KR950004769B1 - Process for the production of erystalline sodium silicate - Google Patents

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Abstract

The crystalline sodium silicate, useful as ion exchanger, was manufactured by adding solid sodium hydroxide or aqueous sodium hydroxide to solution type sodium silicate having 2.0 - 4.0 mole ratio of SiO2/Na2O to obtain liquid glass which was adjusted to 2.0 ± 0.2 mole ratio of SiO2/Na2O and then 0.5 - 5 times water soluble organic solvent was added to them on the basis of water amount to precipitate the amorphous sodium silicate. The filtrate was heated for extracting the crystalline sodium silicate.

Description

결정성 규산나트륨의 제조방법Method for preparing crystalline sodium silicate

본 발명은 액상 규산나트륨으로부터 이온 교환제로서 사용할 수 있는 결정성 규산나트륨을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for preparing crystalline sodium silicate which can be used as ion exchanger from liquid sodium silicate.

결정성 규산나트륨은 천연에 존재하는 것과 인공적으로 합성한 것 등 여러가지가 있다. 천연에 존재하는 것으로는 나트로실라이트(Natrosilite, Na2Si2O5), 마가다이트(Magadiite, Na2Si14O29·11H2O), 케냐이트(Kenyaite, Na2Si22O45·10H2O), 마카타이트(Makatite, Na2Si4O9·5H2O), 카네마이트(kan emite, NaHSi2O5·3H2O) 등이 알려져 있다. 인공적으로 합성된 것들은 화학식으로 나타내었을 때 Na2Si2O5, Na2Si3O7, Na6Si8O19등 여러 가지가 알려져 있으며, 각각의 화학식에 해당하는 결정 형태도 여러 가지가 있으므로 합성된 결정의 종류는 대단히 많을 수 있다.Crystalline sodium silicate exists in various ways, such as a thing which exists naturally and synthesize | combined artificially. To be present in the natural is sodium in room light (Natrosilite, Na 2 Si 2 O 5), Mark die bit (Magadiite, Na 2 Si 14 O 29 · 11H 2 O), kenyayi agent (Kenyaite, Na 2 Si 22 O 45 10H 2 O), makatite (Na 2 Si 4 O 9 5H 2 O), kanemite (kan emite, NaHSi 2 O 5 3H 2 O), and the like are known. Artificially synthesized things are known in the formula, such as Na 2 Si 2 O 5 , Na 2 Si 3 O 7 , Na 6 Si 8 O 19, and there are many crystal forms corresponding to each formula There can be many kinds of crystals synthesized.

결정성 규산나트륨은 고무, 플라스틱, 종이 등의 충전제(充塡劑)로서 사용할 수 있으며, 특히 이 결정들은 이온 교환능을 갖고 있기 때문에 미국 특허 제4,664,839호 및 미국 특허 제4,820,439호에 기재된 바와같이 이온 교환제로서 사용할 수 있다. 이온 교환제로서 사용하려면 나트륨의 함량이 큰 것이 유리하다.Crystalline sodium silicate can be used as a filler in rubber, plastics, paper, and the like, and in particular, since these crystals have ion exchange capacity, ion exchange as described in US Pat. No. 4,664,839 and US Pat. No. 4,820,439. Can be used as a zero. To use as an ion exchanger, it is advantageous to have a high content of sodium.

결정성 규산나트륨을 제조하는 방법은 크게 수열법(hydrothermal process)과 고온 소성에 의한 상변화법 두 가지가 있다.There are two methods for preparing crystalline sodium silicate: a hydrothermal process and a phase change method by high temperature firing.

미국 특허 제4,806,327호에는 Na2O와 SiO2성분을 함유하는 수용액을 반응기에 넣고, 생성시키고자 하는 결정의 결정핵을 첨가시키 후, 비교적 낮은 온도(70-250℃)에서 인산을 단계적으로 첨가하면서 pH를 조절하는 수열법이 기재되어 있다. 이 방법에 의하면, Na2Si22O45·xH2O, Na2Si14O29·xH2O등과 같이 나트륨의 함량이 낮은 결정성 규산나트륨이 생성한다.U.S. Patent No. 4,806,327 discloses an aqueous solution containing Na 2 O and SiO 2 components in a reactor, the crystal nuclei of the crystals to be produced are added, followed by the stepwise addition of phosphoric acid at a relatively low temperature (70-250 ° C.). The hydrothermal method of adjusting the pH is described. According to this method, crystalline sodium silicate with low sodium content is produced, such as Na 2 Si 22 O 45 .xH 2 O, Na 2 Si 14 O 29 .xH 2 O, and the like.

