CZ289531B6 - Process for preparing aqueous solutions of lithium silicates - Google Patents

Process for preparing aqueous solutions of lithium silicates Download PDF

Info

Publication number
CZ289531B6
CZ289531B6 CZ1998853A CZ85398A CZ289531B6 CZ 289531 B6 CZ289531 B6 CZ 289531B6 CZ 1998853 A CZ1998853 A CZ 1998853A CZ 85398 A CZ85398 A CZ 85398A CZ 289531 B6 CZ289531 B6 CZ 289531B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
solution
silica
lithium
concentration
water
Prior art date
Application number
CZ1998853A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ85398A3 (en
Inventor
Petr Dr. Ing. Anto©
Jiří Dole®Al
Original Assignee
Silchem Spol. S R. O.
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 Silchem Spol. S R. O. filed Critical Silchem Spol. S R. O.
Priority to CZ1998853A priority Critical patent/CZ289531B6/en
Publication of CZ85398A3 publication Critical patent/CZ85398A3/en
Publication of CZ289531B6 publication Critical patent/CZ289531B6/en

Links

Landscapes

  • Silicon Compounds (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Abstract

The invented process for preparing aqueous solutions of lithium silicates is characterized in that alkalis are removed from the sodium water glass on a cation exchange resin within He+ cycle and the obtained acid solution of silicon dioxide is thickened, after addition of a stabilizing alkali, to 20 to 50 percent by weight of SiOi2 and after thickening it is brought into reaction with a solution of lithium hydroxide at a temperature ranging from 20 to 60 degC.

