RU2042620C1

RU2042620C1 - Method of silicon dioxide producing

Info

Publication number: RU2042620C1
Application number: RU93038277A
Authority: RU
Inventors: Л.Г. Симонова; Е.Л. Михайленко; Ю.О. Булгакова; Н.В. Карасюк
Original assignee: Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН
Priority date: 1993-08-02
Filing date: 1993-08-02
Publication date: 1995-08-27

Abstract

FIELD: inorganic chemistry. SUBSTANCE: SiO₂ is precipitated by addition of sodium or potassium silicate solutions to solutions of ammonium salts of sulfuric, hydrochloric, carbonic, nitric, formic or acetic acids at the ratio of total SiO₂ adding with silicate to the total content of ammonium salt

followed by treatment of hydrogel prepared. Precipitation conditions: temperature is 35-95 C, rate is 100-270 g SiO₂/l_susp·h and additional treatment of hydrogel SiO₂ after precipitation with ammonium salt solutions taken from the order: (NH₄)₂SO₄, or NH₄Cl, or (NH₄)₂CO₃,, or NH₄HCO₃, or NH₄NO₃,, or NH₄HCO₂,, or NH₄CH₃CO₂.. EFFECT: improved method of producing. 2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к производству высокодисперсного осажденного диоксида кремния с большим объемом пор, высокой влаго- и маслоемкостью, применимого в качестве носителей катализаторов, а также наполнителей для некоторых материалов: зубных паст, резины, эластомеров и др. The invention relates to the production of fine precipitated silica with a large pore volume, high moisture and oil absorption, applicable as catalyst carriers, as well as fillers for some materials: toothpastes, rubber, elastomers, etc.

Для указанных областей применяются силикагели с рыхлой упаковкой первичных частиц в агрегатах (так называемые "открытые" структуры) с низкой насыпной плотностью (0,05-0,3 г/см³), большим объемом пор (более 1,05 см³/г), высокой влаго- и маслоемкостью (более 1,5 см³ масла/г SiО₂), низкой прочностью вторичных агрегатов. Такие свойства обеспечивают хорошее диспергирование и распределение частиц наполнителя в массе основного материала, улучшая пластические и тиксотропные свойства полупродуктов и потребительские свойства готовых изделий.Silica gels with loose packing of primary particles in aggregates (the so-called "open" structures) with a low bulk density (0.05-0.3 g / cm ³ ) and a large pore volume (more than 1.05 cm ³ / g are used) ), high moisture and oil absorption (more than 1.5 cm ³ oil / g SiO ₂ ), low strength secondary aggregates. Such properties provide good dispersion and distribution of filler particles in the bulk of the base material, improving the plastic and thixotropic properties of intermediates and consumer properties of finished products.

Рыхлая упаковка и большой объем пор силикагелевых носителей повышают термостабильность катализаторов, приготовленных на их основе, особенно в случае легкоплавкого активного компонента, например ванадиевого катализатора окисления SO₂.The loose packaging and the large pore volume of silica gel supports increase the thermal stability of the catalysts prepared on their basis, especially in the case of a low-melting active component, for example, a vanadium SO ₂ oxidation catalyst.

Открытая пористая структура характерна для аэросилов, недостатком которых является дорогостоящий пирогенный метод синтеза. Для получения высокопористых силикагелевых материалов разработаны и более дешевые методы осаждения из растворов силикатов щелочных металлов и минеральных или органических кислот с добавлением солевых коагуляторов. Заданные свойства силикагелей обеспечиваются подбором оптимальных условий синтеза. Например, известен метод получения аэросилоподобного силикагеля, включающий несколько стадий: получение первичных частиц SiO₂ при одновременном сливании растворов минеральной кислоты и силиката щелочного металла при степени нейтрализации от 20 до 55% затем флокуляция осадка солями щелочного металла (NaCl) и нейтрализация непрореагировавшего силиката избытком кислоты.An open porous structure is characteristic of aerosils, the disadvantage of which is the expensive pyrogenic synthesis method. To obtain highly porous silica gel materials, cheaper methods of precipitation from solutions of alkali metal silicates and mineral or organic acids with the addition of salt coagulators have also been developed. The desired properties of silica gels are ensured by the selection of optimal synthesis conditions. For example, there is a known method for producing aerosil-like silica gel, which includes several stages: obtaining primary particles of SiO ₂ while simultaneously pouring solutions of mineral acid and alkali metal silicate with a degree of neutralization of from 20 to 55%, then flocculation of the precipitate with alkali metal salts (NaCl) and neutralizing unreacted silicate with an excess of acid .

