FR2725976A1 - Procede pour preparer une poudre de gel de silice poreuse de faible densite - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet un procédé de préparation d'une poudre de gel de silice poreuse de faible densité et la poudre de gel de silice poreuse de faible densité ainsi obtenue. Le procédé selon l'invention comprend: a) une étape pour l'obtention du mélange par une réaction de neutralisation avec l'addition d'une solution d'acide à une solution aqueuse de silicate alcalin; b) une étape pour la formation d'un hydrosol à partir du mélange de réaction ci-dessus; c) une étape pour la gélification dudit hydrosol pour obtenir un hydrogel et ensuite la décomposition de l'hydrogel résultant pour obtenir une suspension de gel de silice; et d) une étape pour effectuer la séparation, le lavage, le séchage et la décomposition de ladite suspension de gel de silice, dans lequel, dans l'étape a) ci-dessus, la solution aqueuse de silicate alcalin et la solution d'acide sont mélangées sous la forme de pulvérisation pour obtenir le mélange de réaction à un pH de 11, 6 ou plus par une neutralisation partielle et ensuite le mélange de réaction à pH 10, 8 - 11, 4 en y ajoutant encore de l'acide. La poudre de gel de silice poreuse de faible densité préparée selon l'invention a une densité apparente de 0, 05 à 0, 30 g/cm**3, une dimension de pores de 10 à 500 Å, un volume de pores de 0, 8 à 3, 5 cm**3/g et une surface spécifique de 200 à 500 m**2/g. Le procédé de l'invention améliore le processus de mélange des matières premières. Il est possible d'obtenir une poudre de gel de silice ayant une homogénéité, une dimension de pores et un volume de pores améliorés puisque la formation et la maturation du gel de silice sont effectués en atmosphère alcaline.
Description
Domaine de l'invention Cette invention concerne un procédé pour préparer
une poudre de gel de silice poreuse de faible densité. Plus particulièrement, cette invention concerne un procédé pour préparer une poudre de gel de silice poreuse de faible densité ayant une densité apparente de 0,05 à 0,30 g/cm3, une dimension de pores de 10 à 500 A, un volume de pores de 0,8 à 3,5 cm3/g et une surface spécifique de 200 à 500 m2/g, dans lequel on mélange d'abord une solution aqueuse de silicate alcalin et une solution d'acide sous la forme de brouillard par une neutralisation partielle et
ensuite le gel de silice résultant de ce mélange est mûri sous atmosphère alcaline.
Technique antérieure En général, on a largement utilisé une poudre de silice poreuse en réglant son taux de porosité tel que volume de pores, dimension de pores et surface spécifique et dimension de particules, dans le domaine des agents antibloquants pour divers films pour audio, vidéo, emballage et similaires, des agents de matage pour peintures, des agents épaississants et agents de polissage pour pâtes dentifrices, des matières de renforcement pour matières plastiques et caoutchoucs et des additifs alimentaires et médicinaux. En outre, son domaine d'application s'étend constamment à cause de son excellente sécurité thermique, électrique et
chimique.
I existe des procédés classiques dans la préparation de poudre de silice poreuse tels qu'un procédé de décomposition en phase gazeuse utilisant le tétrachlorure de silicium comme matière première (demandes de brevets japonais
mises à la disposition du public n 410 313/1933 et 3 011/1937); un procédé sol-
gel utilisant un alcoxyde de silicium (demande de brevet japonais mise à la disposition du public n 166 777/1938); un procédé pour préparer une poudre de silice poreuse par l'extraction d'un alcali par un acide après préparation d'un verre d'acide borique de composition spéciale (brevet US 2 106 744); et un procédé pour préparer une poudre de silice poreuse par réaction de neutralisation d'un silicate alcalin et d'un acide (brevet US 4 675 122, et demande de brevet japonais
mise à la disposition du public n' 23 487/1991).
Cependant, le procédé de décomposition en phase gazeuse est difficile à mettre en oeuvre à cause de la corrosion de l'appareil et de la nocivité pour l'organisme en raison de la corrosion et de la combustibilité du chlore gazeux produit dans la synthèse en phase gazeuse. En outre, les pores résultants ne sont
formés que sur la surface des particules et son utilisation est donc limitée.