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká výroby vodných roztoků lithných křemičitanů ze sodných vodních skel, oxidu křemičitého a hydroxidu lithného.The invention relates to the production of aqueous lithium silicate solutions from sodium water glasses, silica and lithium hydroxide.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Křemičitany lithné se vyrábějí většinou reakcí amorfního oxidu křemičitého s hydroxidem lithným. Podle patentu SU 1498709 se tekuté lithné vodní sklo vyrábí dávkováním kyseliny křemičité o obsahu 15 až 80% hmotn. SiO2 rychlostí 5 až 20kg/h do předehřátého roztoku hydroxidu lithného. Způsob podle patentu J 59-069417 vychází z křemičitého gelu, který se smíchá při 40 °C s hydroxidem lithným a míchá se 1 hodinu a potom se nechá stát 16 hodin při 40 °C. Následuje zahřátí na 80 °C a stárnutí při 95 °C po dobu 12 hodin. Po ochlazení a filtraci se získá tekutý křemičitan lithný. V patentu J 54-020480 je křemičitan lithný získáván ze sodného nebo draselného křemičitanů, který se kontaktem s iontoměničovou pryskyřicí přemění na kyselinu křemičitou o koncentraci 1 až 7 % SiO2 a ta se nechá zreagovat s práškovým nebo tekutým hydroxidem lithným. Podobně je postupováno i v patentu J 50-030658. Kyselina křemičitá získaná kontaktem s iontoměničovou pryskyřicí se nechá zreagovat s hydroxidem lithným za tlaku při teplotě 90 °C. Je znám také způsob, při kterém se křemičitan lithný získá reakcí práškového křemíku o velikosti částic 20 - 80 pm s vodným roztokem hydroxidu lithného při teplotě 65 až 85 °C. V Československém autorském osvědčení č. 262074 je popsán způsob výroby draselných čistých vodních skel ze sodného vodního skla, které se po naředění dealkalizovalo průchodem přes katex v H formě a takto vzniklý kyselý roztok oxidu křemičitého se po přídavku stabilizační alkálie zahustil na obsah 20 až 50 % SiO2 hmotn. Ze zahuštěného roztoku oxidu křemičitého se reakcí s hydroxidem draselným získalo čisté draselné vodní sklo. Reakce s hydroxidem draselným probíhala snadno za pokojové i zvýšené teploty. Podobně se tímto způsobem dalo vyrobit i čisté sodné vodní sklo, kdy po smísení zahuštěného roztoku oxidu křemičitého s hydroxidem sodným vznikl gel, který se po zahřátí ihned rozpustil na čisté sodné vodní sklo. Taková reakce nebyla doposud možná s hydroxidem lithným, který se po smísení se zahuštěným roztokem oxidu křemičitého ihned přeměnil na gel a gelovitá forma zůstala i po zahřátí na vyšší teplotu při snaze urychlit reakci.Lithium silicates are mainly produced by reacting amorphous silica with lithium hydroxide. According to patent SU 1498709, liquid lithium water glass is produced by dispensing silicic acid with a content of 15 to 80% by weight. SiO 2 at a rate of 5 to 20 kg / h into the preheated lithium hydroxide solution. The process according to patent J 59-069417 starts from a silica gel which is mixed at 40 ° C with lithium hydroxide and stirred for 1 hour and then left to stand at 40 ° C for 16 hours. This is followed by heating to 80 ° C and aging at 95 ° C for 12 hours. After cooling and filtration, liquid lithium silicate is obtained. In patent J 54-020480, lithium silicate is obtained from sodium or potassium silicates, which, by contact with an ion exchange resin, is converted to silica with a concentration of 1 to 7% SiO 2 and reacted with powdered or liquid lithium hydroxide. A similar procedure is described in patent J 50-030658. The silicic acid obtained by contact with the ion exchange resin is reacted with lithium hydroxide under pressure at 90 ° C. A method is also known in which lithium silicate is obtained by reacting silicon powder of 20-80 µm particle size with an aqueous lithium hydroxide solution at a temperature of 65-85 ° C. Czechoslovakian Certificate No. 262074 describes a process for the production of potassium pure water glasses from sodium water glass, which, after dilution, was dealkalized by passing it through a cation exchange resin in H form and the resulting acidic silica solution was thickened to 20 to 50%. SiO 2 wt. Pure potassium water glass was obtained from the concentrated silica solution by treatment with potassium hydroxide. The reaction with potassium hydroxide proceeded easily at room and elevated temperatures. Similarly, pure sodium water glass could be produced by mixing the thickened silica solution with sodium hydroxide to form a gel which, upon heating, immediately dissolved into pure sodium water glass. Such a reaction has hitherto not been possible with lithium hydroxide, which upon mixing with the concentrated silica solution immediately turned into a gel, and the gel-like form remained even after heating to a higher temperature in an attempt to accelerate the reaction.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Tyto uvedené nedostatky odstranil až předkládaný vynález. Nyní bylo nově zjištěno, že reakce hydroxidu lithného se zahuštěným roztokem oxidu křemičitého vyrobeným obdobným postupem jak uvedeno v čs. autorském osvědčení č. 262 074 je možná. Pokud se bude po smísení vzniklý gel dlouhodobě míchat při teplotách 20 až 60 °C a nebo nejlépe při teplotách 40 až 60 °C dojde k postupnému rozpouštění gelu na křemičitan lithný. Při teplotách pod 40 °C je rozpouštění neúměrně dlouhé a neúplné a může vždy část oxidu křemičitého zůstat nerozpuštěna zvláště u lithných křemičitanů s mol. poměrem menším než 5. U teplot pod 20 °C se rozpouštění prakticky zastaví a neprobíhá. Při zahřátí na teplotu vyšší než 60 °C nedojde k rozpuštění gelu vůbec a navíc dosud rozpuštěný křemičitan lithný přejde zpět na gel.These disadvantages have been overcome by the present invention. It has now been found that the reaction of lithium hydroxide with a concentrated silica solution produced in a similar manner as described in U.S. Pat. Certificate No. 262 074 is possible. If the gel formed is mixed for a long time at 20 to 60 ° C, or preferably at 40 to 60 ° C, the gel will gradually dissolve into lithium silicate. At temperatures below 40 ° C the dissolution is disproportionately long and incomplete, and a portion of the silica can always remain undissolved, especially with lithium silicates with a mole. At temperatures below 20 ° C, dissolution virtually stops and does not take place. When heated to a temperature higher than 60 ° C, the gel does not dissolve at all and, in addition, the dissolved lithium silicate passed back to the gel.

Vynález jak uvedeno využívá postupu přípravy zahuštěného oxidu křemičitého podle postupu uvedeném v čs. autorském osvědčení č. 262 074. Tento postup spočívá v tom, že se sodné vodní sklo zředí destilovanou vodou na koncentraci 2 až 6 % hmotn. oxidu křemičitého a podrobí se dealkalizaci průchodem přes kolonu s náplní katexu v H+ cyklu. Tímto způsobem se připraví kyselý sol roztoku oxidu křemičitého mající pH 2 až 5. K části kyselého roztoku oxidu křemičitého se přidá stabilizační přísada nebo roztok hydroxidu sodného tak, aby bylo pHThe present invention utilizes a process for preparing a concentrated silica according to the process disclosed in U.S. Pat. No. 262,074. This procedure consists in diluting the soda water to a concentration of 2 to 6% by weight with distilled water. and subjected to dealkalization by passing through a cation exchange column in an H + cycle. In this way, an acid sol of a silica solution having a pH of 2 to 5 is prepared. To a portion of the acidic silica solution a stabilizing additive or sodium hydroxide solution is added to bring the pH