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения высокодисперсного гидратированного оксида кремния смешением растворов силикатов натрия или калия с концентрацией от 3 до 35 мас. SiO₂ и водных растворов аммонийных солей (NH₄Cl, (NH₄)₂SO₄, (NH₄)₂CO₃, NH₄NO₃, NH₄CH₃CО₂,
NH₄CO₂Н) с концентрацией от 5 до 40 мас. или этих же солей в сочетании с кислотами (HCl, H₂SO₄, H₂CO₃, HNO₃, HCO₂Н, СH₃CO₂H), причем отношение общего количества диоксида кремния к количеству аммонийных солей m GSiО₂/G_соли должно быть ≅2. Осаждение ведут добавлением силиката к раствору аммонийных солей или одновременным сливанием растворов в проточный реактор, затем осадок фильтруют, промывают водой до отсутствия анионов, сушат при температуре 120^оС.Closest to the proposed invention is a method for producing highly dispersed hydrated silicon oxide by mixing solutions of sodium or potassium silicates with a concentration of from 3 to 35 wt. SiO ₂ and aqueous solutions of ammonium salts (NH ₄ Cl, (NH ₄ ) ₂ SO ₄ , (NH ₄ ) ₂ CO ₃ , NH ₄ NO ₃ , NH ₄ CH ₃ CO ₂ ,
NH ₄ CO ₂ H) with a concentration of from 5 to 40 wt. or the same salts in combination with acids (HCl, H ₂ SO ₄ , H ₂ CO ₃ , HNO ₃ , HCO ₂ H, CH ₃ CO ₂ H), the ratio of the total amount of silicon dioxide to the number of ammonium salts m GSiО ₂ / G _salt should be ≅2. Deposition lead adding silicate to the solution of ammonium salts or simultaneous draining solutions in a flow reactor, then the precipitate was filtered, washed with water until free of anions, dried at a temperature of 120 ° ^C.

Недостатком описанного способа является недостаточно высокий объем пор и, следовательно, невысокая влаго- и маслоемкость получаемого силикагеля. The disadvantage of the described method is the insufficiently high pore volume and, therefore, low moisture and oil absorption of the obtained silica gel.

Задачей предлагаемого изобретения является получение высокодисперсного силикагеля с повышенными влаго- и маслоемкостью и объемом пор. The task of the invention is to obtain highly dispersed silica gel with increased moisture and oil absorption and pore volume.

Указанная задача согласно изобретению решается добавлением растворов силикатов натрия или калия с концентрацией от 3 до 33 мас. SiО₂ (предпочтительно 5-20 мас. SiО₂) к растворам аммонийных солей (NH₄)₂SO₄, (NH₄)₂CO₃, NH₄HCO₃, NH₄Cl, NH₄NO₃, NH₄HCO₂, NH₄CH₃CО₂ с концентрацией от 5 до 40 мас. (предпочтительно 5-20 мас.) при отношении общего количества образующегося SiО₂ к количеству аммонийной соли m GSiO₂/G_соли ≅2 (предпочтительно 0,9-1,7), причем осаждение проводят при 35-95^оС и скорости осаждения 100-270 г SiО₂/л_cусп˙ч, по окончании осаждения полученный гидрогель (неотфильтрованный или отфильтрованный, или отмытый водой) подвергают дополнительной обработке растворами аммонийных солей с концентрацией 5-15% Обработка состоит в суспендировании гидрогеля в водном растворе аммонийных солей серной, угольной, соляной, азотной, муравьиной или уксусной кислот при 35-95^оС, после чего неотфильтрованный, отфильтрованный или отмытый продукт сушат при 120-250^оС на распылительной сушилке или в сушильных аппаратах с неподвижным или кипящим слоем. В случае необходимости высушенный продукт размалывают на шаровых, струйных, вихревых и других мельницах. Можно использовать и невысушенный продукт.The specified problem according to the invention is solved by adding solutions of sodium or potassium silicates with a concentration of from 3 to 33 wt. SiO ₂ (preferably 5-20 wt.% SiO ₂ ) to solutions of ammonium salts (NH ₄ ) ₂ SO ₄ , (NH ₄ ) ₂ CO ₃ , NH ₄ HCO ₃ , NH ₄ Cl, NH ₄ NO ₃ , NH ₄ HCO ₂ , NH ₄ CH ₃ CO ₂ with a concentration of from 5 to 40 wt. (preferably 5-20 wt.) when the ratio of the total amount of formed SiO ₂ to the amount of ammonium salt m GSiO ₂ / G _salt ≅2 (preferably 0.9-1.7), and the deposition is carried out at 35-95 ^about C and deposition rate 100-270 g of SiO ₂ / l _{ss ·} h, after the precipitation is completed, the resulting hydrogel (unfiltered or filtered, or washed with water) is subjected to additional processing with solutions of ammonium salts with a concentration of 5-15%. The treatment consists in suspending the hydrogel in an aqueous solution of sulfuric ammonium salts, coal, hydrochloric, nitric, formic or ksusnoy acids at 35-95 ^{° C,} after which an unfiltered, filtered and washed product was dried at 120-250 ^C in a spray drier or driers with a fixed or fluidized bed. If necessary, the dried product is ground in ball, jet, vortex and other mills. You can use and not dried product.