Le procédé au sol-gel ci-dessus produit une poudre de silice de haute pureté et permet également de régler les pores. Cependant, comme la matière première est coûteuse, le coût de ce procédé est élevé. En conséquence, l'adoption
de ce procédé n'est pas économique.
Le procédé d'extraction d'un alcali ci-dessus dans lequel un verre d'acide borique de composition spéciale est fondu et moulé et ensuite on effectue une séparation de phases par un traitement thermique dans une gamme de température donnée et ensuite un traitement à l'acide, un lavage à l'eau et un séchage, produit une poudre de silice de faible pureté et la poudre préparée dans ce procédé a une résistance chimique limitée. En général, la dimension de pores de la poudre préparée dans ce procédé est extrêmement petite et son volume de pores est faible. En conséquence, la poudre de silice préparée dans ce procédé est utilisée
dans des utilisations spéciales.
Le procédé de neutralisation ci-dessus est largement utilisé dans l'industrie en raison du faible coût des matières premières et de la facilité de manipulation. Dans ce procédé, la porosité peut être commandée en modifiant des variables telles que la concentration de la matière première lorsque la silice poreuse est fabriquée, la vitesse d'addition de la matière première et de l'acide, la température de réaction, le pH de réaction, la température de réaction et la durée de réaction. Dans ce procédé, le sol de silice est produit dans une atmosphère d'acide fort en abaissant le pH à 1,5 avec l'addition d'un acide fort à la solution aqueuse de silicate alcalin, suivie de gélification, de lavage à l'eau et de séchage. Ensuite, on effectue un broyage et une sélection selon les utilisations pour obtenir la poudre de silice poreuse. La poudre de silice poreuse préparée dans ce procédé a une structure dense et elle a donc une faible dimension de pores (par exemple 20 à 0 A), un faible volume de pores (par exemple 0,25 à 0, 40 cm3/g) et une faible surface spécifique (par exemple 500 à 800 m2/g). En conséquence, la poudre de silice ainsi
préparée peut être utilisée pour une utilisation limitée telle qu'un agent desséchant.
En outre, afin de résoudre les problèmes ci-dessus de la technique antérieure, on a développé un procédé qui comprend l'augmentation de la dimension de pores par lavage du gel synthétisé avec une solution alcaline pendant une longue durée, par exemple 10 heures ou plus, pour augmenter le volume de pores, par exemple à 1,2 cm3/g ou plus (demande de brevet japonais mise à disposition du public n 289 670/1990). Cependant, ce procédé exige une longue durée pour le lavage et une étape de ce procédé nécessite une durée de réaction de 2 à 3 jours. En conséquence, la dimension de l'appareillage devient grande. Il en résulte une augmentation du coût d'appareillage et de l'espace nécessaire et
également du coût de fabrication.
En outre, il y a un procédé dans lequel le procédé de fabrication peut être raccourci en effectuant la gélification sous atmosphère alcaline. Cependant, il est difficile de commander la réaction dans ce procédé par une réaction rapide de l'acide et de l'alcali lorsque la matière première est projetée. En conséquence, il est également difficile d'obtenir une poudre de silice homogène. En outre, il en résulte
une détérioration de l'uniformité des produits dans un lot.
La poudre de silice poreuse préparée par les procédés classiques ci-
dessus a une utilisation limitée à cause d'un faible volume de pores. En outre, ces procédés comportent des inconvénients tels qu'une augmentation du coût de fabrication puisqu'une longue durée de lavage est nécessaire afin d'augmenter leur
volume de pores.
Résumé de l'invention Les présents inventeurs ont effectué des recherches poussées pour surmonter ces inconvénients des techniques antérieures. En conséquence, il a été trouvé qu'une poudre de gel de silice poreuse peut être préparée par un procédé simple, qui est capable de faciliter l'uniformité des produits par lot ainsi que l'homogénéité de la poudre de silice poreuse en ne produisant pas une réaction rapide lorsque l'on mélange la solution aqueuse de silicate alcalin et la solution
d'acide à utiliser comme matière premières.
Egalement, selon l'invention, il est possible d'obtenir une poudre de gel de silice poreuse de faible densité ayant une grande dimension de pores et un grand volume de pores sans effectuer un processus de lavage de longue durée en mettant
en oeuvre la formation et la maturation du gel de silice sous l'atmosphère alcaline.
