RU2091304C1 - Способ получения волластонита - Google Patents
Способ получения волластонита Download PDFInfo
- Publication number
- RU2091304C1 RU2091304C1 RU96101391A RU96101391A RU2091304C1 RU 2091304 C1 RU2091304 C1 RU 2091304C1 RU 96101391 A RU96101391 A RU 96101391A RU 96101391 A RU96101391 A RU 96101391A RU 2091304 C1 RU2091304 C1 RU 2091304C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sio
- ratio
- wollastonite
- cao
- granules
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Fertilizers (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения синтетического волластонита, применяемого в качестве наполнителя для производства фрикционных материалов, керамики, красок, бумаги, пластмасс, резинотехнических изделий. Сущность способа заключается в плавлении смеси отходов производства фосфорных удобрений и фтористого алюминия или кварцевого песка в присутствии серы, углерода, сульфата цинка, фосфата кальция при соотношении CaO/SiO2, равном 0,9/1; C/SiO2, равном 0,10 - 0,14/1; S/SiO2, равном 0,1 - 0,2/1; P2O5/SiO2, равном 0,05 - 0,06/1; ZnO/SiO2, равном 0,02 - 0,04/1, резком охлаждении расплава и термической обработке гранул в окислительной среде при 830 - 920oC в течение 80-90 мин. Способ позволяет получить игольчатый волластонит с длиной иголок 250 - 300 мкм, характеристическим соотношением l/d > 30 и выходом 96-97%. 1 з.п. ф-лы, 6 табл.
Description
Изобретение относится к производству синтетического игольчатого волластонита с характеристическим отношением длины кристалла к диаметру l/d больше 20, применяемого в качестве наполнителя при производстве высокоэффективных фракционных материалов, керамики, пигментов, целлюлозных и резинотехнических изделий.
Известен способ получения волластонита из фосфорных шлаков, включающий плавление фосфорного шлака, резкое охлаждение расплава в воде и термическую обработку гранул при температуре 1150-1200oC в окислительной атмосфере. Выход кристаллического волластонита, в основном таблитчатой структуры не превышает 85% [1]
Недостаткам способа являются высокая температура обработки гранул, низкий выход волластонита и таблитчатость структуры кристаллов волластонита.
Недостаткам способа являются высокая температура обработки гранул, низкий выход волластонита и таблитчатость структуры кристаллов волластонита.
Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является получение волластонита игольчатой структуры, а также уменьшение температуры термообработки гранул, что снижает энергоемкость процесса.
Результат достигается тем, что в способе получения волластонита, включающем плавление смеси из SiO2- и CaO- содержащих компонентов с добавками, резкое охлаждение расплава и термическую содержащего компонента используют кварцевый песок или отходы производства фтористого алюминия, в качестве CaO- содержащего компоненты применяют отходы производства фосфорных удобрений, плавку ведут в присутствии серы, углерода, сульфата цинка, фосфата кальция при соотношении в шихте CaO/SiO2, равном 0,9/1; C/SiO2, равном 0,10-0,14/1; S/SiO2, равном 0,1-0,2/1; P2O5/SiO2, равном 0,05-0,06/1; ZnO/SiO2, равном 0,02-0,04/1. Термическую обработку гранул осуществляют при температуре 830-920oC в течение 80-90 мин.
Предлагаемый способ позволяет получить игольчатый волластонит с длиной иголок 250-300 мкм, характеристическим соотношением l/d>30 и выходом 96-97% термообработку гранул проводить в одну стадию, а также снизить время и температуру термической обработки гранул.
Введение серы и углерода в шихту в соотношении C/SiO2=0,1-0,14/1; S/SiO2= 0,1-0,15/1 создают условия для получения максимального количества кристаллической фазы игольчатого волластонита. Так при соотношении в шихте C/SiO2 и S/SiO2 меньше соответственно 0,1-0,14/1 и 0,1-0,15/1 остаточное содержание S2-в расплаве становится таковым, что снижается выход и длина кристаллов игольчатого волластонита, а при соотношении C/SiO2>0,14/1 и S/SiO2>0,2/1, кристаллизация становится самопроизвольной, что сказывается прежде всего на фазовом составе и количество игольчатого волластонита снижается.
