobalite based on the desired molar ratio of silica to sodium oxide in the resulting silicate solution sodium. However, an excess of up to 100% cristobalite, based on the desired ratio of the two oxides in the final product, can also be used. It is possible to use an excess of more than 100%, but this is not technically expedient. In carrying out the process of the invention, it is particularly advantageous to carry out the reaction using an excess of 1 to 10% tempered quartz, in particular cristobalite, based on the desired molar ratio of silica to sodium oxide in the resulting product.

Podle dalšího výhodného provedení způsobu podle vynálezu je možno provádět výrobu roztoku křemičitanu sodného s vysokým molárním poměrem oxidu křemičitého k oxidu sodnému následujícím způsobem: nejprve se uvede do reakce křemenný písek a vodný roztok hydroxidu sodného při předem určené teplotě a tlaku v tlakovém reaktoru. Temperovaný křemen, zejména cristobalit, který má být přidán k získanému roztoku křemičitanu sodnému se předehřeje na tutéž teplotu za téhož tlaku a takto se přidá do tlakového reaktoru s obsahem roztoku křemičitanu sodného. Pak se syntéza provádí dále při téže teplotě a tlaku až do dosažení požadovaného molárního poměru oxidu křemičitého k oxidu sodnému v rozmezí 2,9 až 3,6 : 1.According to a further preferred embodiment of the process according to the invention, the production of a solution of sodium silicate with a high molar ratio of silica to sodium oxide can be carried out as follows: first, quartz sand and aqueous sodium hydroxide are reacted at a predetermined temperature and pressure in a pressure reactor. The tempered quartz, in particular cristobalite, to be added to the obtained sodium silicate solution is preheated to the same temperature at the same pressure and is thus added to a pressurized reactor containing the sodium silicate solution. Thereafter, the synthesis is carried out at the same temperature and pressure until the desired molar ratio of silica to sodium oxide in the range of 2.9 to 3.6: 1 is achieved.

Je také možno postupovat tak, že se po provedení prvního reakčního stupně v tlakovém reaktoru sníží tlak a rovněž teplota se nechá klesnout, načež se přidá do tlakového reaktoru cristobalit, popřípadě předehřátý a pak se znovu zvýší teplota i tlak a postup se dokončí. 2 tohoto hlediska se však jeví předchozí postup, prováděný při stálé teplotě a tlaku jako prakticky jednostupňový a tím zvláště hospodárný, protože jím je možno dosáhnout téhož výsledku při minimální spotřebě energie a malých nárocích na prostor a čas.Alternatively, after the first reaction step in the pressure reactor, the pressure is reduced and the temperature is allowed to drop, followed by the addition of cristobalite, optionally preheated, to the pressure reactor, and then increasing the temperature and pressure again, and completing the process. However, from this point of view, the previous process, carried out at constant temperature and pressure, appears to be practically one-stage and therefore particularly economical, since it can achieve the same result with minimal energy consumption and low space and time requirements.

CS 276 432 B6CS 276 432 B6

Při provádění způsobu podle vynálezu je možno obecně užít jakékoliv reaktory, běžně užívané pro získávání sodného vodního skla. Jde například o rotující reaktory, běžná zařízení pro provádění chemických reakcí, reaktory, opatřené michadlem, trubicovité reaktory a zásadně každé reaktory, které jsou určeny pro reakci pevných látek s kapalinou za zvýšeného tlaku. Reaktory tohoto typu byly popsány například v DOS Č. 30 02 857, DOS č. 34 21 158, DAS č. 28 26 432, BE-PS č. 649 739, DOS č. 33 13 814 a DE-PS č. 968 034.In general, any of the reactors commonly used to obtain sodium waterglass can be used in the process of the invention. These include, for example, rotating reactors, conventional chemical reaction equipment, agitated reactors, tubular reactors, and basically any reactors which are designed to react solids with liquid at elevated pressure. Reactors of this type have been described, for example, in DOS No. 30 02 857, DOS No. 34 21 158, DAS No. 28 26 432, BE-PS No. 649 739, DOS No. 33 13 814 and DE-PS No. 968 034 .