Description détaillée de l'invention
L'objet de cette invention est de proposer un procédé pour préparer une poudre de gel de silice poreuse par un procédé simple qui est capable de faciliter l'uniformité des produits par lot ainsi que l'homogénéité de la poudre de silice poreuse en n' effectuant pas une réaction rapide lorsque l'on mélange la solution aqueuse de silicate alcalin et la solution d'acide à utiliser comme matières premières. Un autre objet de cette invention est de proposer une poudre de gel de silice poreuse de faible densité ayant une grande dimension de pores et un grand volume de pores sans effectuer un lavage de longue durée en mettant en oeuvre la
formation et la maturation du gel de silice dans l'atmosphère alcaline.
Un autre objet de cette invention est de proposer l'utilisation d'une poudre de silice poreuse de faible densité qui est utile comme agent antibloquant pour divers films audio, vidéo, d'emballage et ainsi de suite, agent de matage pour peinture, agent épaississant et agent de polissage pour pâte dentifrice, matière de renforcement pour matières plastiques et caoutchoucs et additifs alimentaires et médicinaux.
L'invention est expliquée en détail ci-après.
Le procédé pour préparer une poudre de gel de silice poreuse selon l'invention comprend: a) une étape pour obtenir le mélange par une réaction de neutralisation avec l'addition d'une solution d'acide à une solution aqueuse de silicate alcalin; b) une étape pour former un hydrosol à partir du mélange de réaction ci-dessus; c) une étape pour gélifier ledit hydrosol pour obtenir un hydrogel et ensuite décomposer l'hydrogel résultant pour obtenir une suspension de gel de silice; et d) une étape pour séparer, laver, sécher et décomposer la suspension de gel de silice ci-dessus. En particulier, dans l'étape a) ci-dessus, la solution aqueuse de silicate alcalin et la solution d'acide sont mélangées sous forme d'une pulvérisation pour obtenir le mélange de réaction dont le pH est maintenu à 11,6 ou plus par une neutralisation partielle et ensuite réglé dans la
gamme de 10,8 à 11,4 en y ajoutant encore de la solution d'acide.
Selon l'invention, la concentration de silice dans la solution aqueuse de silicate alcalin est de 20 à 26 % en poids de la solution aqueuse totale et la concentration d'acide dans la solution d'acide est de 7 à 15 % en poids de la
solution totale.
Selon l'invention, afin de séparer l'alcali restant par la neutralisation avant le lavage de la suspension de gel de silice dans l'étape d) ci-dessus, on ajoute encore une solution d'acide à ladite suspension de gel de silice jusqu'à ce que son pH soit de 2,5. La suspension de gel de silice résultante est encore mûrie pour commander sa dimension de pores et son volume de pores sous l'atmosphère alcaline, par exemple une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium, une solution aqueuse d'hydroxyde d'ammonium ou du gaz NH3. A ce moment, la maturation est effectuée à un pH dans la gamme de 7,5 à 10,5 à des températures de 60 à 100'C
pendant 0,5 à 3 heures.
La poudre de gel de silice obtenue dans l'invention a une densité apparente de 0,05 à 0,30, une dimension de pores de 10 à 500 A, un volume de
pores de 0,8 à 3,5 cm3/g et une surface spécifique de 200 à 500 m2/g.
L'invention est encore illustrée ci-après.
Dans un procédé pour préparer une poudre de gel de silice de faible densité selon l'invention, une solution aqueuse de silicate alcalin et une solution d'acide inorganique sont projetées sous la forme de brouillard dans un récipient pour l'alimentation en matière première et ensuite soumises à une neutralisation
partielle pour obtenir un mélange primaire.
La solution aqueuse de silicate alcalin utilisée dans l'invention est une solution aqueuse de silicate de soude ou une solution aqueuse de silicate de potassium. On préfere une solution aqueuse de silicate de soude à cause de son
faible coût.
La concentration de silice dans la solution aqueuse de silicate alcalin à utiliser dans cette invention est de 20 à 26 % en poids. Si la concentration de silice est de moins de 20 % en poids, le rendement peut être abaissé. Par contre, si la concentration de silice dépasse 26 % en poids, sa viscosité est augmentée et elle
entraîne donc une obturation de la conduite transport ou de la tuyère d'éjection.
En général, si la concentration de silice dans la solution aqueuse de silicate alcalin à utiliser comme matière première lorsque le gel de silice est synthétisé devient supérieure (plus de 20 % en poids de SiO2), la concentration de
la solution d'acide neutralisant la solution d'alcali doit aussi être élevée.