Отличительными признаками изобретения являются совокупность оптимальных условий осаждения: температура в интервале 35-95^оС, скорость приливания силиката натрия (калия) Wпр, обеспечивающая скорость осаждения W_ос. от 100 до 270 г SiО₂/л_cусп ˙ч и проведение дополнительной обработки осадка силикагеля растворами аммонийных солей, выбранных из ряда (NH₄)₂SO₄, (NH₄)₂CO₃, NH₄HCO₃, NH₄Cl, NH₄NO₃, NH₄HCO₂, NH₄CH₃CO₂Н с концентрацией от 5 до 15 мас.The distinguishing features of the invention are set of optimal precipitation conditions: temperature in the range of 35-95 ^{° C,} the rate of pouring sodium silicate (potassium) wpr providing deposition rate W _axes. from 100 to 270 g of SiO ₂ / l _sludge and additional processing of the silica gel precipitate with solutions of ammonium salts selected from the series (NH ₄ ) ₂ SO ₄ , (NH ₄ ) ₂ CO ₃ , NH ₄ HCO ₃ , NH ₄ Cl, NH ₄ NO ₃ , NH ₄ HCO ₂ , NH ₄ CH ₃ CO ₂ H with a concentration of from 5 to 15 wt.

путем суспендирования в них неотфильтрованного, отфильтрованного или отмытого осадка диоксида кремния в течение 0,5-1 ч. by suspending in them unfiltered, filtered or washed precipitate of silicon dioxide for 0.5-1 hours

Увеличение объема пор, влаго- и маслоемкости силикагеля возможно при выполнении всех перечисленных условий. Так, проведение осаждения при температурах 35-95^оС и указанной скорости осаждения, но без дополнительной стадии обработки осадка раствором аммонийной соли снижает объем пор (пример 25). Несоблюдение оптимальной скорости или температуры осаждения при прочих указанных в изобретении условиях также снижает влагоемкость и объем пор (примеры 22-24). Таким образом, заданные свойства силикагеля формируются под воздействием совокупности оптимальных условий синтеза, приведенных в предлагаемом изобретении.An increase in pore volume, moisture and oil absorption of silica gel is possible if all of the above conditions are met. Thus, the deposition at temperatures of 35-95 ^about With and the specified deposition rate, but without the additional stage of processing the precipitate with a solution of ammonium salt reduces the pore volume (example 25). Failure to comply with the optimal deposition rate or temperature under the other conditions specified in the invention also reduces the moisture capacity and pore volume (examples 22-24). Thus, the desired properties of silica gel are formed under the influence of a combination of optimal synthesis conditions given in the present invention.

П р и м е р 1 (прототип). В реактор емкостью 200 л, снабженный мешалкой, вливают 70 л воды и прибавляют 7,5 кг хлорида аммония. После растворения приливают раствор силиката натрия, приготовленный из 30 л раствора силиката натрия с плотностью 1,375 г/см³ и 40 л воды (С 13 мас. SIО₂) так, чтобы время добавления раствора составляло 15 мин. Образующуюся суспензию гидратированного диоксида кремния фильтруют, промывают водой, и после сушки в сушильном шкафу при 120^оС осадок растирают. Размер зерен растертого порошка составляет от 0,5 до 30 мкм, величина удельной поверхности 300 м²/г, насыпная плотность 0,29 г/см³, влагоемкость 2,8 см³/г, маслоемкость 2,6 см³/г.PRI me R 1 (prototype). 70 l of water are poured into a 200 l reactor equipped with a stirrer and 7.5 kg of ammonium chloride are added. After dissolution, a sodium silicate solution is poured prepared from 30 l of a sodium silicate solution with a density of 1.375 g / cm ³ and 40 l of water (C 13 wt. SIO ₂ ) so that the time for adding the solution is 15 minutes. The resulting slurry of hydrated silica is filtered, washed with water, and dried in an oven at ¹²⁰ ° C the precipitate was triturated. The grain size of the powdered powder is from 0.5 to 30 μm, the specific surface area is 300 m ² / g, bulk density is 0.29 g / cm ³ , water capacity is 2.8 cm ³ / g, oil capacity is 2.6 cm ³ / g.

