CZ2000628A3 - Způsob výroby roztoku křemičitanu sodného - Google Patents
Způsob výroby roztoku křemičitanu sodného Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2000628A3 CZ2000628A3 CZ2000628A CZ2000628A CZ2000628A3 CZ 2000628 A3 CZ2000628 A3 CZ 2000628A3 CZ 2000628 A CZ2000628 A CZ 2000628A CZ 2000628 A CZ2000628 A CZ 2000628A CZ 2000628 A3 CZ2000628 A3 CZ 2000628A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- sodium silicate
- silicate solution
- silica
- feedstock
- total
- Prior art date
Links
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 35
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 29
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 9
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 39
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 64
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 25
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 6
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 2
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 abstract description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 abstract 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 8
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 3
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N epsilon-caprolactam Chemical compound O=C1CCCCCN1 JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000282485 Vulpes vulpes Species 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- -1 e.g. Substances 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000010922 glass waste Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Description
Způsob výroby roztoku křemičitanu sodného
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu výroby roztoku křemičitanu sodného jednostupňovou hydrotermální syntézou z roztoku hydroxidu sodného a křemičité suroviny s vysokým obsahem oxidu křemičitého.
Dosavadní stav techniky
Výroba vodního skla jako taveniny se dnes provádí v podstatě stejným způsobem, jako jej objevil v roce 1818 von Fuchs. Získaná tavenina po ochlazení poskytuje sklovitou hmotu, která je za normálních podmínek ve vodě nerozpustná. K výrobě je třeba použít zvýšené teploty a tlaku, což se v průmyslové praxi provádí v rotačních autoklávech. Do autoklávu se nadávkuje množství sodno-křemičité frity dle kapacity autoklávu a potřebné množství vody. Navážka surovin odpovídá příslušnému typu vodního skla. Autokláv je za rotace natlakován vodní parou na tlak 0,4 - 0,6 MPa. Po několika hodinách je rozvařování skla skončeno, a tlakem v autoklávu je obsah autoklávu přetlačen do zásobníku na vodní sklo. Produktem je čirý roztok, který je možno dále zpracovat.
Alternativní technologický postup je metoda hydrotermální, která zahrnuje reakci křemičité suroviny s vysokým obsahem oxidu křemičitého, např. křemičitého písku s vysoce koncentrovaným roztokem hydroxidu sodného. Pro reakci se užívají stacionární míchané vertikální autoklávy. Rozpouštění písku se provádí za tlaku vodní parou o tlaku 12 MPa. Při použití běžných křemičitých písků je možno touto technologií dosáhnout pouze molámího poměru [SiO2] /[ Na2O] = 2,0-2,6. Reakce probíhá podle rovnice :
n SiO2 + 2m NaOH □ m Na2O . n S1O2 + m H2O reakce probíhá ve srovnání s technologií ze sodno-křemičité frity obtížněji, část křemičitého písku nezreaguje a zůstává v produktu. Problém se řeší zvýšeným tlakem páry a tím i teploty (tlak cca 2 MPa a teplota přes 200 °C), nebo vysokým až několikanásobným přebytkem písku a nebo aktivací křemičité suroviny.
· • 9
Při náhradě písku kvalitní surovinou dostatečně jemnou a s vysokým měrným povrchem jako je např. diatomit nebo tripolit, je možno dosáhnout molární poměr až 3,22. Patentová literatura se týká použití přírodních surovin (mimo písku) pro výrobu vodního skla. Výchozí křemičitou surovinou může být křemelina (SU 823 284, ES 2 029 418), crystobalit nebo tridymit (EP 363 197). Vodní sklo lze vyrábět také z vulkanického popela (SU 434 060) nebo jiných hlinitokřemičitanů (SU 1 296 509, SU 1 634 635). Na druhé straně, je možno na vodní sklo zpracovat některé odpadní, nebo druhotné suroviny, např. prach vznikající při rafínaci křemíku (JP 7 461 095; JP 76 119 400); odprachy z výroby ferroslitin ( JP 79 148 198); z výroby kaprolaktamu (DE 3 012 073), fluoridů (JP 59 195 518), fosforu (DD 227 417), nebo sklářské odpady (DE 4 019 789, SU 1 650 578). Ve většině případů se jedná o různé druhy křemičité suroviny rozpouštěné v alkáliích, v některých případech aktivované. Aktivaci křemičité suroviny pro hydrotermální postupy je možno provádět mechanicky, zejména mletím (DE 3 515 233), tepelným procesem (JP 70 29 580) nebo ultrazvukem (SU 480 644).
Podstata vynálezu
Podstatou vynálezu je způsob výroby roztoku křemičitanu sodného z koncentrovaného roztoku hydroxidu sodného a křemičité suroviny s vysokým obsahem oxidu křemičitého (90-100 %hm. SiO2), kde aktivace křemičité suroviny je dosaženo zbytkovým podílem nebo vratným podílem roztoku křemičitanu sodného s obsahem nezreagované křemičité suroviny, a nebo kombinací obou způsobů.