Pour cette raison, le mélange de la solution aqueuse de silicate alcalin et de la solution d'acide n'est pas effectué uniformément. Il entraîne une détérioration de l'homogénéité des produits. En outre, le rendement en produits par
lot est mauvais et il conduit donc à une détérioration de valeur des produits.
Cependant, comme la solution aqueuse de silicate alcalin et la solution d'acide peuvent être mélangées suffisamment sous la forme de brouillard avant de les mélanger et de les agiter en utilisant un récipient pour l'alimentation en matière première représenté dans les figures 1 et 2A. Selon l'invention, il est possible d'obtenir un mélange homogène, même si la concentration de silice dans la solution aqueuse de silicate alcalin est élevée comme ci-dessus. En conséquence,
le rendement peut être augmenté dans cette invention.
Pendant ce temps, l'acide inorganique utilisée dans l'invention est l'acide sulfurique, l'acide nitrique et l'acide acétique. L'acide sulfurique est
préférable au vu de sa réactivité avec la solution aqueuse de silicate alcalin.
La concentration d'acide dans la solution d'acide inorganique est de 7 à % en poids. Si la concentration d'acide est de moins de 7 % en poids, la taille du récipient de réaction doit être augmentée, bien que la réaction puisse être effectuée uniformément. Par contre, si la concentration d'acide dépasse 15 % en poids, une réaction uniforme ne peut pas être effectuée car il n'est pas suffisamment mélangé
avec la solution aqueuse de silicate alcalin.
Selon l'invention, il est préférable de maintenir le pH du mélange primaire de la solution aqueuse de silicate alcalin et de la solution d'acide inorganique dans le récipient d'alimentation en matière première à 11,6 ou plus. Si
le pH est inférieur à 11,6, une gélification se produit instantanément.
En conséquence, des problèmes tels que l'obturation d'un orifice
d'entrée de matière première et similaires dans le procédé peuvent se produire.
Comme indiqué ci-dessus, la solution aqueuse de silicate alcalin et la solution d'acide inorganique sont d'abord mélangées par une neutralisation partielle dans le récipient d'alimentation en matière première et ensuite le mélange résultant est projeté dans le récipient de réaction muni d'un agitateur pour former un hydrosol de gel de silice. L'hydrosol de gel de silice ainsi obtenu est transformé en son hydrogel en quelques minutes. L'hydrogel de gel de silice ainsi transformé est décomposé par un agitateur avant durcissement pour former une suspension de
gel de silice.
En particulier, selon l'invention, la solution aqueuse d'acide inorganique peut être ajoutée au mélange ci-dessus lorsque le mélange est projeté dans le récipient de réaction afin d'abaisser le pH du mélange. Par exemple, la solution d'acide inorganique est ajoutée jusqu'à ce que le pH du mélange soit maintenu entre 10,8 et 11,4. Si le pH du mélange dans le récipient de réaction est de moins de 10,8, le gel est formé rapidement. Par contre, si le pH du mélange dépasse 11,4, il met longtemps à se gélifier et conduit donc à un procédé à long terme. Pendant ce temps, comme la durée de décomposition de l'hydrogel de silice est finalement influencée par la dimension des particules de gel à obtenir, la durée de décomposition peut être modifiée sélectivement selon l'utilisation. En
général, on préfère une durée de décomposition de 20 à 30 minutes.
Comme indiqué ci-dessus, la suspension de gel de silice contenant un gel fin préparée par neutralisation partielle et décomposition devient une suspension de gel de silice pure au moyen d'une neutralisation complète par addition ultérieure de solution d'acide, dans laquelle l'alcali restant après neutralisation partielle est complètement séparé. A ce moment, il est préférable d'ajouter la solution d'acide à la suspension de gel de silice jusqu'à ce que le pH de
la suspension soit de 2,5.
La suspension résultante est mûrie dans l'atmosphère alcaline afin de commander la dimension de pores et le volume de pores en augmentant l'ouverture entre les particules. On peut utiliser pour l'atmosphère alcaline une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium ou d'hydroxyde d'anmmonium ou le gaz ammoniac. Le gaz ammoniac exempt d'impuretés est préférable. On préfere encore la solution aqueuse d'hydroxyde d'ammonium. Il est préférable d'ajouter l'alcali à
la suspension de gel de silice sous forme de pulvérisation par une tuyère.