고온 소성에 의한 상변화법은, 먼저 적합한 SiO2및 Na2O의 공급원으로부터 무정형 규산나트륨을 제조하여, 이 무정형 규산나트륨을 고온에서 소성시켜 결정화시킴으로써 결정성 규산나트륨을 얻는 방법으로, 이 방법에 의하면, Na2Si2O5, Na2Si3O7, Na6Si8O19등과 같은 나트륨의 함량이 높은 결정성 규산나트륨이 생성된다. 이러한 고온 소성에 의한 상변화법에 의해 결정성 규산나트륨을 제조하는 방법은 무정형 규산나트륨의 제조방법과 처리 방법들에 따라 몇가지로 대별할 수 있다.The phase change method by high temperature firing is a method of first obtaining amorphous sodium silicate from a suitable source of SiO 2 and Na 2 O, and calcining the amorphous sodium silicate at high temperature to obtain crystalline sodium silicate. Crystalline sodium silicate having a high content of sodium such as, Na 2 Si 2 O 5 , Na 2 Si 3 O 7 , Na 6 Si 8 O 19, and the like is produced. The method for producing crystalline sodium silicate by the phase change method by high temperature firing can be roughly divided into several methods depending on the preparation method and processing methods of amorphous sodium silicate.

무정형 규산나트륨을 제조하는 예로서는 석영과 탄산나트륨 또는 수산화나트륨을 용융 온도보다 높은 온도에서 반응시킨 후 급냉시켜서 얻는 방법이 있다. 이와 같은 방법으로 조성이 Na2Si2O5인 무정형 규산나트륨을 제조한 후 고온 처리하여 얻을 수 있는 결정성 규산나트륨의 결정 형태는 α, α, β, γ, δ등 여러 가지가 존재하고 있다. α형들은 이상적으로는 700 내지 850℃사이에서 존재하는 결정상으로서, 이 결정상들은 탄산나트륨과 석영을 용융 반응시킨 후 급냉시켜 얻은 무정형 규산나트륨을 800 내지 850℃에서 12 내지 24시간 동안 가열하여 얻을 수 있는 것으로 알려져 있으며, 이 범위의 온도에서는 낮은 온도로부터 α순서로 평형을 이루고 있으며, 각 상간의 이상적인 전이 온도는 각각 680 및 707℃이다. β형은 위에서와 같이 얻은 무정형 규산나트륨을 600 내지 650℃에서 18 내지 24시간 동안 처리하여 얻을 수 있는 것으로, 이 결정상은 700℃ 이상의 고온에서 다시 열처리를 하면 α형으로 전이가 일어나 온도를 낮추어도 다시 β으로 돌아가지는 않는다. γ및 δ형은 610℃ 부근에서 존재하는 결정형으로 알려졌으나, 이 방법으로는 제조가 용이하지 않으며, 대부분의 경우 두 가지가 섞인 것을 얻는다. 이와 같이 용융시킨 후 급냉시켜 무정형 규산나트륨을 제조하는 방법은 1000℃ 이상의 온도가 필요하고 반응시간이 매우 길어서 불리하다.An example of producing amorphous sodium silicate is a method obtained by reacting quartz with sodium carbonate or sodium hydroxide at a temperature higher than the melting temperature, followed by quenching. The crystal form of crystalline sodium silicate, which can be obtained by preparing amorphous sodium silicate having a composition of Na 2 Si 2 O 5 and then subjected to high temperature treatment, has various forms such as α , α , α , β, γ, δ, etc. A branch exists. α forms are ideally present between 700 and 850 ° C., which can be obtained by heating amorphous sodium silicate obtained by melting and quenching sodium carbonate and quartz at 800 to 850 ° C. for 12 to 24 hours. It is known that at this temperature range equilibrates from low temperature to α III , α II , α I , and the ideal transition temperatures between the phases are 680 and 707 ° C., respectively. β-type can be obtained by treating amorphous sodium silicate obtained above at 600-650 ℃ for 18-24 hours, and this crystal phase is transformed to α-type when heat treated again at high temperature of 700 ℃ It does not go back to β. Forms γ and δ are known to be crystalline forms present near 610 ° C., but this method is not easy to manufacture, and in most cases a mixture of the two is obtained. Melting and thus quenching to produce amorphous sodium silicate is disadvantageous because the temperature is required to be 1000 ℃ or more and the reaction time is very long.

무정형 규산나트륨을 제조하는 다른 방법으로서는 SiO2/Na2O의 몰비가 적합한 액상 규산나트륨(물유리)을 단순 건조시켜서 얻는 방법이 있다. 이러한 방법으로 제조된 무정형 규산나트륨을 고온에서 결정을 성장시켜 결정성 규산나트륨을 제조할 때, SiO2/Na2O의 몰비 또는 소성 온도를 조절하더라도 원하는 단일 형태의 결정형을 얻기 힘들며 여러 가지 형태의 결정이 혼재된 것이 얻어진다.Another method for producing amorphous sodium silicate is a method obtained by simply drying liquid sodium silicate (water glass) having a suitable molar ratio of SiO 2 / Na 2 O. When amorphous crystalline sodium silicate prepared in this manner is used to grow crystals at high temperature to produce crystalline sodium silicate, even if the molar ratio or firing temperature of SiO 2 / Na 2 O is controlled, it is difficult to obtain the desired single crystalline form and various forms. A mixture of crystals is obtained.

