RU2181105C1 - Синтетический волластонит и способ его получения - Google Patents
Синтетический волластонит и способ его получения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2181105C1 RU2181105C1 RU2000122812/12A RU2000122812A RU2181105C1 RU 2181105 C1 RU2181105 C1 RU 2181105C1 RU 2000122812/12 A RU2000122812/12 A RU 2000122812/12A RU 2000122812 A RU2000122812 A RU 2000122812A RU 2181105 C1 RU2181105 C1 RU 2181105C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- calcium
- wollastonite
- calcium oxide
- oxide
- mixture
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии получения силикатов, используемых в качестве модифицирующих наполнителей композиционных материалов химической промышленности (лаков, красок, резины и т.д.), а также в виде эффективного заменителя природных облицовочных камней. Сущность изобретения заключается в синтетическом волластоните, включающем следующие ингредиенты, мас.%: SiO2 60,0-66,0; CaO 27,2-33,4; Na2O 5,5-6,5; Al2O3 0,1-0,3, а также в способе, заключающемся в приготовлении шихты из оксида кремния и компонентов, содержащих карбонат натрия и оксид кальция, в качестве которого используют отходы со стадии сепарации производства карбида кальция, представленные смесью карбоната кальция, оксида кальция и гидрооксида кальция в пропорции 38:11:2. Приготовленную шихту расплавляют при температуре 1380-1390oС в течение 1,0-1,5 ч, расплав формуют, после чего кристаллизуют его при температуре 1050-1070oС в течение 15-20 мин. Результатом изобретения является интенсификация процесса, а также удешевление материала. Полученный продукт имеет стабильную модификацию волластонита игольчатого габитуса. 2 с.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к технологии получения силикатов, которые широко используются в качестве модифицирующих наполнителей композиционных материалов химической промышленности, глазури, стеновой керамики, вспененной керамики, цементов, бумаги, в электро- и радиотехнике, а также в виде эффективного заменителя природных облицовочных камней.
Известны составы синтетического волластонита, получаемые из смеси мела, кварцевого песка, сподумена и полевого шпата (а.с. СССР 525645, С 04 В 35/14); из смеси мела и монтмориллонитовой глины (а.с. СССР 577194, С 04 В 33/00); из смеси трепела и мела (а.с. СССР 480676), из смеси белитового шлама, трепела, гидрата метасиликата натрия (а.с. СССР 694480 С 04 В 35/14); из смеси диоксида кремния и извести или известняка (патент Великобритании 1296409); из шлака фосфорного производства (патент Франции 1586057).
Недостатками указанных аналогов являются, низкий выход целевого продукта; длительность и многоступенчатость подготовки исходных компонентов к синтезу (измельчение мокрым способом, обезвоживание), а также высокая энергоемкость и сложность процессов синтеза (гидротермальная обработка или пропаривание шихты перед кристаллизацией), наконец, использование токсичных минерализаторов.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является синтетический волластонит (а.с. СССР 528861), который как и заявленный содержит небольшое количество примесей в пересчете на окислы натрия и алюминия (выбран за прототип).
Недостатком известного изобретения является низкий выход целевого продукта, а также то, что в конечном продукте преобладает метастабильная модификация волластонита, имеющая узкий спектр практического использования.
Задачей изобретения является интенсификация процесса получения стабильной модификации волластонита игольчатого габитуса за счет нового соотношения ингредиентов и удешевление материала благодаря возможности использования дешевых промышленных отходов.
Поставленная задача решается тем, что конечный продукт содержит химические ингредиенты в следующем соотношении, мас. %: SiO2 60,0-66,0, CaO 27,2-33,4, Na2O 5,5-6,5 с добавкой А12O3 в количестве 0,1-0,3. Волластонит получают, приготовляя шихту, состоящую из оксида кремния и компонентов, содержащих оксид кальция и карбонат натрия, которую расплавляют и кристаллизуют (а.с. СССР 1331827, С 01 В 33/24, 1986, опубл. БИ 31, 1987 г., прототип). В качестве одного из основных компонентов целесообразно использовать промышленные отходы со стадии сепарации производства карбида кальция, представленные смесью карбоната кальция, оксида кальция и гидрооксида кальция. Упомянутые производные кальция обычно содержатся в отходах в пропорции 38: 11: 2 либо легко могут быть доведены до указанного соотношения, например при изменении технологии получения карбида кальция. Количество добавляемых отходов составляет 0,7-0,9 от оксида кремния (представленного, например, кварцевым песком). Третий необходимый компонент кальцинированная сода или щелочесодержащие промышленные отходы в количестве 0,09-0,11 (в пересчете на карбонат натрия) от суммы двух первых. Оптимальным режимом расплавления указанной шихты является температура 1380-1390oС в течение 1,0-1,5 ч, расплав формуют, после чего кристаллизуют в одну стадию при температуре 1050-1070oС в течение 15-20 мин.