Pendant ce temps, la maturation sous atmosphère alcaline peut être
effectuée à pH 7,5 à 10,5 à des températures de 60 à 100*C pendant 0,5 à 3 heures.
Il est possible de préparer un gel qui convient pour l'utilisation en faisant varier les conditions de maturation ci-dessus selon les propriétés désirées. En particulier, la dimension d'ouverture est d'autant plus grande que la température et le pH de
maturation sont plus élevés et que la durée de maturation est plus longue.
Par exemple, afin de préparer un gel de silice pour agent de matage de peinture et additif de film, il est possible de préparer un gel de silice ayant un volume de pores de 1,2 à 2,2 cm3/g et une surface spécifique de 250 à 350 m2/g lorsque la suspension de gel de silice est mûrie à un pH de 8,5 à 9,0 à des
températures de 85 à 95'C pendant 40 à 80 minutes.
La suspension de gel de silice ainsi mûrie peut être séparée par un séparateur solide-liquide. La séparation solide-liquide peut être effectuée par exemple par une centrifugeuse, un filtre-presse, par décantation ou filtration. Dans le cas d'industrialisation, il est préférable d'utiliser une centrifugeuse en tenant
compte de la facilité de production de masse et de la simplicité du lavage.
Les particules de gel de silice de la séparation solide-liquide peuvent être lavées pour séparer le sulfate de sodium (Na2SO4) et la solution d'acide n'ayant pas réagi contenus dans les particules de gel. nl est possible d'utiliser de l'eau industrielle ou de l'eau pure comme eau de lavage et cette eau peut être
utilisée sélectivement selon l'utilisation et la qualité.
En particulier, l'effet de lavage est d'autant plus élevé que la température de l'eau de lavage est plus élevée. Si l'on utilise une eau de lavage contenant une faible quantité de carbonate d'ammonium, qui est utile pour séparer
les sels d'ammonium, il est possible d'augmenter l'effet de lavage.
Enfin, le gel de silice humide lavé comme ci-dessus est séché. Il est difficile d'obtenir le gel de silice poreuse de faible densité désiré par la contraction des pores du gel de silice dans le cas o, bien que la synthèse du gel de silice soit bien effectuée avant l'étape de séchage, la méthode et les conditions de séchage ne sont pas appropriées. Autrement dit, si la durée de séchage du gel de silice devient plus longue, la dimension de pores et le volume de pores sont fortement modifiés par la contraction du corps de gel due à la tension superficielle lorsque le gel de silice est séché. En conséquence, afin d'obtenir le gel de silice de faible densité sec, il est préférable de raccourcir la durée de séchage. Comme séchoir capable de sécher le gel de silice en une courte durée, on peut utiliser un séchoir à pulvérisation, un désintégrateur à jet de fluide capable d'effectuer simultanément le séchage et la décomposition (désintégrateur à gaz chaud) ou un séchoir sous vide. Le séchage est effectué en quelques secondes dans le cas d'un séchoir à pulvérisation ou d'un désintégrateur à jet de fluide et en quelques minutes dans le cas d'un séchoir sous vide. La dimension de particule du gel sec ainsi obtenu est commandée au moyen de la méthode de décomposition (désintégrateur à jet) par l'air selon l'utilisation pour obtenir une poudre de gel de silice poreuse de faible densité selon
l'invention.
La poudre de gel de silice poreuse à faible densité obtenue selon l'invention est une poudre de gel de silice de haute pureté, ayant une densité apparente de 0,05 à 0,30 g/cm3, une dimension de pores de 10 à 500 A, un volume
de pores de 0,8 à 3,5 cm3/g et une surface spécifique de 200 à 500 m2/g.
Les avantages du procédé pour préparer un gel de silice poreuse de faible densité selon l'invention sont les suivantes: Premièrement, comme la solution aqueuse de silicate alcalin et la solution d'acide utilisées comme matières premières dans l'invention sont d'abord mélangées sous la forme de brouillard dans le récipient pour l'alimentation en matières premières, il est possible d'augmenter l'effet de mélange et l'homogénéité de la poudre de gel de silice poreuse en fonction de l'utilisation et également de
réduire le coût de préparation en réduisant le cycle de production des produits.