이러한 단점을 해결하기 위해서 미국 특허 제4,585,642호에서는 액상 규산나트륨을 건조시켜 무정형 규한나트륨을 만들고 이것을 고온에서 결정을 성장시킬 때, 생성시키고자 하는 형태의 결정을 결정핵으로서 무정형 규산나트륨 전체 100부에 대하여 무게비로 1 내지 15부가 되게 넣어서 결정화시키는 방법이 제안되었다.In order to solve this disadvantage, U.S. Patent No. 4,585,642 discloses amorphous sodium silicate by drying liquid sodium silicate, and when crystals are grown at high temperature, crystals of the form to be produced are crystallized to 100 parts of amorphous sodium silicate. A method of crystallizing by adding 1 to 15 parts by weight relative to the weight has been proposed.

그 밖의 방법으로서는, 케이, 베네케 (K. Beneke) 등의 방법(Am. Mine ralogist, 제62권, 제763페이지(1977))이 있다. 이 방법은 SiO21몰을 메탄올 100㎖에 분산시킨 후, 여기에 수산화나트륨 1몰을 용해시켜 냉각시킨 포화 수용액을 서서히 가하여 반응시키되, 온도가 상온보다 높지않게 조절하여 무정형 규산나트륨을 만든 후, 이를 적합한 온도(700℃)에서 5.5시간 가열하여 결정성 규산나트륨을 제조하였으나, 이 방법에서는 온도 조절이 복잡하다.Other methods include K. Beneke et al. (Am. Mine ralogist, Vol. 62, page 663 (1977)). In this method, 1 mol of SiO 2 is dispersed in 100 ml of methanol, and then, 1 mol of sodium hydroxide is dissolved therein, followed by the slow addition of a cooled saturated aqueous solution to react, but the temperature is controlled not to be higher than room temperature to form amorphous sodium silicate. It was heated at a suitable temperature (700 ° C.) for 5.5 hours to produce crystalline sodium silicate, but the temperature control is complicated in this method.

전술한 바와 같이, 종래의 방법에 의해 결정성 규산나트륨을 제조하는 경우에는 얻고자하는 형태의 결정을 결정핵으로서 미리 첨가하지 않으면 여러 가지 결정이 혼재된다는 단점이 있다.As described above, in the case of producing crystalline sodium silicate by a conventional method, there is a disadvantage that various crystals are mixed unless the crystal of the desired form is added as crystal nuclei in advance.

따라서, 본 발명의 목적은 결정핵의 첨가없이도 단일 형태의 규산나트륨 결정을 얻을 수 있는 결정성 규산나트륨의 개선된 제조 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an improved process for the preparation of crystalline sodium silicate, which can obtain a single form of sodium silicate crystals without the addition of nuclei.

액상 규산나트륨 내에 존재하는 산화규소 이온들의 구조와 화학종들은 SiO2/Na2O 및 H2O/Na2O몰비, 즉 알카리도와 고형분의 양에 따라 달라지고 온도에 따라서도 달라진다. 따라서, 액상 규산나트륨을 건조시키기 위해 가열하면 물이 제거되면서 용액의 농도가 단계적으로 변화되므로 생성되는 무정형 규산나트륨의 미세한 구조는 초기에 생상된 것과 그 후에 점차적으로 생성된 것이 달라질 수 있으며, 이로 인하여 단순히 전기오븐 등에서 건조시켜 얻은 무정형 규산나트륨으로 결정을 만들면 여러 가지 결정들이 혼재된 것이 얻어지는 것으로 보인다.The structure and species of silicon oxide ions present in liquid sodium silicate depend on the SiO 2 / Na 2 O and H 2 O / Na 2 O molar ratios, that is, the amount of alkalinity and solids, and also the temperature. Therefore, when heating to dry the liquid sodium silicate, the concentration of the solution is gradually changed as the water is removed, so that the fine structure of the amorphous sodium silicate produced may be different from that produced initially and gradually produced thereafter. When crystals are made of amorphous sodium silicate obtained by simply drying in an electric oven or the like, it appears that various crystals are mixed.

본 발명자들은 이러한 점에 착안하여 액상 규산나트륨을 단순 건조시키지 않고, 다음에 설명하는 바와 같이, SiO2/Na2O의 몰비가 적합하게 조정된 수용액을 만들고, 여기에 수용성 유기 용매를 가하여 무정형 규산나트륨의 침전을 만들고, 이를 건조시킨 후 고온에서 결정화시킴으로서 일정한 형태의 결정을 얻을 수 있다는 사실을 발견하였다.In view of this, the present inventors do not simply dry the liquid sodium silicate and, as described below, make an aqueous solution in which the molar ratio of SiO 2 / Na 2 O is suitably adjusted, and add a water-soluble organic solvent to the amorphous silicic acid. It has been found that some form of crystals can be obtained by making a precipitate of sodium, drying it and crystallizing at high temperatures.