Кроме того введение серы и углерода обеспечивает более глубокую диссоциацию фосфогипса и позволяет снизить температуру в реакционной зоне печи до 1250oC. Эффективность такого технологического решения определяется тем, что условия силикатообразования близки к условиям сульфидообразования. При этом пары элементарной серы, газообразные сульфиды CaS и CS2 повышают концентрацию сернистого ангидрида в газовой фазе и увеличивают скорость разложения фосфогипса за счет выделения тепла при реакции горения, повышают температуру в реакционной зоне печи, обеспечивая тем самым снижение энергозатрат на получение силикатной массы нужного состава.
Введение фосфата кальция в шихту в соотношении P2O5/SiO2, равном 0,05-0,06/1 позволяет не менять характера фазовых превращений при кристаллизации игольчатого волластонита, но сдвигает процесс кристаллизации в более низкотемпературную область, обеспечивает снижение температуры термообработки гранул.
При соотношение P2O5/SiO2<0,05/1 в шихте и температуре кристаллизации 900oC выход и длина кристаллов игольчатого волластонита снижается. Соотношение P2O5/SiO2 > 0,06/1 не сказывается на технологических параметрах процесса.
Введение сульфата цинка при соотношении в шихте ZnO/SiO2 меньше 0,02/1, не оказывает каталического воздействия на процессе кристаллизации игольчатого волластонита, длина кристаллов волластонита не превышает 100 мкм, а выход снижается до 80% Введение сульфата цинка при соотношении в шихте ZnO/SiO2, равном 0,02-0,04/1 способствует кристаллизации игольчатого волластонита с длиной игл 300 мкм.
Введение сульфата цинка в шихту при соотношении ZnO/SiO2 больше 0,03/1 не влияет на характеристику готовой продукции.
Примеры осуществления способа.
Исходными материалами для получения волластонита служили:
отход производства фосфорных удобрений следующего состава, мас. CaO= 39-41; SiO2=0,11-0,65; SO2=52-55; Na2O=0,2; P2O5=0,8-2,0; F=0,2-0,6; Al2O3= 0,1-0,23; Fe2O3=0,1-0,25; SrO=1,6-2,1;
отход производства фтористого алюминия следующего состава,
SiO2=80; F=5-8; Al2O3=3-8; п.п.п.4-12;
угольная пыль техническая;
сера элементарная техническая;
сульфат цинка технический;
фосфат кальция технический.
отход производства фосфорных удобрений следующего состава, мас. CaO= 39-41; SiO2=0,11-0,65; SO2=52-55; Na2O=0,2; P2O5=0,8-2,0; F=0,2-0,6; Al2O3= 0,1-0,23; Fe2O3=0,1-0,25; SrO=1,6-2,1;
отход производства фтористого алюминия следующего состава,
SiO2=80; F=5-8; Al2O3=3-8; п.п.п.4-12;
угольная пыль техническая;
сера элементарная техническая;
сульфат цинка технический;
фосфат кальция технический.
Пример 1 (оп. 1, табл. 1).
В алундовый тигель помещают 100 г шихты, содержащей отходы производства фосфорных удобрений, отходы производства фтористого алюминия, угольную пыль, серу, фосфат кальция и сульфат цинка при соотношении CaO/SiO2, равном 0,9/1,0; C/SiO2, равном 0,06/1,0; S/SiO2, равным 0,2/1; ZnO/SiO2, равном 0,04/1,0; P5O3/SiO2, равном 0,06/1,0.
Плавку осуществляют в муфельной печи при температуре 1250oC в течение одного часа. Полученный силикатный расплав резко охлаждают в воде и подвергают термической обработке (кристаллизации) в одну стадию при температуре 900oC в течение 1,5 часов.