Эксперименты по изучению кинетики кристаллизации волластонита показали, что при оптимальных технологических параметрах скорость роста кристаллов составляет 12-14 мм/ч. Специальные исследования прозрачных петрографических шлифов, проведенные в лабораторных условиях, показывают, что в конечных продуктах совершенно отсутствуют реликты стекла. Кристаллическая фаза представлена стабильной полиморфной модификацией (β -волластонитом). Его игольчатые кристаллы от 3,0 до 5,3 мм длиной растут по правилу ортотропизма, т. е. перпендикулярно всем поверхностям, и формируют сноповидные агрегаты до 15,5 мм длиной, что весьма существенно для дальнейшей переработки и многих областей применения получаемого волластонита.
Использование химических составов при соотношениях, выходящих за пределы заявляемых границ, не дает ожидаемого эффекта. Это происходит из-за образования других, более основных силикатов кальция, например ларнита, ранкинита, шенонита или метастабильных полиморфов волластонита, а также потому, что не достигается полная степень кристаллизации в силу высокой вязкости систем.
Оптимальность предлагаемого состава подтверждается тем, что использование выбранных температурно-временных параметров синтеза обеспечивает более низкие энергозатраты и снижение стоимости конечного продукта. Предлагаемый состав обеспечивает более выгодные температурно-временные параметры процесса и уменьшение времени стадии плавления примерно на 0,5 часа с соответствующим уменьшением энергозатрат.
Для экспериментальной проверки заявляемого вещества были приготовлены семь смесей ингредиентов (см. таблицу).
В каждом из приведенных примеров ингредиенты перемешивают и расплавляют. Полученный гомогенный расплав формуют, помещают в кристаллизатор и кристаллизуют.
В описанном способе получения синтетического волластонита используются новые технологические параметры основных стадий - плавления и кристаллизации, а именно стадию плавления проводят при температуре 1380-1390oС в течение 1,0-1,5 ч, а стадию кристаллизации осуществляют при температуре 1050-1070oС в течение 15-20 мин.
По данным рентгенофазового анализа, полученный при заявленных режимах материал не содержит стекла и на 100% представлен стабильной полиморфной модификацией - игольчатым β -волластонитом.
Сопоставительный анализ представленных в таблице примеров свидетельствует о том, что составы 6 и 7 не реализуют требуемый технический результат, потому что вместо одной требуемой фазы β -волластонита в них появляется или ранкинит в ассоциации с α-волластонитом, или α -волластонит с реликтовым стеклом.
Применение состава и способа получения β -волластонита позволяет упростить технологию, уменьшить на 50-60oС температуру плавления, что снижает технологические энергозатраты и удешевляет готовую продукцию.
Материал, полученный предложенным способом, имеет яркий белый цвет (яркость 91-93%) и диспергируется как сухим, так и мокрым способом с получением тонкодисперсных порошков, соответствующих международным сортам Р-4 (наполнитель для лакокрасочных материалов, разбавитель пигментов) и Р-1 (наполнитель пластмасс).
Claims (1)
1. Синтетический волластонит, включающий SiO2, CaO, Na2O, Al2O3, отличающийся тем, что он содержит указанные ингредиенты в следующем соотношении, мас. %:
SiO2 - 60,0 - 66,0
CaO - 27,2 - 33,4
Na2O - 5,5 - 6,5
Al2O3 - 0,1 - 0,3
2. Способ получения синтетического волластонита, включающий приготовление шихты, состоящей из оксида кремния и компонентов, содержащих оксид кальция и карбонат натрия, расплавление шихты и кристаллизацию, отличающийся тем, что в качестве компонента, содержащего оксид кальция, используют промышленные отходы со стадии сепарации производства карбида кальция, представленные смесью карбоната кальция, оксида кальция и гидрооксида кальция в пропорции 38: 11: 2, расплавление шихты ведут при температуре 1380-1390oС в течение 1,0-1,5 ч, после чего расплав формуют, а кристаллизацию осуществляют при температуре 1050-1070oС в течение 15-20 мин.