-1 CZ 289531 B6 upraveno na hodnotu 9 až 12 a poté se začne se zahušťováním. Provádí se odpařováním vody za přívodu tepla a odpařená voda je nahrazována roztokem kyselého roztoku oxidu křemičitého. Zahušťování je ukončeno dosažením koncentrace oxidu křemičitého 20 až 50 % hmotn.Adjusted to a value of 9 to 12, and then concentration is started. It is carried out by evaporating the water under heat supply and the evaporated water is replaced by an acidic silica solution. The concentration is terminated by achieving a silica concentration of 20 to 50 wt.

Podstatou vynálezu je způsob výroby lithných křemičitanů, který spočívá v tom, že se zahuštěný roztok 20-50% hmotn. oxidu křemičitého nechá zreagovat svodným roztokem hydroxidu v takovém poměru, aby na 1 mol oxidu lithného, který je obsažen v použitém hydroxidu lithném přidalo 3 až 25 mol oxidu křemičitého obsaženého v zahuštěném roztoku oxidu křemičitého a po reakci se míchá při teplotě 20 až 60 °C až do úplného rozpuštění.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a process for the production of lithium silicates, characterized in that a concentrated solution of 20-50 wt. Allow the silica to react with an aqueous solution of hydroxide in such a proportion that to 1 mol of lithium oxide contained in the lithium hydroxide used add 3 to 25 mol of silica contained in the concentrated silica solution and stir at 20 to 60 ° C after reaction. until completely dissolved.

Křemičitany lithné podle předkládaného vynálezu lze připravit s molámím poměrem SÍO2: L12O = 3 : 1 až 25 : 1. Jsou použitelné jako pojivá pro antikorozní ochranné povlaky. Na rozdíl od křemičitanů sodných a draselných tvoří roztoky křemičitanů lithných při sušení filmy ve vodě obtížně rozpustné, které lze vytvrzovat i při menších teplotách. Zejména při spojení 15 s práškovým zinkem nastává proces vytvrzování, jehož součástí je reakce kovového zinku s křemičitanovými ionty, čímž se vytvoří komplex křemičitanů zinku. Práškový zinek může být nahrazen práškovým olovem nebo oxidem zinečnatým a pod.The lithium silicates of the present invention can be prepared with a molar ratio of SiO 2: L 12 O = 3: 1 to 25: 1. They are useful as binders for corrosion protective coatings. In contrast to sodium and potassium silicates, lithium silicate solutions, when dried, form poorly water-soluble films which can be cured even at lower temperatures. Particularly, in the case of coupling 15 with powdered zinc, a curing process involves the reaction of the metal zinc with the silicate ions, thereby forming a complex of zinc silicates. The zinc powder may be replaced with lead or zinc oxide powder and the like.

Příklady provedeníExamples

Příklad 1Example 1

Vodní sklo sodné tekuté o hmotnosti 1185 g a o složení 27 % hmotn. SÍO2, 8,16 % hmotn. Na2O,Sodium liquid water glass weighing 1185 g and having a composition of 27% by weight. % SiO2, 8.16 wt. Na2O,