본 발명의 결정성 규산나트륨의 제조 방법은 액상 규산나트륨에 고형 수산화나트륨 또는 수산화나트륨 수용액에 첨가하여 SiO2/Na2O의 몰비가 일정한 수용액을 제조하고, 이 수용액에 수용성 유기 용매를 첨가하여 무정형의 규산나트륨 침전을 생성시키고, 이 침전을 여과하여 걸러낸 후 건조시키고, 이것을 소성시키는 것으로 이루어진다.In the method for preparing crystalline sodium silicate of the present invention, an aqueous solution having a constant molar ratio of SiO 2 / Na 2 O is added to liquid sodium silicate to solid sodium hydroxide or an aqueous sodium hydroxide solution, and an aqueous solution of water-soluble organic solvent is added to the amorphous solution to be amorphous. Sodium silicate precipitate was produced, and the precipitate was filtered off, dried, and calcined.

본 발명에서는 액상 규산나트륨에 고형 수산화나트륨 또는 수산화나트륨 수용액을 가하여 SiO2/Na2O의 몰비를 조절하여 사용하므로 특정한 조성의 액상 규산나트륨이 요구되지는 않는다.In the present invention, by adding a solid sodium hydroxide or an aqueous sodium hydroxide solution to the liquid sodium silicate to adjust the molar ratio of SiO 2 / Na 2 O, liquid sodium silicate of a specific composition is not required.

본 발명의 방법에서 사용하는 액상 규산나트륨은 한국공업규격의 1종, 2종, 3종, 4종 또는 이와 유사한 조성을 갖는 것으로 SiO2/Na2O의 몰비가 2.0 내지 4.0인 것이면 어느 것이나 사용이 가능하다. 불순물들은 크게 고려하지 않아도 되지만, 철분이 0.03% 이하, 물에 녹지 않는 성분이 0.2% 이하인 것이 바람직하다. SiO2/Na2O의 몰비가 2.0인 Na2Si2O5를 제조하려면 위에서 열거한 액상 규산나트륨에 수산화나트륨을 가하여 SiO2/Na2O의 몰비를 2.0±0.2범위내로 조정하면 되며, 바람직하게는 그 몰비를 2.0±0.1범위내로 조정하는 것이 좋다. SiO2/Na2O의 몰비가 조정된 액상 규산나트륨에서 고형분의 양은 10 내지 60% 범위이다. 제한적인 사항은 아니지만, 유기 용매의 양을 고려하면 고형분의 양은 30 내지 50% 범위가 바람직하다. 이와같이 본 발명에서는 SiO2/Na2O의 몰비가 넓은 범위의 액상 규산나트륨으로 부터 출발할 수 있으며, 원하는 최종 액상 규산나트륨의 고형분의 함량에 있어서도 사용 범위가 넓으므로, SiO2/Na2O의 몰비 조정시 수산화나트륨의 고형체 또는 넓은 농도 범위의 수용액을 사용할 수 있어 조업 조건 범위가 넓은 장점을 가지고 있다. 몰비 조정을 위해 수산화나트륨을 첨가시킬 때, 온도는 특별히 조정할 필요가 없다.The liquid sodium silicate used in the method of the present invention has one, two, three, four, or similar compositions of the Korean Industrial Standards, and it can be used if the molar ratio of SiO 2 / Na 2 O is 2.0 to 4.0. It is possible. Impurities do not have to be greatly considered, but it is preferable that the iron content is 0.03% or less and the insoluble component is 0.2% or less. To prepare Na 2 Si 2 O 5 having a molar ratio of SiO 2 / Na 2 O of 2.0, sodium hydroxide may be added to the liquid sodium silicate listed above to adjust the molar ratio of SiO 2 / Na 2 O to within 2.0 ± 0.2. Preferably, the molar ratio should be adjusted within the range of 2.0 ± 0.1. The amount of solids in the liquid sodium silicate with adjusted molar ratio of SiO 2 / Na 2 O ranges from 10 to 60%. Although not limiting, the amount of solids is preferably in the range of 30 to 50% in consideration of the amount of the organic solvent. As described above, in the present invention, the molar ratio of SiO 2 / Na 2 O can be started from a wide range of liquid sodium silicate, and since the use range is wide even in the solid content of the desired final liquid sodium silicate, SiO 2 / Na 2 O When adjusting the molar ratio, it is possible to use a solid solution of sodium hydroxide or an aqueous solution of a wide concentration range, which has a wide range of operating conditions. When sodium hydroxide is added for molar ratio adjustment, the temperature does not need to be particularly adjusted.

유기 용매로서는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 디메틸설폭시드, 디메틸포름아미드 또는 아세톤 등과 같은 것을 사용할 수 있다. 가격과 성능면에서 볼 때 알코올류가 적합한데, 특히 메탄올이 가격이 싸고 회수가 용이하기 때문에 유리하다. 유기 용매 첨가시 온도는 특정한 온도 범위를 줄 필요가 없고 주변 온도 하에서 수행되면 되므로, 냉각시키거나 가열하는 등, 온도를 별도로 조절하지 않아도 된다.As the organic solvent, ones such as methanol, ethanol, propanol, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide or acetone can be used. In terms of cost and performance, alcohols are suitable, especially since methanol is inexpensive and easy to recover. When the organic solvent is added, the temperature does not need to be given a specific temperature range, but may be performed under ambient temperature, so that the temperature does not need to be adjusted separately, such as cooling or heating.