SiO2 - 60,0 - 66,0
CaO - 27,2 - 33,4
Na2O - 5,5 - 6,5
Al2O3 - 0,1 - 0,3
2. Способ получения синтетического волластонита, включающий приготовление шихты, состоящей из оксида кремния и компонентов, содержащих оксид кальция и карбонат натрия, расплавление шихты и кристаллизацию, отличающийся тем, что в качестве компонента, содержащего оксид кальция, используют промышленные отходы со стадии сепарации производства карбида кальция, представленные смесью карбоната кальция, оксида кальция и гидрооксида кальция в пропорции 38: 11: 2, расплавление шихты ведут при температуре 1380-1390oС в течение 1,0-1,5 ч, после чего расплав формуют, а кристаллизацию осуществляют при температуре 1050-1070oС в течение 15-20 мин.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000122812/12A RU2181105C1 (ru) | 2000-09-01 | 2000-09-01 | Синтетический волластонит и способ его получения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000122812/12A RU2181105C1 (ru) | 2000-09-01 | 2000-09-01 | Синтетический волластонит и способ его получения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2181105C1 true RU2181105C1 (ru) | 2002-04-10 |
Family
ID=20239699
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000122812/12A RU2181105C1 (ru) | 2000-09-01 | 2000-09-01 | Синтетический волластонит и способ его получения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2181105C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2595682C1 (ru) * | 2015-09-30 | 2016-08-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Способ получения волластонита |
RU2774231C1 (ru) * | 2021-11-24 | 2022-06-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Торговый Дом "ФАРМАКС" | Синтетический волластонит и способ его получения |
CN114715905A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-07-08 | 河南理工大学 | 一种高碳化活性硅灰石及其制备方法和应用 |
-
2000
- 2000-09-01 RU RU2000122812/12A patent/RU2181105C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2595682C1 (ru) * | 2015-09-30 | 2016-08-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Способ получения волластонита |
RU2774231C1 (ru) * | 2021-11-24 | 2022-06-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Торговый Дом "ФАРМАКС" | Синтетический волластонит и способ его получения |
CN114715905A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-07-08 | 河南理工大学 | 一种高碳化活性硅灰石及其制备方法和应用 |
CN114715905B (zh) * | 2022-04-20 | 2023-03-10 | 河南理工大学 | 一种高碳化活性硅灰石及其制备方法和应用 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4101330A (en) | Leucite-containing porcelains and method of making same | |
RU2181105C1 (ru) | Синтетический волластонит и способ его получения | |
US5393472A (en) | Method of producing wollastonite & ceramic bodies containing wollastonite | |
EP0826630A2 (en) | Method of producing synthethic silicates and use thereof in glass production | |
US4047968A (en) | Method for the production of synthetic wollastonite materials | |
US4165991A (en) | Method for the production of synthetic wollastonite material | |
WO2021079368A1 (en) | Novel flux / mineralizer for cement clinkering and method of manufacture thereof | |
EP1486472A1 (en) | Ceramic pastes having a non-standard formulation with a phosphorous content greater than 2 % by weight, the preparation method thereof and the advantages of same | |
RU2232735C1 (ru) | Сырьевая смесь для изготовления стеновых изделий | |
RU2130434C1 (ru) | Шихта для изготовления материалов и изделий из черного камня | |
KR100358926B1 (ko) | 부산석회를 이용한 경량골재의 제조방법 | |
CA2102900A1 (en) | A photo-luminescent calcium silicate material, concrete and gravel material containing it and a method of producing a photo-luminescent calcium silicate material | |
RU2026836C1 (ru) | Стекло для стеклокристаллического материала | |
SU1275012A1 (ru) | Способ получени листового стекла | |
Yatsenko et al. | Intensification of sintering of calcium-bearing ceramic mixtures | |
SU1331827A1 (ru) | Способ получени волластонита | |
RU2111189C1 (ru) | Сырьевая смесь для изготовления керамических изделий | |
EP0571047B1 (en) | Process for the preparation of precipitated borates | |
RU2089527C1 (ru) | Способ получения волластонита | |
KR100296261B1 (ko) | 인산염 폐수슬러지를 사용한 건자재 및 이의 제조방법 | |
SU920020A1 (ru) | Сырьева смесь дл получени активной минеральной добавки к цементу | |
SU1733412A1 (ru) | Глазурь | |
SU1662929A1 (ru) | Способ получени волластонита | |
RU2305665C1 (ru) | Синтетический сырьевой материал для производства стекла и способ его получения | |
Yatsenko et al. | Regularities of tinting ceramics based on low-melting clays |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040902 |