64,84 % hmotn. H2O bylo naředěno 6257 g destilované vody. Takto bylo připraveno 7442 g zředěného vodního skla o složení 4,3 % hmotn. SÍO2 a 1,3 % hmotn. Na2O. Celé množství zředěného vodního skla bylo podrobeno dealkalizaci na katexové koloně s náplní katexu Ostion KS vlT cyklu. Dealkalizaci bylo získáno 7265 g kyselého oxidu křemičitého s obsahem 4 % 30 hmotn. SÍO2 a o pH 2,7. Zbývajících 177 g zředěného vodního skla byly ztráty vzniklé provozem iontoměniče. K 960 g kyselého sólu oxidu křemičitého bylo přidáno 30 g sodného vodního skla, čímž bylo získáno 990 g základního roztoku o pH 10,4. Základní roztok byl zahříván ve skleněné baňce opatřené skleněným chladičem na teplotu 102 °C. Odpařená voda kondenzovala v chladiči, který byl chlazen vodou a ubývající objem kapaliny byl plynule nahrazován kyselým roztokem 35 oxidu křemičitého. Celkově bylo získáno 1000 g zahuštěného roztoku, který obsahoval 29,95 % hmotn. SiO2. Z uvedeného množství zahuštěného roztoku S1O2 bylo odebráno 717,9 g a ochlazeno na 50 °C. V 222,3 g vody rozpuštěno 59,8 g hydroxidu lithného, roztok byl zahřát na 50 °C a za intenzivního míchání byl do roztoku hydroxidu lithného nadávkován zahuštěný roztok S1O2 a mícháno při teplotě 40 až 60 °C až do úplného rozpuštění. Vzniklo 1000 g čirého nízko40 viskózního roztoku s nepatrnou opalescencí.64.84 wt. H2O was diluted with 6257 g of distilled water. 7442 g of diluted water glass of 4.3 wt. % SiO2 and 1.3 wt. Na2O. The entire amount of diluted waterglass was subjected to dealkalization on a cation-exchange column packed with an Ostion KS vlT cation exchange column. Dealkalization yielded 7265 g of silica acid containing 4% 30 wt. SiO 2 and pH 2.7. The remaining 177 g of diluted waterglass were losses due to the operation of the ion exchanger. To 960 g of silica acid sol was added 30 g of sodium water glass to give 990 g of a basic solution having a pH of 10.4. The stock solution was heated to 102 ° C in a glass flask equipped with a glass condenser. The evaporated water was condensed in a water-cooled condenser and the decreasing volume of liquid was continuously replaced by an acidic solution of silica. A total of 1000 g of a concentrated solution was obtained which contained 29.95 wt. SiO 2 . 717.9 g of the concentrated SiO2 solution was removed and cooled to 50 ° C. 59.8 g of lithium hydroxide was dissolved in 222.3 g of water, the solution was heated to 50 ° C, and concentrated solution of lithium hydroxide was metered into the lithium hydroxide solution with vigorous stirring and stirred at 40-60 ° C until complete dissolution. 1000 g of a clear low-viscosity solution with low opalescence were obtained.

Analýza získaného křemičitanů lithného:Analysis of the obtained lithium silicates:

obsah oxidu křemičitého obsah oxidu lithnéhosilicon dioxide content lithium oxide content

PH specifická hmotnost viskozita mol. poměr SÍO2/LÍ2OPH specific weight viscosity mol. SiO2 / Li2O ratio

22,80 % hmotn.22.80 wt.

2,29 % hmotn.2.29 wt.

11,3711.37

1207,00 kg/m3 1207.00 kg / m 3

4,32 mPas4.32 mPas

4,944.94

-2CZ 289531 B6-2GB 289531 B6

Příklad 2Example 2

Byl připraven zahuštěný roztok S1O2 stejně jako u příkladu 1. V 296,9 g vody bylo rozpuštěno při teplotě 40 až 60 °C 42,7 g hydroxidu lithného a za intenzivního míchání přidáno 660,3 g zahuštěného roztoku S1O2. Potom mícháno při teplotě 40 až 60 °C po dobu 8 hodin až do úplného rozpuštění. Připraveno bylo 1000 g čirého roztoku s nepatrnou opalescencí.A concentrated S1O2 solution was prepared as in Example 1. In 296.9 g of water, 42.7 g of lithium hydroxide was dissolved at 40-60 ° C, and 660.3 g of the concentrated S1O2 solution was added with vigorous stirring. Then stirred at 40-60 ° C for 8 hours until complete dissolution. 1000 g of clear solution with low opalescence was prepared.

Analýza získaného křemičitanu lithného:Analysis of the obtained lithium silicate:

obsah SiO2 obsah L12O specifická hmotnost viskozita mol. poměr S1O2/LÍ2Ocontent SiO 2 content L12O specific weight viscosity mol. ratio S1O2 / Li2O

21,25 % hmotn.21.25 wt.