유기 용매의 양은 사용하는 용기용매에 따라 약간의 차이는 있으나, 일반적으로 물의 양에 대하여 무게비로 0.5 내지 5배, 바람직하게는 1 내지 2배를 사용하는 것이 좋다.Although the amount of the organic solvent is slightly different depending on the container solvent to be used, it is generally preferable to use 0.5 to 5 times, preferably 1 to 2 times by weight relative to the amount of water.

유기 용매를 사용하여 얻어진 무정형 규산나트륨은 수분이 건조될 수 있는 온도, 즉 100℃-300℃에서 건조시키다. 이때, 건조 속도를 증가시키기 위해서는 건조시키기 전에, 침전시킬 때 이용하였던 유기 용매를 사용하여 무정형 규산나트륨을 세척하는 것이 좋다. 건조된 무정형 규산나트륨의 수분 함량은 3 내지 25%이고, 5 내지 20% 정도가 바람직하다.The amorphous sodium silicate obtained using an organic solvent is dried at a temperature at which moisture can be dried, i.e., 100 ° C-300 ° C. At this time, in order to increase the drying rate, it is preferable to wash the amorphous sodium silicate using the organic solvent used for precipitation before drying. The moisture content of the dried amorphous sodium silicate is 3 to 25%, preferably about 5 to 20%.

종래의 방법에서와 같이 액상 규산나트륨을 단순히 건조시킨 무정형 규산나트륨은 강도가 커서 분쇄가 어려우나, 본 발명의 방법에서와 같이 유기 용매를 사용하여 침전시키고 건조시킨 무정형 규산나트륨은 종래의 단순히 건조된 것에 비하여 분쇄가 용이한 또 다른 장점을 갖고 있다.As in the conventional method, amorphous sodium silicate which is simply dried liquid sodium silicate is difficult to grind due to its high strength, but amorphous sodium silicate precipitated and dried using an organic solvent as in the method of the present invention is simply dried. Compared with another advantage that the grinding is easy.

상기 무정형 규산나트륨의 소성 온도는 600 내지 850℃이고, 소성 시간은 2 내지 60분이다.The firing temperature of the amorphous sodium silicate is 600 to 850 ° C, and the firing time is 2 to 60 minutes.

이하, 본 발명을 실시예에 따라 구체적으로 설명하겠지만, 본 발명을 이에 한정하려는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not intended to be limited thereto.

실시예 1Example 1

한국공업규격 KS M 1415의 3종 액상 규산나트륨(Na2O : 9.1%, SiO2: 28.5%) 100g을 폴리에틸렌 용기에 넣고, 40% 수산화나트륨 수용액 18.3g을 가하여 잘 혼합시켰다. 여기에 메탄올 120㎖를 첨가하고 저어주었다. 그 결과, 무정형 규산나트륨이 석출되었다. 이 침전물을 여과하여 걸러낸 후, 100℃로 가열된 전기오븐에 넣어 건조시켰다. 이것을 100mesh 이하의 알갱이로 분쇄시키고, 이와 같이 분쇄된 무정형 규산나트륨 5g을 니켈 도가니에 넣었다. 이 도가니를 전기로에 넣어, 상온에서부터 700℃까지 15℃/min의 속도로 온도를 올리고, 700℃에서 30분간 가열하였다. 그 결과, 표 1의 X선 회절 시험 결과와 같이 δ형의 구조를 갖는 Na2Si2O5가 생성되었다.100 g of three kinds of sodium silicate (Na 2 O: 9.1%, SiO 2 : 28.5%) of the Korean Industrial Standard KS M 1415 were placed in a polyethylene container, and 18.3 g of 40% sodium hydroxide aqueous solution was added and mixed well. 120 ml of methanol was added and stirred. As a result, amorphous sodium silicate precipitated. The precipitate was filtered off and placed in an electric oven heated to 100 ° C. for drying. This was pulverized into grains of 100 mesh or less, and 5 g of the amorphous sodium silicate thus pulverized was placed in a nickel crucible. The crucible was placed in an electric furnace, heated up at a rate of 15 ° C./min from normal temperature to 700 ° C., and heated at 700 ° C. for 30 minutes. As a result, Na 2 Si 2 O 5 having a δ-type structure was produced as in the X-ray diffraction test results of Table 1.