K provedení shora uvedeného jednostupňového postupu je zapotřebí použít zvláštního tlakového reaktoru, v němž je možno cristobalit, přidávaný k roztoku křemičitanu sodného, vznikajícímu jako meziprodukt předehřát na požadovanou teplotu za příslušného tlaku. Jde o oddělený reaktor, který je s vlastním tlakovým reaktorem spojen buň přímo vedením, opatře nýn uzavíracími prvky, nebo je možno, v případě rotujících reaktorů jej v případě potřeby s tímto reaktorem spojit pomocí odpojitelného vedení. Tento způsob spojování reaktorů je v oboru velmi dobře znám.In order to carry out the above-mentioned one-step process, it is necessary to use a separate pressure reactor in which the cristobalite added to the sodium silicate solution formed as intermediate can be preheated to the desired temperature at the appropriate pressure. It is a separate reactor, which is directly connected to the pressure reactor itself by a conduit, provided with shut-off elements or, in the case of rotating reactors, can be connected to the reactor by means of a detachable conduit if necessary. This method of connecting reactors is well known in the art.

Výsledný produkt, kterým je roztok křemičitanu sodného s vysokým poměrem oxidu křemičitého k oxidu sodnému je po vyrovnání tlaku v tlakovém reaktoru z tohoto reaktoru vyjmut a může být za účelem čištění zfiltzován. Je možno užít jakéhokoliv filtračního zařízení, kterého se v oboru běžně užívá pro filtraci křemičitanů alkalických kovů.The resulting product, a sodium silicate solution with a high ratio of silica to sodium oxide, is removed from the reactor after pressure equalization in the pressure reactor and can be filtered for purification. Any filtration device commonly used in the art for filtration of alkali metal silicates can be used.

Takto získané roztoky křemičitanu sodného je možno použít pro všechny běžné účely, kte ré jsou známé a byly v literatuře popsány, například jako plniva, lepidla, pojivá pro barvy ve slévárenství, jako nosiče katalyzátorů, jako složky pracích a čisticích prostředků nebo jako složky žáruvzdorných materiálů.The sodium silicate solutions thus obtained can be used for all common purposes known and described in the literature, for example as fillers, adhesives, binders for foundry paints, as catalyst supports, as laundry and cleaning ingredients or as refractory materials. .

Vynález bude osvětlen následujícími příklady, aniž by měl být na obsah těchto příkladů omezen.The invention will be illustrated by the following examples, without being limited thereto.

V příkladech provedení byl jako temperovaný křemen užit cristobalit, získaný zahříváním na 1300 až 1600 °C za přítomnosti alkalického kovu jako katalyzátoru.In the exemplary embodiments, cristobalite obtained by heating to 1300 to 1600 ° C in the presence of an alkali metal catalyst was used as tempered quartz.

Jako reaktor k provádění jednotlivých pokusů byl použit vodorovný válcový ocelový tlakový reaktor a niklovým vyložením a a objemem přibližně 0,51. Tento tlakový reaktor ae otá čel při přibližně 60 otáčkách za min kolem avé horizontální osy. Reaktor byl zahříván zevně při použiti teplonoaného použití, zahřívaného na reakčni teplotu.A horizontal cylindrical steel pressure reactor with a nickel lining and a volume of approximately 0.51 was used as the reactor for each experiment. This pressure reactor is rotated about 60 rpm around its horizontal axis. The reactor was heated externally using a heat-treated application heated to the reaction temperature.

Roztoky křemičitanu sodného 9 molárnim poměrem oxidu křemičitého k oxidu sodnému 2,0 : 1 a 2,5 : 1 byly získány z písku a hydroxidu sodného, za přidání eristobalitu byly uvedeny do tlakového reaktoru a pak byly uváděny do reakce při teplotě 215 až 225 °C na 20 až 60 minut za vzniku roztoku křemičitanu sodného s molárnim poměrem oxidu křemičitého k oxidu sodnému 3,33 až 3,50 : 1.Sodium silicate solutions with a 9 molar ratio of silica to sodium oxide 2.0: 1 and 2.5: 1 were obtained from sand and sodium hydroxide, added to the pressure reactor with the addition of eristobalite, and then reacted at 215-225 ° C. C for 20 to 60 minutes to form a sodium silicate solution having a silica to sodium oxide molar ratio of 3.33 to 3.50: 1.