1,78 % hmotn. 1183 kg/m3 1.78 wt. 1183 kg / m 3

4,00 mPas4.00 mPas

5,935.93

Claims (1)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Způsob výroby vodných roztoků lithných křemičitanů, vyznačený tím, že se sodné vodní sklo zředí destilovanou nebo deionizovanou vodou na koncentraci 2 až 6 % hmotn. oxidu křemičitého a podrobí se dealkalizaci průchodem přes kolonu s náplní katexu v IT cyklu, čímž se připraví kyselý roztok oxidu křemičitého mající pH 2 až 5, k části kyselého roztoku se přidá stabilizační přísada sodného vodního skla nebo roztoku hydroxidu sodného tak, aby pH bylo upraveno na hodnotu 9 až 12, načež se začne se zahušťováním, které se provádí odpařováním vody za přívodu tepla, přičemž odpařená voda je nahrazována kyselým roztokem oxidu křemičitého, zahušťování je ukončeno dosažením koncentrace oxidu křemičitého 20 až 50 % hmotn., potom se zahuštěný roztok nechá při teplotě 20 až 60 °C zreagovat s vodným roztokem hydroxidu lithného v takovém poměru, aby na 1 mol oxidu lithného, který je obsažen v hydroxidu lithném přidalo 3 až 25 mol oxidu křemičitého obsaženého v zahuštěném roztoku a po reakci se míchá při teplotě 20 až 60 °C až do úplného rozpuštění za vzniku roztoku obsahujícího 10 až 26 % hmotn. oxidu křemičitého a 0,2 až 4,3 % hmotn. oxidu lithného.Process for the manufacture of aqueous solutions of lithium silicates, characterized in that the sodium water glass is diluted with distilled or deionized water to a concentration of 2 to 6% by weight. of silica and subjected to dealkalization by passing through a cation exchange column in an IT cycle to prepare an acidic silica solution having a pH of 2 to 5, to a portion of the acid solution is added a sodium water glass stabilizer or sodium hydroxide solution to adjust the pH to a value of 9 to 12, followed by concentration by evaporation of the water under heat supply, the evaporation water being replaced by an acidic silica solution, the concentration being terminated to a silica concentration of 20 to 50% by weight, then the concentrated solution is left at 20 to 60 ° C, react with an aqueous solution of lithium hydroxide in a ratio such that 3 to 25 moles of silica contained in the concentrated solution are added per mole of lithium oxide contained in the lithium hydroxide solution and stirred at 20 to 60 ° C for the reaction. 60 ° C until complete dissolution to give ro % of a solution containing 10 to 26 wt. % silica and 0.2 to 4.3 wt. lithium oxide.
CZ1998853A 1998-03-20 1998-03-20 Process for preparing aqueous solutions of lithium silicates CZ289531B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ1998853A CZ289531B6 (en) 1998-03-20 1998-03-20 Process for preparing aqueous solutions of lithium silicates

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ1998853A CZ289531B6 (en) 1998-03-20 1998-03-20 Process for preparing aqueous solutions of lithium silicates

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ85398A3 CZ85398A3 (en) 1999-11-17
CZ289531B6 true CZ289531B6 (en) 2002-02-13

Family

ID=5462353

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ1998853A CZ289531B6 (en) 1998-03-20 1998-03-20 Process for preparing aqueous solutions of lithium silicates

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ289531B6 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CZ85398A3 (en) 1999-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2776518C (en) Aluminum-containing waterglass solutions
US5100581A (en) Method of preparing high-purity aqueous silica sol
US4578258A (en) Process for the preparation of crystalline sheet-type alkali metal silicates
EP0557740B1 (en) Method of preparing high-purity aqueous silica sol
CZ302013B6 (en) Process for preparing stable colloidal silica
JP2003501335A5 (en) High surface area and high activity stable silica sol
JP3463328B2 (en) Method for producing acidic silica sol
JPS60161319A (en) Crystalline silicic acid, salt of same and manufacture
KR20040019870A (en) A manufacturing method of inorganic binder for liquefied sodium-silicate
US4270944A (en) Method for producing calcium borates
CZ289531B6 (en) Process for preparing aqueous solutions of lithium silicates
JP3993993B2 (en) Method for producing silica sol and silica-based composite oxide sol
CZ289557B6 (en) Process for preparing aqueous solutions of lithium-sodium silicate
JPS58110416A (en) Manufacture of silica sol
US3345132A (en) Process of preparing silicic acid in a two-dimensional structure
JPH08225317A (en) Amorphous sodium silicate-metal sulfate composite powder and its production
US3592832A (en) Preparation of amorphous guanidine silicate powders
US4693878A (en) Process for the production of soluble alkali silicates
CN114180590B (en) Preparation method of silicate water solution
JPH0725549B2 (en) Silica antimony oxide composite sol, method for producing the same and flame retardant comprising the same
RU2170213C1 (en) Method of preparing potassium polysilicates
US3576597A (en) Method for the preparation of lithium silicate solutions
RU2683320C1 (en) Double polycylacate of alkali metal and organic base
RU2188792C1 (en) Method of production of hydrous silica gels containing boron and alkali metal compounds
JPS58156527A (en) Preparation of amorphous aluminosilicate

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: 20050320