П р и м е р 2. В реактор емкостью 2 л, снабженный мешалкой, заливают 0,89 л раствора NH₄Cl c концентрацией 7 мас. (ρ= 1,026 г/см³), нагревают до 70^оС и при интенсивном перемешивании приливают 1 л раствора силиката натрия с силикатным модулем n SiО₂/Na₂O 3,3, концентрацией 9 мас. SiО₂ (100 г SiО₂/л, ρ= 1,106 г/см³), при этом m GSiО₂/GNH₄Cl 1,9. Скорость осаждения составляет W_ос. 200 г SiО₂/л_cусп˙ч, что для данного примера соответствует скорости приливания раствора силиката W_пр. 3,8 л/ч. По окончании осаждения суспензию отделяют от маточного раствора, промывают 2 л дистиллированной воды (20 л/кг SiО₂), осадок суспендируют в 1 л раствора NH₄Cl c концентрацией 5 мас. выдерживают в течение 1 ч при 70^оС и интенсивном перемешивании. Затем суспензию фильтруют, промывают 2 л дистиллированной воды и сушат на распылительной сушилке. Полученный порошок с размером частиц от 2 до 30 мкм имеет объем пор V_пор 4,1 г/см³, удельную поверхность S_уд. 450 м²/г, насыпную плотность Δ= 0,16 г/см³, влагоемкость В 4,4 см³ H₂О/гSiО₂, маслоемкость М 4,3 см³ _{дибутилфталата}/гSiО₂.PRI me R 2. In a reactor with a capacity of 2 l, equipped with a stirrer, pour 0.89 l of a solution of NH ₄ Cl with a concentration of 7 wt. (ρ = 1,026 g / cm ³ ), heated to 70 ^about C and with vigorous stirring pour 1 l of a solution of sodium silicate with a silicate module n SiO ₂ / Na ₂ O 3,3, concentration of 9 wt. SiO ₂ (100 g SiO ₂ / L, ρ = 1.106 g / cm ³ ), with m GSiO ₂ / GNH ₄ Cl 1.9. The deposition rate is W _OS. 200 g of SiO ₂ / l _cusp hr, which for this example corresponds to the pouring rate of a silicate solution W _pr. 3.8 l / h. At the end of the precipitation, the suspension is separated from the mother liquor, washed with 2 l of distilled water (20 l / kg SiO ₂ ), the precipitate is suspended in 1 l of a solution of NH ₄ Cl with a concentration of 5 wt. incubated for 1 h at 70 ^about C with vigorous stirring. Then the suspension is filtered, washed with 2 l of distilled water and dried on a spray dryer. The resulting powder with a particle size of 2 to 30 μm has a pore volume V _{pore of} 4.1 g / cm ³ , specific surface area S _beats. 450 m ² / g, bulk density Δ = 0.16 g / cm ³ , moisture capacity B 4.4 cm ³ H ₂ O / g SiO ₂ , oil absorption M 4.3 cm ³ _{dibutyl phthalate} / g SiO ₂ .