[표 1]TABLE 1

실시예 2Example 2

한국공업규격 KS M 1415의 3종 액상 규산나트륨(Na2O : 9.1%, SiO2: 28.5%) 100g을 폴리에틸렌 용기에 넣고, 40% 수산화나트륨 수용액 18.3g을 가하여 잘 혼합시켰다. 여기에 메탄올 120㎖를 첨가하고 저어주었다. 그 결과, 무정형 규산나트륨이 석출되었다. 이 침전물을 여과하여 걸러낸 후 메탄올 20㎖로 세척하였다. 이것을 100℃로 가열된 전기 오븐에 넣고 건조시켰다. 이것을 100mesh 이하의 알갱이로 분쇄시키고, 이와 같이 분쇄된 무정형 규산나트륨 5g을 니켈 도가니에 넣었다. 이 도가니를 전기로에 넣어, 500℃에서부터 700℃까지 15℃/min의 속도로 온도를 올리고, 700℃에서 30분간 가열하였다. 그 결과, δ형의 Na2Si2O5가 생성되었다.100 g of three kinds of sodium silicate (Na 2 O: 9.1%, SiO 2 : 28.5%) of the Korean Industrial Standard KS M 1415 were placed in a polyethylene container, and 18.3 g of 40% sodium hydroxide aqueous solution was added and mixed well. 120 ml of methanol was added and stirred. As a result, amorphous sodium silicate precipitated. The precipitate was filtered off and washed with 20 ml of methanol. It was placed in an electric oven heated to 100 ° C. and dried. This was pulverized into grains of 100 mesh or less, and 5 g of the amorphous sodium silicate thus pulverized was placed in a nickel crucible. The crucible was placed in an electric furnace, heated up at a rate of 15 ° C./min from 500 ° C. to 700 ° C., and heated at 700 ° C. for 30 minutes. As a result, δ-type Na 2 Si 2 O 5 was produced.

실시예 3Example 3

한국공업규격 KS M 1415의 3종 액상 규산나트륨(Na2O : 9.1%, SiO2: 28.5%) 100g을 폴리에틸렌 용기에 넣고, 고형의 수산화나트륨 7.3g을 가하여 잘 혼합시켰다. 여기에 메탄올 120㎖를 첨가하고 저어주었다. 그 결과, 무정형 규산나트륨이 석출되었다. 이 침전물을 여과하여 걸러낸 후, 100℃로 가열된 전기 오븐에 넣어 건조시켰다. 이것을 100mesh 이하의 알갱이로 분쇄시키고, 이와 같이 분쇄된 무정형 규산나트륨 5g을 니켈 도가니에 넣었다. 이 도가니를 전기로에 넣어, 상온에서부터 700℃까지 15℃/min의 속도로 온도를 올리고, 700℃에서 30분간 가열하였다. 그 결과, δ형이 Na2Si2O5가 생성되었다.100 g of three kinds of sodium silicate (Na 2 O: 9.1%, SiO 2 : 28.5%) of the Korean Industrial Standard KS M 1415 were placed in a polyethylene container, and 7.3 g of solid sodium hydroxide was added and mixed well. 120 ml of methanol was added and stirred. As a result, amorphous sodium silicate precipitated. The precipitate was filtered off and placed in an electric oven heated to 100 ° C. to dry. This was pulverized into grains of 100 mesh or less, and 5 g of the amorphous sodium silicate thus pulverized was placed in a nickel crucible. The crucible was placed in an electric furnace, heated up at a rate of 15 ° C./min from normal temperature to 700 ° C., and heated at 700 ° C. for 30 minutes. As a result, δ-type Na 2 Si 2 O 5 was produced.

실시예 4Example 4

한국공업규격 KS M 1415의 3종 액상 규산나트륨 100g을 폴리에틸렌 용기에 넣고, 고형의 수산화나트륨 7.3g을 가하여 잘 혼합시켰다. 여기에 메탄올 120㎖를 첨가하고 저어주었다. 그 결과, 무정형 규산나트륨이 석출되었다. 이 침전물을 여과하여 걸러낸 후, 100℃로 가열된 전기 오븐에 넣고 건조시켰다. 이것을 100mesh 이하의 알갱이로 분쇄시키고, 이와 같이 분쇄된 무정형 규산나트륨 5g을 니켈 도가니에 넣었다. 이 도가니를 전기로에 넣어, 500℃에서부터 700℃까지 15℃/min 속도로 온도를 올리고, 700℃에서 30분간 가열하였다. 그 결과, δ형의 Na2Si2O5가 생성되었다.100 g of three types of liquid sodium silicate of Korean Industrial Standard KS M 1415 were placed in a polyethylene container, and 7.3 g of solid sodium hydroxide was added and mixed well. 120 ml of methanol was added and stirred. As a result, amorphous sodium silicate precipitated. The precipitate was filtered off and placed in an electric oven heated to 100 ° C. and dried. This was pulverized into grains of 100 mesh or less, and 5 g of the amorphous sodium silicate thus pulverized was placed in a nickel crucible. The crucible was placed in an electric furnace, heated up at a rate of 15 ° C./min from 500 ° C. to 700 ° C., and heated at 700 ° C. for 30 minutes. As a result, δ-type Na 2 Si 2 O 5 was produced.