Do zbytkového podílu roztoku křemičitanu sodného s obsahem nezreagované křemičité suroviny ve výši 0-50 % z celkové vsázky se předloží 20-50 % z celkové vsázky křemičité suroviny s obsahem 90 - 100 % oxidu křemičitého, 20-50 % z celkové vsázky roztoku hydroxidu sodného o koncentraci 30-50 % NaOH, 0-20 % z celkové vsázky vody a 0-50 % z celkové vsázky vratného podílu roztoku křemičitanu sodného s obsahem nezreagované křemičité suroviny. Reakce probíhá po dobu 2-24 hodin za tlaku vodní páry 0,6 - 1,6 MPa a teploty 130 - 250 °C. Roztok křemičitanu sodného s obsahem nezreagované křemičité suroviny v množství 50-100 % z celkové vsázky se zpracuje sedimentací a sediment v množství 0-50 % z celkové vsázky se použije jako vratný podíl roztoku křemičitanu sodného s nezreagovanou křemičitou surovinou. Veškerý nebo část roztoku křemičitanu sodného s nezreago vanou křemičitou surovinou se zpracuje • · • 0
0 0 0
0000 00 0 ·· 0 0 00 0 0 0 0 «000 0 0 000 00 0 0 0 0 0 0 0 0
0000 00 00 dekantačním odstřeďováním. Fugát je roztok křemičitanu sodného o složení 10-18 % oxidu sodného, 24-40 % oxidu křemičitého, molárním poměru [SiO2]/[Na2O]=l,5-2,5 a hustotě 1,3 -1,7 g.cm'3.
Přehled obrázků na výkresech
Obrázek 1 : Technologické schéma výroby roztoku křemičitanu sodného
Seznam vztahových značek:
zásobník roztoku hydroxidu sodného odvažovací zásobník písku tenzometrické váhy autokláv kondenzační zásobník brýdových par zásobník oteplené vody expandér sedimentační zásobník zásobník roztoku křemičitanu sodného dekantační odstředivka zásobník fugátu
Příklad
Do autoklávu 4 se zbytkem produktu (roztok křemičitanu sodného s obsahem nezreagované křemičité suroviny) o hmotnosti 1351 kg bylo z odvažovacího zásobníku písku 2 po odvážení na tenzometrických vahách 3 nadávkováno 4 000 kg křemenného písku s obsahem 98,5 % hm. oxidu křemičitého, ze zásobníku hydroxidu sodného i bylo načerpáno 5 040 kg roztoku hydroxidu sodného o koncentraci 49,5 % hm. NaOH a ze zásobníku oteplené vody 6 bylo načerpáno 2 000 1 vody. Ze sedimentačního zásobníku 8 bylo načerpáno 507 kg sedimentu. Autokláv 4 byl uzavřen a vodní parou natlakován na tlak 0,78 MPa. Poté byl uzavřen vstup páry a autokláv 4 byl míchán. V průběhu reakce vzrostl tlak na 1,0 MPa. Reakce byla ukončena po čtyřech hodinách a část obsahu • 9 99 99 »9 ·* ··
9 9 9 99 9 · 99 9
9 99 9 9999 • 9944 494 44 4
9 999 9999
999 9999 94 9999 99 9· autoklávu v množství 11 613 kg byla zbytkovým tlakem vytlačena přes expandér 7 do sedimentačního zásobníku 8 tak, aby zůstatek produktu v autoklávu činil 1 351 kg. Expanze páry byla vedena z expanderu 7 do kondenzačního zásobníku 5, kde zkondenzovalo 1 765 kg páry. Oteplená voda byla z kondenzačního zásobníku čerpána do zásobníku oteplené vody 6. Ze sedimentačního zásobníku 8 bylo 507 kg produktu odčerpáno zpět do autoklávu 4 pro výrobu další šarže a zbytek byl zpracován na dekantační odstředivce 10. Nezreagovaný odstředěný písek byl jako odpad uložen na skládce odpadů. Odstředěný produkt byl čerpán přes zásobník fugátu 11 do zásobníku roztoku křemičitanu sodného 9. Výsledný produkt měl koncentraci 16,66 %hm. oxidu sodného, 33,3 %hm. oxidu křemičitého, molární poměr 2,07 a hustotu 1,61 g.cm'.
Claims (5)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob výroby roztoku křemičitanu sodného vyznačující se tím, že do zbytkového podílu roztoku křemičitanu sodného s obsahem nezreagované křemičité suroviny ve výši 0-50 % z celkové vsázky se předloží 20-50 % z celkové vsázky křemičité suroviny s obsahem 90 - 100 % oxidu křemičitého, 20-50 % z celkové vsázky roztoku hydroxidu sodného o koncentraci 30-50 % NaOH, 0-20 % z celkové vsázky vody a 0-50 % z celkové vsázky vratného podílu roztoku křemičitanu sodného s obsahem nezreagované křemičité suroviny.