П р и м е р 3. В реактор объемом 2 л заливают 0,89 л раствора NH₄HCO₃ c концентрацией 11 мас. ( ρ= 1,038 г/см³), нагревают до 70^оС и при интенсивном перемешивании вливают 1 л раствора силиката натрия с силикатным модулем 3,3, концентрацией 9 мас. SiО₂ (100 гSiО₂/л, ρ=1,106 г/см³, при этом m 0,9. Скорость осаждения составляет 270 гSiО₂/л_cусп ˙ч (для данного примера это соответствует скорости приливания раствора силиката 5,1 л/ч). Суспензию отделяют от маточного раствора, промывают 2 л дистиллированной воды, затем осадок суспендируют в 1 л раствора NH₄HCO₃ c концентрацией 5 мас. и температурой 70^оС при интенсивном перемешивании и выдерживают в этих условиях в течение 1 ч, затем фильтруют, промывают 2 л дистиллированной воды и сушат на распылительной сушилке. Полученный порошок с размером частиц от 2 до 30 мкм имеет объем пор 4,2 см³/г, удельную поверхность 300 м²/г, насыпную плотность 0,15 г/см³, влагоемкость 4,4 см³/г и маслоемкость 4,3 см³/г.PRI me R 3. In a reactor with a volume of 2 l of 0.89 l of a solution of NH ₄ HCO ₃ with a concentration of 11 wt. (ρ = 1,038 g / cm ³ ), heated to 70 ^about C and with vigorous stirring pour 1 l of a solution of sodium silicate with silicate module 3.3, a concentration of 9 wt. SiO ₂ (100 g of SiO ₂ / l, ρ = 1.106 g / cm ³ , with m 0.9. The deposition rate is 270 g of SiO ₂ / l _cusp ˙ h (for this example, this corresponds to a silica solution pouring rate of 5.1 l / h). The slurry is separated from the mother liquor, washed with 2 liters of distilled water, the precipitate was suspended in 1 liter of solution NH ₄ HCO ₃ c 5 wt. and 70 temperature ^{° C} under vigorous stirring and kept under these conditions for 1 hour, then filtered, washed with 2 L of distilled water and dried on a spray dryer The resulting powder with a particle size of from 2 to 30 μm has a pore volume of 4.2 cm ³ / g, a specific surface area of 300 m ² / g, bulk density of 0.15 g / cm ³ , a moisture capacity of 4.4 cm ³ / g and an oil capacity of 4.3 cm ³ / g.

П р и м е р 4. Аналогичен примеру 3, отличается тем, что при обработке осадка SiО₂ аммонийной солью используют раствор NH₄HCO₃ c концентрацией 15 мас.PRI me R 4. Similar to example 3, characterized in that when processing the precipitate SiO ₂ ammonium salt using a solution of NH ₄ HCO ₃ with a concentration of 15 wt.

П р и м е р 5. Аналогичен примеру 3, отличается тем, что перед обработкой аммонийными солями суспензию SiО₂ не отделяют от маточного раствора путем фильтрации.PRI me R 5. Similar to example 3, differs in that before processing with ammonium salts, the suspension of SiO _{2 is} not separated from the mother liquor by filtration.

П р и м е р 6. Аналогичен примеру 3, отличается тем, что перед обработкой раствором аммонийной соли суспензию SiО₂ фильтруют, но не промывают водой.PRI me R 6. Similar to example 3, differs in that before processing with a solution of ammonium salt, a suspension of SiO _{2 is} filtered, but not washed with water.

П р и м е р 7. Аналогичен примеру 3, отличается тем, что после обработки аммонийной солью суспензию SiО₂ отфильтровывают, но не промывают водой.PRI me R 7. Similar to example 3, differs in that after treatment with ammonium salt, a suspension of SiO _{2 is} filtered off, but not washed with water.

П р и м е р 8. Аналогичен примеру 3, отличается тем, после обработки аммонийной солью суспензию SiО₂ не отфильтровывают.PRI me R 8. Similar to example 3, differs in that, after treatment with ammonium salt, the suspension of SiO _{2 is} not filtered.

П р и м е р 9. Аналогичен примеру 3, отличается тем, что температура осаждения силикагеля составляет 35^оC.PRI me R 9. Similar to example 3, characterized in that the deposition temperature of silica gel is 35 ^about C.

П р и м е р 10. Аналогичен примеру 3, отличается тем, что температура осаждения силикагеля составляет 95^оС.PRI me R 10. Similar to example 3, characterized in that the deposition temperature of silica gel is 95 ^about C.

П р и м е р 11. Аналогичен примеру 3, отличается тем, что скорость осаждения составляет 100 гSiО₂/л_сусп.˙ ч скорость приливания силиката 1,9 л/ч).PRI me R 11. Similar to example 3, characterized in that the deposition rate is 100 g SiO ₂ / l _susp. ˙ h silica flow rate 1.9 l / h).