Пример 2 (оп. 2-4, табл. 1).
По схеме, описанной в примере 1, соотношение углерода к оксиду кремния соответственно составляло 0,1/1; 0,14/1; 0,2/1.
Пример 3 (оп. 5-11, табл. 2).
По схеме, описанной в примере 1, соотношение углерода к оксиду кремния составляло 0,14/1, а серы к оксиду кремния соответственно 0/1; 0,05/1; 0,1/1; 0,15/1; 0,2/1; 0,25/1; 0,3/1.
Пример 4 (оп. 12-16, табл. 3).
По схеме, описанной в примере 1, соотношение содержания углерода к оксиду кремния составляет 0,14/1, серы 0,15/1, а добавки фосфата кальция осуществляются до соотношения в шихте 0,04/1; 0,045/1; 0,05/1; 0,055/1; 0,06/1.
Пример 5 (оп. 17-21, табл. 4).
По схеме, описанной в примере 1, соотношение содержаний C, S, P2O5 и ZnO к оксиду кремния составляет:
угольной пыли 0,14/1,
элементарной серы 0,15/1,
остаточной P2O5 0,06/1,
сульфата цинка 0,005/1; 0,01/1; 0,02/1; 0,03/1; 0,04/1.
угольной пыли 0,14/1,
элементарной серы 0,15/1,
остаточной P2O5 0,06/1,
сульфата цинка 0,005/1; 0,01/1; 0,02/1; 0,03/1; 0,04/1.
Пример 6 (оп. 22-25, табл. 5).
По схеме, описанной в примере 5 (оп. 19), продолжительность кристаллизации (термообработка гранул) составляла 60, 80, 90, 100 мин.
Пример 7 (оп. 26-30, табл. 6).
По схеме, описанной в примере 6 (оп. 24), температура кристаллизации составляла, град. C: 830, 860, 890, 920, 950.
Пример 8.
Исходными материалами для получения волластонита служили:
отход производства фосфорных удобрений состава, CaO=39-41; Na2O=0,2; SiO2= 0,11-0,65; SO2= 52-55; P2O5=0,8-2,0; F=0,2-0,6; Al2O3=0,1-0,23; Fe2O3= 0,1-0,25; SrO=1,6-2,1.
отход производства фосфорных удобрений состава, CaO=39-41; Na2O=0,2; SiO2= 0,11-0,65; SO2= 52-55; P2O5=0,8-2,0; F=0,2-0,6; Al2O3=0,1-0,23; Fe2O3= 0,1-0,25; SrO=1,6-2,1.
песок состава: SiO2=98,81; Fe2O3=0,132; ппп=1,058, при соотношении: CaO/SiO2, равном 0,9/1; C/SiO2, равном 0,14/1; S/SiO2, равном 0,15/1; ZnO/SiO2, равном 0,02/1; P2O5/SiO2, равном 0,06/1.
Плавку осуществляют в алундовых тиглях в муфельной печи при температуре 1300oC в течение 1 ч. Полученный силикатный расплав резко охлаждают и подвергают термической обработке (кристаллизации) при температуре 900oC в течение 1,5 ч. В результате получают волластонит игольчатой структуры с выходом 97 и длиной волокон 295 мкм.
Полученные продукты в примерах 1-8 изучали рентгенографическим и кристаллооптическим методами. Во всех продуктах присутствует низкотемпературная форма волластонита игольчатой структуры.