Deuxièmement, comme la solution aqueuse de silicate alcalin et la solution d'acide peuvent être suffisamment mélangées avant l'agitation sous la forme de brouillard dans le récipient d'alimentation en matières premières, il est possible d'effectuer une réaction en augmentant la concentration de silice dans la solution aqueuse de silicate alcalin à 26 % en poids. Il en résulte une amélioration
et donc une amélioration du rendement d'au moins 10 %.
Troisièmement, comme le gel de silice est formé et ensuite mûri en utilisant la solution aqueuse de silicate alcalin et l'acide inorganique en atmosphère alcaline, il est possible d'obtenir un gel de silice poreuse dans lequel sa dimension de pores et son volume de pores peuvent être commandés en fonction de l'utilisation.
Brave description des dessins
- La figure 1 est un schéma du procédé pour préparer une poudre de gel de silice poreuse de faible densité selon l'invention; - la figure 2A est une vue agrandie du récipient pour l'alimentation en matières premières représenté dans la figure 1; - la figure 2B est une vue agrandie de la zone de pulvérisation de la buse montée sur le récipient d'alimentation en matières premières représenté dans la figure 2A; et - la figure 3 est une vue agrandie du bain de réaction représenté dans la
figure 1.
Le procédé de la présente invention est décrit en détail en référence aux
dessins annexés.
Comme indiqué dans la figure 1, la solution aqueuse de silicate alcalin conservée dans le récipient 1 est pulvérisée dans le récipient 5 pour l'alimentation en matières premières au moyen de la buse 4 par les vannes 2 et 3. En même temps, la solution d'acide inorganique conservée dans le récipient 6 est pulvérisée dans le récipient 5 pour l'alimentation en matières premières au moyen de la buse 9 par les vannes 7 et 8. Les matières premières projetées dans le récipient 5 pour l'alimentation en matières premières forment un mélange primaire par une
neutralisation partielle.
Comme indiqué dans la figure 2A, les buses 4 et 9 sont montées à la partie supérieure des côtés opposés du récipient 5 pour l'alimentation en matières premières, respectivement. Comme indiqué dans la figure 2B, la face de
pulvérisation des buses 4 et 9 à des orifices de buses 10 situés le long des rayons.
Pendant ce temps, il est préférable d'appliquer une pression d'environ 3 atmosphères ou plus pour l'alimentation de la matière première dans la buse 4 et d'appliquer une pression d'environ 2 atmosphères ou plus pour l'alimentation de la matière première dans la buse 9. Si la pression d'alimentation de la matière première est inférieure à la gamme ci-dessus, la quantité pulvérisée dans le récipient S pour l'alimentation en matières premières n'est pas suffisante et l'angle de pulvérisation devient égal ou inférieur à 55 . En conséquence, on n'obtient pas
un mélange uniforme.
Comme qualité de matière des buses 4 et 9, il est préférable d'utiliser dans l'invention la céramique qui a une excellente résistance aux acides et d'excellentes propriétés antiabrasives. En outre, il est préférable de fabriquer un récipient 5 qui soit transparent pour commander la pression d'alimentation des
matières premières au moyen des buses 4 et 9 en examinant l'état de mélange.
Le mélange primaire des matières premières obtenu dans le récipient 5 cidessus est projeté dans le bain de réaction 13 par une buse 12 au moyen d'une vanne 11. En même temps, afin d'abaisser le pH du mélange primaire ci-dessus, une quantité convenable de solution d'acide conservée dans le récipient 6 est projetée dans le bain de réaction 13 par la buse 12 au moyen d'une vanne 14. Le
pH du mélange dans le bain de réaction 13 est mesuré par un pH mètre 15.
Comme indiqué dans la figure 3, le bain de réaction 13 ci-dessus est muni d'un agitateur composé de trois types de palettes d'agitation, c'est-à-dire un rotor du type à hélice 16, un rotor du type à pédale 17 et un rotor du type turbine 18, qui est capable d'augmenter le taux de mélange lorsque le mélange est
mis à réagir et de décomposer le gel de silice s'il est formé au cours de la réaction.
En outre, le bain de réaction 13 est entouré d'une enveloppe chauffante 20 de sorte que la température de réaction peut être constamment maintenue pendant la réaction. Comme indiqué dans la figure 1, la chemise chauffante 20 chauffe l'extérieur du récipient de réaction 13 par l'entrée du milieu chauffant fourni par le récipient de milieu chauffant 21. En outre, un côté du récipient de réaction 13 est muni d'un pH mètre 15 capable de mesurer le pH des réactifs et d'un palpeur de température 22 capable de détecter la température du
bain de réaction 13.