V následujícím příkladu 1 ae získává roztok křemičitanu sodného s molárnim poměrem 0xidu křemičitého k oxidu sodnému 2,0 : 1. V příkladech 2 až 7 se uvádí reakce tohoto základního** roztoku křemičitanu sodného, tj. obvyklého roztoku a obvyklým molárnim poměrem uvedených složek s cristobalitem.In Example 1 ae, a solution of sodium silicate having a molar ratio of silica to sodium oxide of 2.0: 1 is obtained. Examples 2 to 7 illustrate the reaction of this basic ** sodium silicate solution, i.e. a common solution and the usual molar ratio of the components. cristobalite.

Při zvláště výhodném provedení je možno způsob výroby základního roztoku křemičitanu sodného s uvedeným molárnim poměrem nižším než 2,9 : 1 přímo spojit s následnou reakcí tohoto roztoku s cristobalitem za vzniku požadovaného výsledného roztoku s molárnim poměrem oxidu křemičitého k oxidu sodnému v rozmezí 2,9 až 3,6 : 1. Toto výhodné provedení probíhá následujícím způsobem:In a particularly preferred embodiment, a process for producing a sodium silicate base solution having a molar ratio of less than 2.9: 1 can be directly coupled to the subsequent reaction of the solution with cristobalite to give the desired resultant solution having a molar ratio of silica to sodium oxide of 2.9 to 3.6: 1. This preferred embodiment is as follows:

Všechny složky se odváží. Výchozí písek a hydroxid sodný se uzavřou do reaktoru, který se uvede do rotace. Pak se reakčni směs zahřeje na teplotu přibližně 215 °C a na této teplotě se udržuje 30 minut, načež se reaktor zastaví.Weigh all ingredients. The feed sand and sodium hydroxide are sealed into a reactor which is rotated. The reaction mixture was then heated to a temperature of about 215 ° C and held at that temperature for 30 minutes, after which the reactor was stopped.

Z tlakového zásobníku, naplněného cristobalitem pod stejným tlakem jaký se nachází v reaktoru, se pak příslušné množství eristobalitu uvede do reaktoru, který obsahuje vytvořený roztok křemičitanu sodného s molárnim poměrem oxidu křemičitého k oxidu sodnému přibližně 2,5 : 1. Zásobník je s reaktorem spojen pomocí příruby. Pak se zásobník opětFrom a pressurized container filled with cristobalite under the same pressure as in the reactor, the appropriate amount of eristobalite is then fed to a reactor containing the formed sodium silicate solution having a silica: sodium oxide molar ratio of about 2.5: 1. using a flange. Then take the tray again

CS 276 432 B6 6 uzavře, jeho tlak ee vyrovná a zásobník se oddělí od reaktoru. Přidaná množství cristobalitu odpovídá přídatnému podílu oxidu křemičitého, jehož je zapotřebí k dosažení molárního poměru oxidu křemičitého k oxidu sodnému 3>46 : 1 ve výsledném roztoku křemičitanu sodného. Pak se reaktor udržuje ještě 20 až 60 minut na reakční teplotě. Zpracování získaného roztoku vodního skla se pak provádí bucl v sedimentační nádobě k oddělení pevného podílu nebo při vySSÍch požadavcích na čirost tohoto roztoku filtrací.CS 276 432 B6 6 is closed, its pressure is equalized and the tank is separated from the reactor. The amount of cristobalite added corresponds to the additional silica required to achieve a molar ratio of silica to sodium oxide of > 46: 1 in the resulting sodium silicate solution. The reactor is then kept at the reaction temperature for a further 20 to 60 minutes. Treatment of the obtained waterglass solution is then carried out either in a sedimentation vessel to separate the solids or, by higher clarity requirements, by filtration.

Zásadně je možno převést kapalnou fázi roztoku křemičitanu sodného pod tlakem do dalSí reakční nádoby, popřípadě předehřáté, v níž se nachází jako předloha vypočítané množství cristobalitu a reakci dokončit v této nádobě.In principle, the liquid phase of the sodium silicate solution can be transferred under pressure to another reaction vessel, optionally preheated, in which the calculated amount of cristobalite is provided as a template and the reaction is completed in the vessel.