П р и м е р 12. Аналогичен примеру 3, отличается тем, что концентрация используемого раствора силиката натрия составляет 5 мас. (50 гSiО₂/л). В этом случае объем раствора силиката натрия составляет 2 л и для обеспечения скорости осаждения 270 г SiО₂/л_сусп. ˙ч скорость приливания силиката составляет 15 л/ч.PRI me R 12. Similar to example 3, characterized in that the concentration of the solution of sodium silicate used is 5 wt. (50 g SiO ₂ / L). In this case, the volume of the solution of sodium silicate is 2 l and to ensure the deposition rate of 270 g of SiO ₂ / l _susp. ˙h silica flow rate is 15 l / h.

П р и м е р 13. Аналогичен примеру 3, отличается тем, что концентрация силиката натрия, используемого для осаждения силикагеля, составляет 20 мас. (250 гSiО₂/л, ρ= 1,270 г/см ³). Объем добавляемого силиката составляет 0,4 л, для обеспечения скорости осаждения 270 гSiО₂/л_сусп.˙ч скорость приливания раствора силиката натрия составляет 1,4 л/ч.PRI me R 13. Similar to example 3, characterized in that the concentration of sodium silicate used for the deposition of silica gel is 20 wt. (250 g SiO ₂ / l, ρ = 1.270 g / cm ³ ). The volume of added silicate is 0.4 l, to ensure the deposition rate of 270 g SiO ₂ / l _susp. ˙h, the flow rate of the sodium silicate solution is 1.4 l / h.

П р и м е р 14. Аналогичен примеру 3, отличается тем, что для осаждения SiО₂ используют раствор NH₄HCO₃ c концентрацией 20 мас. в количестве 0,45 л. Для обеспечения скорости осаждения 270 гSiО₂/л_cусп.˙ч скорость приливания раствора силиката составляет 3,9 л/ч.PRI me R 14. Similar to example 3, differs in that for the deposition of SiO ₂ use a solution of NH ₄ HCO ₃ with a concentration of 20 wt. in the amount of 0.45 liters. To ensure the deposition rate of 270 g SiO ₂ / l _cusp. ˙h the flow rate of the silicate solution is 3.9 l / h.

П р и м е р 15. Аналогичен примеру 3, отличается тем, что для осаждения SiО₂ используют раствор NH₄HCO₃ c концентрацией 5 мас. в количестве 1,8 л. Для обеспечения скорости осаждения 270 гSiО₂/л_cусп. ˙ч скорость приливания раствора силиката натрия составляет 7,6 л/ч.PRI me R 15. Similar to example 3, differs in that for the deposition of SiO ₂ use a solution of NH ₄ HCO ₃ with a concentration of 5 wt. in the amount of 1.8 liters. To ensure the deposition rate of 270 g SiO ₂ / l _cusp. ˙h, the flow rate of the sodium silicate solution is 7.6 l / h.

П р и м е р 16. Аналогичен примеру 3, отличается тем, что для осаждения силикагеля используют раствор аммонийной соли (NH₄)₂SO₄ c концентрацией 9,5 мас. в количестве 0,89 л, что обеспечивает отношение m 1,25.PRI me R 16. Similar to example 3, differs in that for the deposition of silica gel using a solution of ammonium salt (NH ₄ ) ₂ SO ₄ with a concentration of 9.5 wt. in an amount of 0.89 l, which provides a ratio of m 1.25.

П р и м е р 17. Аналогичен примеру 3, отличается тем, что для осаждения силикагеля используют раствор аммонийной соли NH₄NO₃ c концентрацией 11 мас. в количестве 0,89 л, что обеспечивает m 0,9.PRI me R 17. Similar to example 3, characterized in that for the deposition of silica gel using a solution of ammonium salt NH ₄ NO ₃ with a concentration of 11 wt. in the amount of 0.89 l, which provides m 0.9.

П р и м е р 18. Аналогичен примеру 3, отличается тем, что для осаждения силикагеля используют раствор аммонийной соли (NH₄)₂CO₃ c концентрацией 6 мас. в количестве 0,89 л, что обеспечивает m 1,7.PRI me R 18. Similar to example 3, differs in that for the deposition of silica gel using a solution of ammonium salt (NH ₄ ) ₂ CO ₃ with a concentration of 6 wt. in the amount of 0.89 l, which provides m 1.7.

П р и м е р 19. Аналогичен примеру 3, отличается тем, что для осаждения силикагеля используют раствор аммонийной соли NH₄CO₂Н c концентрацией 10 мас. в количестве 0,89 л, что обеспечивает m 1,12.PRI me R 19. Similar to example 3, characterized in that for the deposition of silica gel using a solution of ammonium salt NH ₄ CO ₂ N with a concentration of 10 wt. in the amount of 0.89 l, which provides m 1.12.