A l'occasion, comme indiqué dans la figure 3, un déflecteur 23 peut être fixé à l'intérieur du récipient de réaction 13 pour améliorer encore le mélange
de réactif.
A propos, ledit récipient de réaction a besoin d'une matière résistante à l'acide, mais pas résistante à la chaleur. Par exemple, il est préférable d'utiliser un
acier inoxydable 316L.
Le mélange de réaction projeté dans le récipient de réaction 13 forme
un hydrosol de gel de silice et ensuite un hydrogel de silice en quelques minutes.
L'hydrogel de gel de silice résultant est décomposé par une forte agitation de l'agitateur 19 avant son durcissement, comme indiqué à la figure 3, et
se transforme ensuite en suspension de gel de silice.
Afin de séparer l'alcali restant par une neutralisation partielle de la suspension de gel de silice contenant un gel fin qui est formée dans le bain de réaction 13, ladite suspension est complètement neutralisée par addition d'une solution d'acide stockée dans le récipient 24 au récipient de réaction 13 par les
vannes 25 et 26 pour obtenir une suspension de gel de silice pure.
La suspension de gel de silice ainsi obtenue est mûrie dans l'atmosphère basique et ensuite on ajoute de l'ammoniac liquide conservé dans le récipient 27 au bain de réaction 13 par une buse 12 via les vannes 28 et 14 pour
réguler les pores.
Le gel de silice mûri dans le bain de réaction 13 est envoyé dans le séparateur solide-liquide 30 via une vanne 29 pour être séparé et lavé et ensuite
séché dans un séchoir 31.
La dimension de particule du corps de gel sec ainsi obtenu est commandée par une méthode de décomposition (désintégrateur à jet) suivant
l'utilisation pour obtenir une poudre de gel de silice poreuse de faible densité.
A propos, les références 32 et 34 (non représentée) représentent des vannes pour réguler le débit du milieu chauffant provenant du récipient de milieu
chauffant 2 Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois en limiter la
portée.
Exemple
On a dilué 40 kg de solution de silicate de soude n 3 (concentration de silice 28 %) avec 16kg d'eau pour obtenir une solution aqueuse contenant environ 23 % en poids de silice. En outre, on dilue 1,5 1 d'acide sulfurique à 98 % par l'eau. On a pulvérisé 56 kg de solution aqueuse de silicate de soude et 30,5 litres de solution aqueuse d'acide sulfurique dans le récipient d'alimentation en matières premières par une buse. On a ajouté au mélange primaire résultant litres de solution aqueuse d'acide sulfurique dilué pour régler le pH du mélange de réaction à 11,06 et ensuite pour obtenir un hydrosol de silice. L'hydrosol de silice résultant était transformé en quelques minutes en un hydrogel de silice. A ce moment, l'hydrogel de silice est décomposé par une forte agitation pour obtenir une suspension contenant un gel fin. La décomposition a été effectuée en
minutes.
Ensuite, afin de séparer l'alcali n'ayant pas réagi contenu dans le gel du bain de réaction, on a pulvérisé dans le bain de réaction pendant 15 minutes une solution aqueuse d'acide sulfurique dilué dans laquelle on a dilué trois litres d'acide sulfurique à 98 % par 30 litres d'eau. A ce moment, le pH de la suspension de gel
de silice était de 2,2.
Ensuite, pour augmenter le volume de pores, on a ajouté à la suspension de gel de silice 10 litres (28 %) d'ammoniac liquide pour maintenir le pH à 9,8 et ensuite on l'a mûrie pendant 50 minutes en élevant la température à C.
Ensuite, on a filtré et séché sous vide pour obtenir un gel de silice.
Exemple comaratif 1 On a dilué 40 kg de solution de silicate de soude n' 3 (concentration de silice 28 %à avec 16kg d'eau pour obtenir une solution aqueuse contenant
environ 23 % en poids de silice.
Ensuite, on a dilué 6 litres d'acide sulfurique à 98 % avec 60 litres d'eau et on a ajouté la solution aqueuse d'acide sulfurique dilué résultante à la solution aqueuse de silicate de soude en agitant. Après addition, le pH du mélange était de 11,5. Après addition, le pH du mélange était de 11,5. L'hydrosol ainsi
obtenu a été transformé en quelques minutes en un hydrogel.