Ve zvláštním způsobu provedení je možno postup provádět také při poměrně vysoké koncentraci pevného podílu v reaktoru například při teplotě 215 °C a tlaku 2 MPa, roztok křemičitanu sodného v reaktoru v tomto případě má dostatečnou viskositu k provádění tohoto postupu. Po ukončení reakce je možno přivádět přídatnou vodu, jíž je zapotřebí ke zředění roztoku, a toIn a particular embodiment, the process can also be carried out at a relatively high concentration of solids in the reactor, for example at a temperature of 215 ° C and a pressure of 20 bar, the sodium silicate solution in the reactor having sufficient viscosity to carry out the process. After completion of the reaction, the additional water required to dilute the solution may be supplied

- pod tlakem přímo do reaktoru nebounder pressure directly to the reactor, or

- do vedení pro odvod materiálu, takže roztok křemičitanu sodného je tímto způsobem dostatečně zředěn tak, že při teplotě přibližně 100 °C má roztok křemičitanu sodného před dalším zpracováním sedimentací nebo filtrací konsistenci s dostatečně nízkou viskositou a může volně odtékat.into the material discharge line, so that the sodium silicate solution is sufficiently diluted in this manner so that at a temperature of about 100 ° C the sodium silicate solution has a consistency of sufficiently low viscosity before further processing by sedimentation or filtration and can flow freely.

Příklad 1Example 1

Základní roztok křemičitanu sodného, užitý jako výchozí látka pro následnou reakci 8 cristobalitem g písku a 100 g 3056 hydroxidu sodného se naplní do horizontálně uloženého válcového tlakového reaktoru a reaktor se uzavře. Po reakci, trvající 30 minut při teplotě 215 °C a tlaku 2 MPa se reaktor zchladí a vzniklý roztok křemičitanu sodného se analyzuje. Tento roztok obsahoval oxid křemičitý a oxid sodný v molárním poměru 2,0:1.The sodium silicate stock solution used as starting material for the subsequent reaction with 8 cristobalite g of sand and 100 g of 3056 sodium hydroxide is charged into a horizontally placed cylindrical pressure reactor and the reactor is sealed. After a reaction of 30 minutes at 215 DEG C. and a pressure of 20 bar, the reactor was cooled and the resulting sodium silicate solution was analyzed. This solution contained silica and sodium oxide in a 2.0: 1 molar ratio.

Tento roztok křemičitanu sodného byl dále uveden do reakce s cristobalitem způsobem, uvedeným v příkladu 2. Roztoky křemičitanu sodného, užité jako výchozí materiály pro další reakce v příkladech 3 až 7 byly získány analogickým způsobem jako v příkladu 1 při odpovídajících změnách poměrů ve výchozím materiálu (poměr oxidu křemičitého k oxidu sodnémuThis sodium silicate solution was further reacted with cristobalite as described in Example 2. The sodium silicate solutions used as starting materials for the further reactions in Examples 3 to 7 were obtained in an analogous manner to Example 1 with corresponding changes in the ratios in the starting material ( the ratio of silica to sodium oxide

2,5 : 1) a současně při prodloužené reakční době na 90 minut.2.5: 1) and simultaneously at an extended reaction time of 90 minutes.

Příklad 2Example 2

Výchozím materiálem byl roztok křemičitanu sodného s molárním poměrem oxidu křemičitého k oxidu sodnému 2,0 : 1. Z tohoto roztoku bylo přidáním cristobalitu s následnou reakcí při teplotě 215 °C po dobu 30 minut možno získat roztok křemičitanu sodného s molárním poměrem oxidu křemičitého k oxidu sodnému 3,37 : 1.The starting material was a sodium silicate solution with a silica: sodium to 2.0: 1 molar ratio. From this solution, the addition of cristobalite followed by a reaction at 215 ° C for 30 minutes gave a sodium silicate solution with a silica to oxide molar ratio. sodium 3.37: 1.