П р и м е р 20. Аналогичен примеру 3, отличается тем, что для осаждения силикагеля используют раствор аммонийной соли NH₄CН₃СОО с концентрацией 11 мас. в количестве 0,89 л, что обеспечивает m 0,97.PRI me R 20. Similar to example 3, characterized in that for the deposition of silica gel using a solution of ammonium salt NH ₄ CH ₃ COO with a concentration of 11 wt. in the amount of 0.89 l, which provides m of 0.97.

П р и м е р 21. Аналогичен примеру 3, отличается тем, что для осаждения силикагеля используют раствор силиката калия с концентрацией 9 мас. (100 гSiО₂/л).PRI me R 21. Similar to example 3, differs in that for the deposition of silica gel using a solution of potassium silicate with a concentration of 9 wt. (100 g SiO ₂ / L).

П р и м е р 22. Аналогичен примеру 3, отличается тем, что скорость осаждения составляет 63 гSiО₂/л_сусп. ˙ч, при этом скорость приливания раствора силиката натрия составляет 1,05 л/ч.PRI me R 22. Similar to example 3, characterized in that the deposition rate is 63 g of SiO ₂ / l _susp. ˙h, while the flow rate of the sodium silicate solution is 1.05 l / h.

П р и м е р 23. Аналогичен примеру 3, отличается тем, что скорость осаждения составляет 585 гSiО₂/л_cусп.˙ч, при этом скорость приливания раствора силиката натрия составляет 8,9 л/ч.PRI me R 23. Similar to example 3, characterized in that the deposition rate is 585 g SiO ₂ / l _cusp. ˙h, while the flow rate of the sodium silicate solution is 8.9 l / h.

П р и м е р 24. Аналогичен примеру 10, отличается тем, что температура осаждения составляет 20^оС.PRI me R 24. Similar to example 10, characterized in that the deposition temperature is 20 ^about C.

П р и м е р 25. Аналогичен примеру 3, отличается тем, что отсутствует стадия дополнительной обработки осадка SiО₂ раствором аммонийной соли. После окончания осаждения суспензию фильтруют, промывают водой до отсутствия ионов СО₃ ^2- в промывных водах.PRI me R 25. Similar to example 3, differs in that there is no stage of additional processing of the precipitate SiO ₂ with a solution of ammonium salt. After the precipitation is completed, the suspension is filtered, washed with water until there are no CO ₃ ^2- ions in the wash water.

Свойства диоксида кремния, полученного согласно примерам 1-25, представлены в таблице. The properties of silicon dioxide obtained according to examples 1-25 are presented in the table.

Одним из отличительных признаков предлагаемого изобретения является скорость осаждения силикагеля, которую рассчитывают по формуле как количество силикагеля, подаваемого в единицу реакционного объема в единицу времени
W_ос. GSiО₂/V_сусп.˙τ,[ гSiО₂/л_cусп. ˙ч]
где GSiО₂ общее количество диоксида кремния, подаваемого в реакционный объем с раствором силиката, г SiО₂;
τ- время приливания раствора силиката, ч;
V_сусп. общий объем суспензии, получаемый при добавлении силиката к раствору аммонийной соли, л).One of the distinguishing features of the present invention is the deposition rate of silica gel, which is calculated by the formula as the amount of silica gel supplied per unit of reaction volume per unit time
W _os. GSiO ₂ / V _susp. ˙τ, [g SiO ₂ / l _cusp. ˙h]
where GSiO _{2 the} total amount of silicon dioxide supplied to the reaction volume with a solution of silicate, g SiO ₂ ;
τ is the silica solution pouring time, h;
V _susp. the total volume of suspension obtained by adding silicate to a solution of ammonium salt, l).

В отличие от часто применяемой в научно-технической литературе скорости приливания W_пр. вышеуказанная формула позволяет рассчитывать и сопоставлять скорость осаждения силикагеля при изменении концентрации или объемов используемых растворов. Это очень существенно для обеспечения постоянных условий осаждения, например, при масштабном переходе на промышленное оборудование. Из таблицы видно, что при изменении концентрации и объемов растворов одинаковая скорость осаждения обеспечивается при различающейся скорости приливания растворов силиката щелочного металла.Unlike commonly used in scientific literature pouring speed W _ave. Above formula allows to calculate and compare the rate of precipitation of silica by varying the concentration or volume of the solutions used. This is very important to ensure constant deposition conditions, for example, with a large-scale transition to industrial equipment. The table shows that when changing the concentration and volume of the solutions, the same deposition rate is ensured at a different rate of flow of alkali metal silicate solutions.