Afin d'augmenter le volume de pores, l'hydrogel résultant a été lavé par
l'ammoniac liquide à pH 8 pendant 10 heures, séparé par filtration et ensuite séché.
Excmple comparatif 2 Cet exemple a été mis en oeuvre selon l'exemple comparatif 1, sauf
que le lavage a été effectué avec l'ammoniac liquide à pH 8 pendant 30 heures.
Les propriétés du gel sec préparé dans les exemples ci-dessus sont
indiqués dans le tableau suivant.
TABLEAU
Propriétés du gel poreux selon le procédé de fabrication Surface spécifique Volume de pores Dimension de pores (m2/g) (cm3/g) (A) Exemple 298 1,6 230 Exemple 370 1,0 161 comparatif 1 Exemple 330 1,4 198 comparatif 2
Claims (7)
1. procédé pour préparer une poudre de gel de silice poreuse de faible densité qui comprend: a) une étape pour l'obtention du mélange par une réaction de neutralisation avec l'addition d'une solution d'acide à une solution aqueuse de silicate alcalin; b) une étape pour la formation d'un hydrosol à partir du mélange de réaction ci-dessus; c) une étape pour la gélification dudit hydrosol pour obtenir un hydrogel et ensuite la décomposition de l'hydrogel résultant pour obtenir une suspension de gel de silice; et d) une étape pour séparer, laver, sécher et
décomposer ladite suspension de gel de silice, dans lequel, dans l'étape a) ci-
dessus, la solution aqueuse de silicate alcalin et la solution d'acide sont mélangées sous la forme de pulvérisation pour obtenir le mélange de réaction à un pH de 11,6 ou plus par une neutralisation partielle et ensuite le mélange de réaction à pH
,8 - 11,4 en y ajoutant encore de l'acide.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la concentration de silice dans la solution aqueuse de silicate alcalin est de 20 à 26 % en poids de la solution aqueuse totale et la concentration d'acide dans la solution
d'acide est de 7 à 15 % en poids de la solution totale.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une solution d'acide est encore ajoutée à ladite suspension de gel de silice jusqu'à ce que son pH soit de 2,5, afin de séparer l'alcali restant par la neutralisation avant le lavage de la
suspension de gel de silice dans l'étape d) ci-dessus.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite suspension de gel de silice est ensuite mûrie en atmosphère alcaline pour régler la
dimension de pores et le volume de pores.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit alcali est une solution d'hydroxyde de sodium ou d'hydroxyde d'ammonium ou le gaz ammoniac.
6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite maturation en atmosphère alcaline est effectuée à une température de 60 à 100'C,
le pH de 7,5 à 10,5 pendant 0,5 à 3 heures.
7. Poudre de gel de silice poreuse de faible densité préparée selon l'une
quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que ladite poudre de gel de
silice a une densité apparente de 0,05 à 0,30 g/cm3, une dimension de pores de 10 à 500 , un volume de pores de 0,8 à 3,5 cm3/g et une surface spécifique de 200 à
500 m2/g.
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2477695A (en) * | 1948-12-30 | 1949-08-02 | Standard Oil Dev Co | Treating hydrosols with fluorides to obtain improved gel catalysts |
| US2489176A (en) * | 1945-10-03 | 1949-11-22 | Anderson Clayton & Co | Method of mist mixing |
| US2506316A (en) * | 1945-05-14 | 1950-05-02 | Standard Oil Dev Co | Forming hydrogel beads by spray contact |
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Patent Citations (6)
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|---|---|---|---|---|
| US2506316A (en) * | 1945-05-14 | 1950-05-02 | Standard Oil Dev Co | Forming hydrogel beads by spray contact |
| US2489176A (en) * | 1945-10-03 | 1949-11-22 | Anderson Clayton & Co | Method of mist mixing |
| US2477695A (en) * | 1948-12-30 | 1949-08-02 | Standard Oil Dev Co | Treating hydrosols with fluorides to obtain improved gel catalysts |
| FR2009155A1 (fr) * | 1968-05-22 | 1970-01-30 | Grace W R Ltd | |
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| US5229096A (en) * | 1990-11-19 | 1993-07-20 | Scm Chemicals, Inc. | Silica gel |
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