실시예 5Example 5

한국공업규격 KS M 1415의 3종 액상 규산나트륨 100g을 폴리에틸렌 용기에 넣고, 고형의 수산화나트륨 7.3g을 가하여 잘 혼합시켰다. 여기에 메탄올 120㎖를 첨가하고 저어주었다. 그 결과, 무정형 규산나트륨이 석출되었다. 이 침전물을 여과하여 걸러낸 후, 100℃로 가열된 전기 오븐에 넣어 건조시켰다. 이것을 100mesh 이하의 알갱이로 분쇄시키고, 이와 같이 분쇄된 무정형 규산나트륨 5g을 니켈 도가니에 넣었다. 이 도가니를 전기로에 넣어, 상온에서부터 600℃까지 15℃/min의 속도로 온도를 올리고, 600℃에서 30분간 가열하였다. 그 결과, δ형의 Na2Si2O5가 생성되었다.100 g of three types of liquid sodium silicate of Korean Industrial Standard KS M 1415 were placed in a polyethylene container, and 7.3 g of solid sodium hydroxide was added and mixed well. 120 ml of methanol was added and stirred. As a result, amorphous sodium silicate precipitated. The precipitate was filtered off and placed in an electric oven heated to 100 ° C. to dry. This was pulverized into grains of 100 mesh or less, and 5 g of the amorphous sodium silicate thus pulverized was placed in a nickel crucible. The crucible was placed in an electric furnace, heated up at a rate of 15 ° C./min from normal temperature to 600 ° C., and heated at 600 ° C. for 30 minutes. As a result, δ-type Na 2 Si 2 O 5 was produced.

실시예 6Example 6

한국공업규격 KS M 1415의 3종 액상 규산나트륨(Na2O : 9.1%, SiO2: 28.5%) 100g을 폴리에틸렌 용기에 넣고, 고형의 수산화나트륨 7.3g을 가하여 잘 혼합시켰다. 여기에 120㎖의 디메틸설폭시드를 첨가하고 저어주었다. 그 결과, 무정형 규산나트륨이 석출되었다. 이 침전물을 여과하여 걸러낸 후, 100℃로 가열된 전기 오븐에 넣고 건조시켰다. 이것을 100mesh 이하의 알갱이로 분쇄시키고, 이와 같이 분쇄된 무정형 규산나트륨 5g을 니켈 도가니에 넣었다. 이 도가니를 전기로에 넣어, 상온에서부터 700℃까지 15℃/min의 속도로 온도를 올리고, 700℃에서 30분간 가열하였다. 그 결과, δ형의 Na2Si2O5가 생성되었다.100 g of three kinds of sodium silicate (Na 2 O: 9.1%, SiO 2 : 28.5%) of the Korean Industrial Standard KS M 1415 were placed in a polyethylene container, and 7.3 g of solid sodium hydroxide was added and mixed well. 120 ml of dimethyl sulfoxide was added and stirred. As a result, amorphous sodium silicate precipitated. The precipitate was filtered off and placed in an electric oven heated to 100 ° C. and dried. This was pulverized into grains of 100 mesh or less, and 5 g of the amorphous sodium silicate thus pulverized was placed in a nickel crucible. The crucible was placed in an electric furnace, heated up at a rate of 15 ° C./min from normal temperature to 700 ° C., and heated at 700 ° C. for 30 minutes. As a result, δ-type Na 2 Si 2 O 5 was produced.

실시예 7Example 7

한국공업규격 KS M 1415의 3종 액상 규산나트륨(Na2O : 9.1%, SiO2: 28.5%) 100g을 폴리에틸렌 용기에 넣고, 고형의 수산화나트륨 7.3g을 가하여 잘 혼합시켰다. 여기에 디메틸포름아미드 120㎖를 첨가하고 저어주었다. 그 결과, 무정형 규산나트륨이 석출되었다. 이 침전물을 여과하여 걸러낸 후, 100℃로 가열된 전기 오븐에 넣어 건조시켰다. 이것을 100mesh 이하의 알갱이로 분쇄시키고, 이와 같이 분쇄된 무정형 규산나트륨 5g을 니켈 도가니에 넣었다. 이 도가니를 전기로에 넣어, 상온에서부터 700℃까지 15℃/min의 속도로 온도를 올리고, 700℃에서 30분간 가열하였다. 그 결과, δ형의 Na2Si2O5가 생성되었다.100 g of three kinds of sodium silicate (Na 2 O: 9.1%, SiO 2 : 28.5%) of the Korean Industrial Standard KS M 1415 were placed in a polyethylene container, and 7.3 g of solid sodium hydroxide was added and mixed well. 120 ml of dimethylformamide was added and stirred. As a result, amorphous sodium silicate precipitated. The precipitate was filtered off and placed in an electric oven heated to 100 ° C. to dry. This was pulverized into grains of 100 mesh or less, and 5 g of the amorphous sodium silicate thus pulverized was placed in a nickel crucible. The crucible was placed in an electric furnace, heated up at a rate of 15 ° C./min from normal temperature to 700 ° C., and heated at 700 ° C. for 30 minutes. As a result, δ-type Na 2 Si 2 O 5 was produced.