Příklady 3, 4 a 5Examples 3, 4 and 5

V příkladech 3, 4 a 5 se vychází z roztoku křemičitanu sodného s molárním poměrem oxidu křemičitého k oxidu sodnému 2,5 : 1. Z tohoto roztoku je možno při teplotě 215 °C v průběhu 20 minut při přidání různých množství cristobalitu (přebytek vztažen na požadovaný poměr oxidu křemičitého k oxidu sodnému 3,46 : 1 ve výsledném produktu), a to 0 % v příkladu 3, 3 56 v příkladu 4 a 5 % v příkladu.5, jde o koncentraci roztoku křemičitanu sodného se stoupajícím molárním poměrem oxidu křemičitého k oxidu sodnému v rozmezí 3,33 až 3,43 : 1 Příklady 6 a 7In Examples 3, 4 and 5, a sodium silicate solution having a molar ratio of silica to sodium oxide of 2.5: 1 is used. From this solution, various amounts of cristobalite can be added at 215 ° C over 20 minutes (excess based on the desired ratio of silica to sodium oxide (3.46: 1 in the final product), namely 0% in Example 3, 356 in Example 4 and 5% in Example 5, is the concentration of sodium silicate solution with increasing molar silica ratio to sodium oxide in the range of 3.33 to 3.43: 1 Examples 6 and 7

Vychází se z roztoku křemičitanu sodného s molárním poměrem oxidu křemičitého k oxidu sodnému 2,5 : 1, po přidání cristobalitu probíhá reakce 60 minut za různých reakčních teplot 215 a 225 °C, čímž je možno získat roztoky křemičitanu sodného s molárním poměrem 3,46 až 3,50 : 1.Starting from a sodium silicate solution having a molar ratio of silica to sodium oxide of 2.5: 1, after addition of cristobalite, the reaction proceeds for 60 minutes at different reaction temperatures of 215 and 225 ° C, thereby obtaining sodium silicate solutions with a molar ratio of 3.46 up to 3.50: 1.

Příklady 3,4a zejména 5 ukazuji, že reakce roztoku křemičitanu sodného s molárním po7Examples 3,4a in particular 5 show that the reaction of a sodium silicate solution with a molar po7

CS 276 432 B6 raěrem uvedených oxidů nižším než 2,9 : 1 s krystalickou složkou oxidu křemičitého, kterou je cristobalit vede již při krátkých reakčních dobách pod 30 minut a poměrně nízké reakční teplotě k získání roztoků křemičitanu sodného s molárním poměrem oxidu křemičitého k oxidu sodnému v rozmezí 3,33 až 3,43 : 1·CS 276 432 B6 with a cristobalite crystalline silica content of less than 2,9: 1 with a crystalline silica component leading to solutions of sodium silicate having a molar ratio of silica to sodium oxide already at short reaction times below 30 minutes and at a relatively low reaction temperature. between 3.33 and 3.43: 1 ·

Výsledky z příkladů 2 až 7 jsou shrnuty v následující tabulce:The results of Examples 2 to 7 are summarized in the following table:

TabulkaTable

Pří- klad č. At- klad C. sodné vodní sklo SiOgzNagO mol.poměr sodium aqueous glass SiOgzNagO mol množ- ství skla (g) quantity- ství glass (G) v roztoku SiO2 Ha20 (g) (g)in a solution of SiO 2 Ha 2 0 (g) (g) množ- ství cristo- balitu (g) quantity- ství cristo- balitu (G) teplota doba (°C) reakce (min) temperature time (° C) of reaction (min) roztok křemičitanu sodného SiO2 Na2O (#) (%)sodium silicate solution SiO 2 Na 2 O (#) (%) molární poměr SiO2:Ha2O v roztokuSiO 2 : Ha 2 O molar ratio in solution 2 2 2,0 : 2,0: 1 1 122,32 122.32 28,3 28.3 14,57 14.57 20,70 20.70 215 215 30 30 33,6 33.6 10,3 10.3 3,37 : 1 3.37: 1 3 3 2,5 : 2,5: 1 1 129,42 129.42 35,4 35.4 14,57 14.57 .13,60 .13,60 215 215 20 20 May 33,2 33.2 10,3 10.3 3,33 : 1 3.33: 1 4 4 2,5 : 2,5: 1 1 129,42 129.42 35,4 35.4 14,57 14.57 15,10 15.10 215 215 20 20 May 33,7 33.7 10,3 10.3 3,38 : 1 3.38: 1 5 5 2,5 : 2,5: 1 1 129,42 129.42 35,4 35.4 14,57 14.57 16,05 16.05 215 215 20 20 May 33,8 33.8 10,2 10.2 3,43 : 1 3.43: 1 6 6 2,5 : 2,5: 1 1 129,42 129.42 35,4 35.4 14,57 14.57 16,05 16.05 215 215 60 60 34,2 34.2 10,2 10.2 3,46 : 1 3.46: 1 7 7 2,5 : 2,5: 1 1 129,42 129.42 35,4 35.4 ’ 4,57 4.57 16,05 16.05 225 225 60 60 34,5 34.5 10,2 10.2 3,50 : 1 3.50: 1