- 2. Způsob výroby roztoku křemičitanu sodného dle bodu 1, vyznačující se tím, že reakce probíhá po dobu 2-24 hodin za tlaku vodní páry 0,6 - 1,6 MPa a teploty 130 -250 °C.
- 3. Způsob výroby roztoku křemičitanu sodného dle bodu 1, vyznačující se tím, že roztok křemičitanu sodného s obsahem nezreagované křemičité suroviny v množství 50-100 % z celkové vsázky se zpracuje sedimentací a sediment v množství 0-50 % z celkové vsázky se použije jako vratný podíl roztoku křemičitanu sodného s nezreagovanou křemičitou surovinou.
- 4. Způsob výroby roztoku křemičitanu sodného dle bodu 1, vyznačující se tím, že veškerý nebo část roztoku křemičitanu sodného s nezreagovanou křemičitou surovinou se zpracuje dekantačním odstřeďováním.
- 5. Způsob výroby roztoku křemičitanu sodného dle bodu 1, vyznačující se tím, že aktivace křemičité suroviny je dosaženo zbytkovým podílem nebo vratným podílem roztoku křemičitanu sodného s obsahem nezreagované křemičité suroviny, a nebo kombinací obou způsobů.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2000628A CZ291120B6 (cs) | 2000-02-22 | 2000-02-22 | Způsob výroby roztoku křemičitanu sodného |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2000628A CZ291120B6 (cs) | 2000-02-22 | 2000-02-22 | Způsob výroby roztoku křemičitanu sodného |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2000628A3 true CZ2000628A3 (cs) | 2001-10-17 |
| CZ291120B6 CZ291120B6 (cs) | 2002-12-11 |
Family
ID=5469684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2000628A CZ291120B6 (cs) | 2000-02-22 | 2000-02-22 | Způsob výroby roztoku křemičitanu sodného |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ291120B6 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ307417B6 (cs) * | 2014-07-09 | 2018-08-08 | VodnĂ sklo, a.s. | Způsob výroby tekutého draselného vodního skla |
-
2000
- 2000-02-22 CZ CZ2000628A patent/CZ291120B6/cs not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ307417B6 (cs) * | 2014-07-09 | 2018-08-08 | VodnĂ sklo, a.s. | Způsob výroby tekutého draselného vodního skla |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ291120B6 (cs) | 2002-12-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR0143978B1 (ko) | 규산 칼륨 용액의 열수 제조방법 | |
| US5417951A (en) | Process for the hydrothermal production of crystalline sodium disilicate | |
| US5215732A (en) | Method for producing alkali metal silicates by heating cristobalite or tempered quartz sand with naoh or koh under atmospheric pressure | |
| US5000933A (en) | Process for hydrothermal production of sodium silicate solutions | |
| JPS61286215A (ja) | 層状結晶のアルカリ金属珪酸塩の製造方法 | |
| JPS6110024A (ja) | 透明なケイ酸ナトリウム溶液の熱水製法 | |
| CA2009038C (en) | Improved process for hydrothermal production of potassium silicate solutions | |
| NO171671B (no) | Fremgangsmaate til fremstilling av krystallinske natriumsilikater med sjiktstruktur | |
| FI110605B (fi) | Menetelmä kaliumsilikaattiliuosten hydrotermiseksi valmistamiseksi | |
| SE466535B (sv) | Anvaendning av zeolit a, som jonbytare foer vattenavhaerdning i tvaettmaskiner | |
| AU6685194A (en) | A method of improving the properties of reclaimed sand used for the production of foundry moulds and cores | |
| CZ2000628A3 (cs) | Způsob výroby roztoku křemičitanu sodného | |
| GB2078701A (en) | Hydrothermal Direct Synthesis of Alkali Metal Silicates | |
| WO2024227653A1 (en) | Method of producing alkali metal silicate with reduced metal levels | |
| CS276432B6 (en) | Process for preparing sodium silicate solutions | |
| US5021073A (en) | Method of manufacturing synthetic silica glass | |
| AU628933B2 (en) | Hydrothermal process for preparing sodium silicate solutions with a high si02:na2o molar ratio | |
| EP0363197A2 (en) | Preparation of sodium silicate | |
| WO1998026101A1 (en) | Method for preparing zeolites from fly ash | |
| US6099595A (en) | Process for the preparation of crystalline sodium silicates | |
| KR930002231B1 (ko) | 열수 물유리의 제조방법 | |
| CZ9904679A3 (cs) | Zařízení pro výrobu roztoku alkalických křemičitanů jednostupňovou hydrotermální syntézou | |
| RU2081826C1 (ru) | Способ получения жидкого стекла | |
| RU2220906C1 (ru) | Способ получения жидкого стекла | |
| JPH06247709A (ja) | 微細な結晶質シリカの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20180222 |