В прототипе скорость осаждения не указана. In the prototype, the deposition rate is not indicated.

Образцы диоксида кремния, полученные в примерах 1-25, характеризовали величиной удельной поверхности S_уд., м²/г, измеренной методом БЭТ по тепловой десорбции аргона, величиной влаго- и маслоемкости, насыпной плотностью и общим объемом пор, полученным из данных порометрии.Samples of silicon dioxide obtained in examples 1-25, characterized by the specific surface area S _beats. , m ² / g, measured by the BET method for thermal desorption of argon, the value of moisture and oil absorption, bulk density and total pore volume obtained from porosimetry data.

Влагоемкость В, см³H₂О/г SiO₂, и маслоемкость М, см³ _масла/гSiО₂, определяли известным методом, измеряя соответственно объем воды и масла, растительного или дибутилфталата, поглощаемого навеской порошкообразного силикагеля до момента появления на поверхности образующейся пасты тонкой пленки воды или масла.The moisture capacity of B, cm ³ H ₂ O / g SiO ₂ , and the oil capacity of M, cm ³ _oil / g SiO ₂ , were determined by the known method, respectively measuring the volume of water and oil, vegetable or dibutyl phthalate absorbed by a weighed portion of silica gel until the resulting paste forms on the surface a thin film of water or oil.

Насыпную плотность Δ,г/см³, определяли по общепринятой методике, измеряя объем, занимаемый навеской порошка силикагеля при свободной засыпке в мерный цилиндр при условии Dцилиндра ≥8D частиц SiО₂.The bulk density Δ, g / cm ³ , was determined by the generally accepted method, measuring the volume occupied by a suspension of silica gel powder with free filling in a graduated cylinder under the condition of a D cylinder ≥8D SiO ₂ particles.

Из данных, приведенных в таблице видно, что образцы, полученные согласно предлагаемому изобретению, имеют высокую удельную поверхность 190-450 м²/г, большой объем пор 2,7-4,2 см³/г, высокую влагоемкость 2,8-4,4 см³/г и маслоемкость 2,8-4,3 см³/г. Дополнительным свидетельством высокой пористости этих образцов является низкая насыпная плотность 0,15-0,25 г/см³.From the data given in the table shows that the samples obtained according to the invention have a high specific surface area of 190-450 m ² / g, a large pore volume of 2.7-4.2 cm ³ / g, high moisture capacity of 2.8-4 , 4 cm ³ / g and oil absorption of 2.8-4.3 cm ³ / g Additional evidence of the high porosity of these samples is a low bulk density of 0.15-0.25 g / cm ³ .

Описанные в прототипе образцы имеют большую насыпную плотность (0,29-0,36 г/см³) и отличаются меньшим объемом пор, влаго- и маслоемкостью (пример 1).The samples described in the prototype have a greater bulk density (0.29-0.36 g / cm ³ ) and are characterized by a smaller pore volume, moisture and oil absorption (example 1).

Примеры 22-25 показывают снижение пористости у образцов, приготовленных за пределами указанного в изобретении интервала условий синтеза. Examples 22-25 show a decrease in porosity in samples prepared outside the range of synthesis conditions specified in the invention.

Claims

1. METHOD FOR PRODUCING SILICON DIOXIDE, comprising adding a solution of sodium silicate or potassium with a concentration of 3 to 35 wt. by SiO ₂ to a solution of sulfate, or carbonate, or bicarbonate, or chloride, or ammonium nitrate, or formic acid, or ammonium acetate, concentration of 5 to 40 wt. when the ratio of the total amount of SiO ₂ added with silicate to the amount of ammonium salt is not more than 2 with the precipitation of a hydrogel suspension, characterized in that the addition is carried out at 35 95 ^o C, providing a deposition rate of 100 270 g of SiO ₂ / L suspension in 1 h, and the precipitated silica hydrogel is subjected to an additional treatment with a solution of sulfate, or carbonate, or bicarbonate, or chloride, or ammonium nitrate, or ammonium formate or ammonium acetate concentration of 5 to 15 wt.

2. The method according to claim 1, characterized in that the additional processing is carried out by suspension of unfiltered, or filtered, or washed silica hydrogel in a solution of ammonium salt at 35 95 ^o C, followed by drying of unfiltered, or filtered, or washed product.