P A TEN TO VÉ NÁHOKYTHESE EQUIPMENT

Claims (9)

P A TEN TO VÉ NÁHOKYTHESE EQUIPMENT 1. Způsob výroby roztoku křemičitanu sodného s vysokým molárním poměrem oxidu křemičitého k oxidu sodnému působením vody při vySSí teplotě reakcí křemičitého písku s vodným roztokem hydroxidu sodného při teplotě 150 až 300 °C za odpovídajícího tlaku nasycené vodní páry v tlakovém reaktoru, vyznačující se tím, že se takto získané roztoky křemičitanu sodného, obsahující oxid křemičitý a oxid sodný v molárním poměru nižěím než 2,9 : 1 uvádějí do reakce s křemíkem, předehřátým na teplotu vySSí než 100 °C až do teploty tání, přičemž se současně udržují teplota a tlak ve shora uvedeném rozmezí.CLAIMS 1. A process for producing a sodium silicate solution having a high molar ratio of silica to sodium oxide by treating water at a higher temperature by reacting silica sand with an aqueous sodium hydroxide solution at a temperature of 150-300 [deg.] C. under corresponding saturated water vapor pressure. that the sodium silicate solutions containing silica and sodium oxide in a molar ratio of less than 2.9: 1 are reacted with silicon preheated to a temperature higher than 100 ° C to the melting point while maintaining the temperature and pressure within the above range. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že roztoky křemičitanu sodného, získané jako výsledné produkty mají molární poměr oxidu křemičitého k oxidu sodnému v rozmezí 2,9 až 3,6 : 1, s výhodou 3,0 až 3,5 : 1 a svláStě 3,3 až 3,5 : 1.2. Process according to claim 1, characterized in that the sodium silicate solutions obtained as the resultant products have a molar ratio of silica to sodium oxide in the range of 2.9 to 3.6: 1, preferably 3.0 to 3.5: 1 and especially 3.3 to 3.5: 1. 3. Způsob podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se roztok křemičitanu sodného, získaný v prvním stupni uvádí do reakce s křemenem, předehřátým na teplotu v rozmezí 1200 až 1700, s výhodou 1300 až 1600 °C za přítomnosti katalytického množství alkalického kovu, přičemž za těchto teplotních podmínek se křemen v podstatě mění na cristobalit.Process according to claim 1 or 2, characterized in that the sodium silicate solution obtained in the first step is reacted with quartz preheated to a temperature in the range of 1200 to 1700, preferably 1300 to 1600 ° C in the presence of a catalytic amount of alkaline. metal, the quartz being substantially converted to cristobalite under these temperature conditions. 4. Způsob podle bodu 3, vyznačující se tím, že se roztok křemičitanu sodného, získaný v prvním stupni uvádí do reakce s cristobalitem.4. The process according to claim 3, wherein the sodium silicate solution obtained in the first step is reacted with cristobalite. 5. Způsob podle bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že se roztok křemičitanu sodného, získaný v prvním reakčnim stupni uvádí do reakce se etechiometricky nutným množstvím temperovaného křemene, vztaženo na požadovaný molární poměr oxidu křemičitého k oxidu sodnému ve výsledném produktu.5. A process according to any one of claims 1 to 4, wherein the sodium silicate solution obtained in the first reaction step is reacted with an etechiometrically necessary amount of tempered quartz based on the desired molar ratio of silica to sodium oxide in the final product. 