실시예 8Example 8

한국공업규격 KS M 1415의 3종 액상 규산나트륨(Na2O : 9.1%, SiO2: 28.5%) 100g을 폴리에틸렌 용기에 넣고, 여기에 고형의 수산화나트륨 7.3g을 45㎖의 물에 녹인 용액을 가하여 잘 혼합시켰다. 여기에 메탄올 40㎖를 첨가하고 저어주었다. 그 결과, 무정형 규산나트륨이 석출되었다. 이 침전물을 여과하여 걸러낸 후, 100℃로 가열된 전기 오븐에 넣어 건조시켰다. 이것을 100mesh 이하의 알갱이로 분쇄시키고, 이와 같이 분쇄된 무정형 규산나트륨 5g을 니켈 도가니에 넣었다. 이 도가니를 전기로에 넣어, 상온에서부터 700℃까지 15℃/min의 속도로 온도를 올리고, 700℃에서 30분간 가열하였다. 그 결과, δ형의 Na2Si2O5가 생성되었다.100 g of three types of liquid sodium silicate (Na 2 O: 9.1%, SiO 2 : 28.5%) of KS M 1415 were placed in a polyethylene container, and a solution of 7.3 g of solid sodium hydroxide in 45 ml of water was added thereto. And well mixed. 40 ml of methanol was added and stirred. As a result, amorphous sodium silicate precipitated. The precipitate was filtered off and placed in an electric oven heated to 100 ° C. to dry. This was pulverized into grains of 100 mesh or less, and 5 g of the amorphous sodium silicate thus pulverized was placed in a nickel crucible. The crucible was placed in an electric furnace, heated up at a rate of 15 ° C./min from normal temperature to 700 ° C., and heated at 700 ° C. for 30 minutes. As a result, δ-type Na 2 Si 2 O 5 was produced.

Claims (6)

SiO2/Na2O의 몰비가 2.0 내지 4.0인 액상 규산나트륨에 고형 수산화나트륨 또는 수산화나트륨 수용액을 가하여 고형분 함량이 10 내지 60%이고 SiO2/Na2O의 몰비가 2.0±0.2범위로 조정된 물유리 수용액을 제조하고, 이 수용액에 수용성 유리 용매를 물의 양을 기준으로 하여 0.5 내지 5배의 양으로 첨가하여 무정형의 구산나트륨 침전을 생성시킨 다음, 이 침전을 여과하여 걸러낸 후 100 내지 300℃에서 건조시키고, 이것을 600 내지 850℃에서 2 내지 60분동안 소성시키는 것을 특징으로 하는 결정성 규산나트륨의 제조방법.A solid sodium hydroxide or aqueous sodium hydroxide solution was added to liquid sodium silicate having a molar ratio of SiO 2 / Na 2 O of 2.0 to 4.0 to adjust the solid content of 10 to 60% and the molar ratio of SiO 2 / Na 2 O to 2.0 ± 0.2. A water glass aqueous solution was prepared, and an aqueous solution of a glass solvent was added to the aqueous solution in an amount of 0.5 to 5 times based on the amount of water to produce an amorphous sodium citrate precipitate, which was then filtered off and then filtered to 100 to 300 ° C. And drying it at 600 to 850 ° C. for 2 to 60 minutes to produce crystalline sodium silicate. 제1항에 있어서, 상기 유기 용매가 메탄올, 에탄올, 프로판올, 디메틸설폭시드, 디메틸포름아미드 및 아세톤으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 결정성 규산나트륨의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the organic solvent is selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide and acetone. 제1항에 있어서, 상기 물유리 수용액 중의 SiO2/Na2O의 몰비가 2.0±0.1인 것인 결정성 규산나트륨의 제조 방법.The method for producing crystalline sodium silicate according to claim 1, wherein the molar ratio of SiO 2 / Na 2 O in the water glass aqueous solution is 2.0 ± 0.1. 제1항에 있어서, 상기 물유리 수용액 중의 고형분 함량이 30 내지 50%인 것인 결정성 규산나트륨의 제조 방법.The method for producing crystalline sodium silicate according to claim 1, wherein the content of solids in the water glass aqueous solution is 30 to 50%. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유기 용매가 침전시 물의 양을 기준으로 1 내지 2배의 양으로 사용되는 것인 결정성 규산나트륨의 제조 방법.The method for preparing crystalline sodium silicate according to claim 1 or 2, wherein the organic solvent is used in an amount of 1 to 2 times based on the amount of water upon precipitation. 제1항에 있어서, 소성시키기 전에 상기 무정형 규산나트륨 침전의 수분 함량을 3 내지 25%로 조절하는 것인 결정성 규산나트륨의 제조 방법.The process for preparing crystalline sodium silicate according to claim 1, wherein the moisture content of the amorphous sodium silicate precipitate is adjusted to 3 to 25% before firing.
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