Claims (2)
1. Способ получения волластонита, включающий плавку смеси из SiO2- и CaO-содержащих компонентов, резкое охлаждение расплава и термическую обработку гранул в оксилительной атмосфере, отличающийся тем, что в качестве SiO2-содержащего компонента используют отходы производства фтористого алюминия или кварцевый песок, а в качестве CaO-содержащего компонента отходы производства фосфорных удобрений, при этом плавку ведут в присутствии серы, углерода, фосфата кальция и сульфата цинка, а термическую обработку гранул осуществляют при 830 920oС в течение 80 90 мин.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что плавку проводят при соотношении компонентов в смеси C SiO2 0,1 0,14 1; S SiO2 0,1 - 0,2 1; ZnO SiO2 0,02 0,04 1; P2O5 SiO2 0,05 0,06 1; CaO SiO2 0,9 1.3
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96101391A RU2091304C1 (ru) | 1996-01-23 | 1996-01-23 | Способ получения волластонита |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96101391A RU2091304C1 (ru) | 1996-01-23 | 1996-01-23 | Способ получения волластонита |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2091304C1 true RU2091304C1 (ru) | 1997-09-27 |
RU96101391A RU96101391A (ru) | 1997-10-27 |
Family
ID=20176095
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96101391A RU2091304C1 (ru) | 1996-01-23 | 1996-01-23 | Способ получения волластонита |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2091304C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011081545A1 (en) * | 2009-12-30 | 2011-07-07 | Schlumberger Canada Limited | Hydraulic fracturing proppant containing inorganic fibers |
RU2774231C1 (ru) * | 2021-11-24 | 2022-06-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Торговый Дом "ФАРМАКС" | Синтетический волластонит и способ его получения |
-
1996
- 1996-01-23 RU RU96101391A patent/RU2091304C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент США N 4165991, кл. C 04 B 35/04, 1979. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011081545A1 (en) * | 2009-12-30 | 2011-07-07 | Schlumberger Canada Limited | Hydraulic fracturing proppant containing inorganic fibers |
US9382468B2 (en) | 2009-12-30 | 2016-07-05 | Schlumberger Technology Corporation | Hydraulic fracturing proppant containing inorganic fibers |
RU2774231C1 (ru) * | 2021-11-24 | 2022-06-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Торговый Дом "ФАРМАКС" | Синтетический волластонит и способ его получения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2091304C1 (ru) | Способ получения волластонита | |
EP0826630B1 (en) | Method of producing synthethic silicates and use thereof in glass production | |
US4377563A (en) | Method of preparing silicon carbide | |
JP2008540303A (ja) | 改善されたガス放出をともなうフッ化物結晶の成長のための出発物質の合成 | |
US4414190A (en) | Method of preparing silicon nitride | |
FI69442B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av magnesiumnitrathexahydrat | |
JPH0647446B2 (ja) | 窒化ホウ素の製造法 | |
JP3647079B2 (ja) | 六方晶窒化ほう素粉末の製造方法 | |
RU2089527C1 (ru) | Способ получения волластонита | |
JPH0535084B2 (ru) | ||
US4127643A (en) | Preparation of pigmentary chromic oxide | |
Gorokhovskii et al. | Production of glass ceramics as a method for comprehensive utilization of chemical industry waste | |
SU812716A1 (ru) | Способ получени хлорида кальци ,иНгибиРОВАННОгО АзОТСОдЕРжАщиМ COE-диНЕНиЕМ КАльци | |
RU2180890C1 (ru) | Способ получения высококонденсированного полифосфата аммония | |
US1893047A (en) | Refined magnesia product from mineral sources of magnesia and process of making same | |
US4557909A (en) | Method to improve acidulation quality of North Carolina phosphate rock | |
CA1040385A (en) | Large particle hexagonal boron nitride | |
SU899456A1 (ru) | Способ получени двуокиси серы и извести | |
JPH066487B2 (ja) | フライアッシュよリ高品質ゼオライトを製造する方法 | |
US4366257A (en) | Process for producing a calcia clinker | |
JPS594398B2 (ja) | カンコウセイカリヒリヨウノセイゾウホウホウ | |
US1123585A (en) | Double-nitrid composition of matter. | |
JP3852790B2 (ja) | 酸化物セラミックスの製造方法 | |
SU1279961A1 (ru) | Состав дл синтеза анортита | |
SU1222643A1 (ru) | Шихта дл получени бариевого хрустал |