6. Způsob podle bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že se roztok křemičitanu sodného, získaný v prvním reakčnim stupni uvádí do reakce s přebytkem až 100 %, s výhodou s přebytkem 1 až 10 % temperovaného křemenu, vztaženo na požadovaný molární poměr oxidu křemičitého k oxidu sodnému ve výsledném produktu.6. Process according to claim 1, characterized in that the sodium silicate solution obtained in the first reaction step is reacted with an excess of up to 100%, preferably with an excess of 1 to 10% of tempered quartz, based on the desired molar ratio of oxide. % of silica in the final product. 7. Způsob podle bodů 1 až 6, vyznačující se tím, že se reakce působením vody při vySSí teplotě provádí v teplotním rozmezí 200 až 250 °0 a za tlaku nasycené vodní páry, odpovídající tomuto teplotnímu rozmezí.7. A process according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the reaction is carried out by treatment with water at a higher temperature in the temperature range of 200 to 250 [deg.] And under the pressure of saturated water vapor corresponding to this temperature range. 8. Způsob podle bodů 1 až 7, vyznačující se tím, že se v prvním reakčnim stupni uvádí do reakce křemičitý písek s vodným roztokem hydroxidu sodného o koncentraci 10 až 50 %8. A process as claimed in any one of claims 1 to 7, wherein the first step of reacting the quartz sand with an aqueous solution of sodium hydroxide at a concentration of 10 to 50%. CS 276 432 B6 hmotnostních, s výhodou 15 až 30 % hmotnostních.%, Preferably 15 to 30% by weight. 9. Způsob podle bodů 1 až 8, vyznačující se tím, že ee první reakční stupeň provádí v předem určeném rozmezí teploty a tlaku v tlakovém reaktoru, přidávaný temperovaný křemen se uvede na tutéž teplotu pod tímtéž tlakem, roztok křemičitanu sodného, získaný v prvním reakčním stupni ee spojí s temperovaným křemenem při téže teplotě a tlaku, načež sé provádí reakce za působení vody a vyšší teploty až do dosažení požadovaného molárního poměru oxidu křemičitého k oxidu sodnému ve výsledném produktu při týchž podmínkách tlaku a teploty.9. A process according to any one of claims 1 to 8, wherein the first reaction stage is carried out within a predetermined range of temperature and pressure in the pressure reactor, the tempered quartz being added to the same temperature under the same pressure, the sodium silicate solution obtained in the first reaction. Step ee is combined with tempered quartz at the same temperature and pressure and then reacted with water and higher temperature until the desired molar ratio of silica to sodium oxide in the resultant product is achieved under the same pressure and temperature conditions.
CS90415A 1989-01-31 1990-01-29 Process for preparing sodium silicate solutions CS276432B6 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3902754A DE3902754A1 (en) 1989-01-31 1989-01-31 METHOD FOR THE HYDROTHERMAL PRODUCTION OF SODIUM SILICATE SOLUTIONS

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS9000415A2 CS9000415A2 (en) 1991-01-15
CS276432B6 true CS276432B6 (en) 1992-05-13

Family

ID=6373106

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS90415A CS276432B6 (en) 1989-01-31 1990-01-29 Process for preparing sodium silicate solutions

Country Status (16)

Country Link
EP (2) EP0456655A1 (en)
JP (1) JPH04503049A (en)
KR (1) KR910700202A (en)
CN (1) CN1044632A (en)
AU (1) AU623221B2 (en)
BR (1) BR9007066A (en)
CS (1) CS276432B6 (en)
DD (1) DD291535A5 (en)
DE (1) DE3902754A1 (en)
DK (1) DK141591A (en)
HU (1) HUT60697A (en)
NZ (1) NZ232272A (en)
TR (1) TR24118A (en)
WO (1) WO1990008734A1 (en)
YU (1) YU14390A (en)
ZA (1) ZA90679B (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE500367C2 (en) * 1989-11-09 1994-06-13 Eka Nobel Ab Silica soles and process for making paper
CN101279738B (en) * 2008-05-12 2011-12-21 崔国强 Liquid phase reaction pot for preparing liquid sodium silicate by one-step liquid phase reaction
CN102115092A (en) * 2011-04-22 2011-07-06 冷水江三A化工有限责任公司 Method for producing high-modulus sodium silicate by adopting liquid phase method
CN103964451B (en) * 2014-04-29 2016-04-06 深圳市国大长兴科技有限公司 The quartzite polishing powder that gives up is utilized to prepare the method for aqueous silicate solution
BR102020016451B1 (en) * 2020-08-12 2021-11-03 Pq Silicas Brazil Ltda STABLE SODIUM AND IRON SILICATE SOLUTION PROCESS TO PREPARE SUCH SOLUTION AND ITS USES

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3002857A1 (en) * 1980-01-26 1981-07-30 Henkel KGaA, 4000 Düsseldorf METHOD FOR THE HYDROTHERMAL PRODUCTION OF SODIUM SILICATE SOLUTIONS
DE3002834A1 (en) * 1980-01-26 1981-07-30 Henkel KGaA, 4000 Düsseldorf METHOD FOR THE HYDROTHERMAL PRODUCTION OF SODIUM SILICATE SOLUTIONS IN A STATIC REACTION CONTAINER
DE3121919A1 (en) * 1980-06-24 1982-04-29 Steirische Magnesit-Industrie AG, 1130 Wien HYDROTHERMAL DIRECT SYNTHESIS OF ALKALISILICATES
FR2525204A1 (en) * 1982-04-16 1983-10-21 Ugine Kuhlmann PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF ALKALI SILICATE SOLUTIONS IN A STATIC REACTOR
FR2541667B2 (en) * 1982-04-16 1986-07-04 Ugine Kuhlmann PROCESS FOR PRODUCING ALKALI SILICATE SOLUTIONS IN A STATIC REACTOR
DE3421158A1 (en) * 1984-06-07 1985-12-12 Henkel KGaA, 4000 Düsseldorf METHOD FOR THE HYDROTHERMAL PRODUCTION OF CLEAR SODIUM SILICATE SOLUTIONS

Also Published As

Publication number Publication date
NZ232272A (en) 1991-02-26
AU4957190A (en) 1990-08-24
EP0380997A1 (en) 1990-08-08
TR24118A (en) 1991-05-01
KR910700202A (en) 1991-03-14
HU912542D0 (en) 1992-07-28
ZA90679B (en) 1990-11-28
CN1044632A (en) 1990-08-15
WO1990008734A1 (en) 1990-08-09
JPH04503049A (en) 1992-06-04
EP0456655A1 (en) 1991-11-21
CS9000415A2 (en) 1991-01-15
YU14390A (en) 1991-08-31
DE3902754A1 (en) 1990-08-02
DK141591D0 (en) 1991-07-30
DK141591A (en) 1991-07-30
AU623221B2 (en) 1992-05-07
HUT60697A (en) 1992-10-28
BR9007066A (en) 1991-10-08
DD291535A5 (en) 1991-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0143978B1 (en) Process for the hydrothermal production of crystalline sodium disilicate
US5000933A (en) Process for hydrothermal production of sodium silicate solutions
CS276519B6 (en) Process for preparing potassium silicate solutions
US5215732A (en) Method for producing alkali metal silicates by heating cristobalite or tempered quartz sand with naoh or koh under atmospheric pressure
US4806327A (en) Process for the preparation of crystalline sheet-type alkali metal silicates
CZ283447B6 (en) Process for preparing potassium silicate solutions
CS276432B6 (en) Process for preparing sodium silicate solutions
AU628933B2 (en) Hydrothermal process for preparing sodium silicate solutions with a high si02:na2o molar ratio
WO1991019673A1 (en) Process for preparing sodium silicate solutions
KR930002231B1 (en) Process for the production of hydrothermal waterglasses
JPH02117641A (en) Method for producing carboxylic acid ether mixture
JPH0516372B2 (en)
CZ291120B6 (en) Process for preparing solution of sodium silicate