RU2220906C1 - Liquid glass manufacture process - Google Patents
Liquid glass manufacture process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2220906C1 RU2220906C1 RU2002114847/15A RU2002114847A RU2220906C1 RU 2220906 C1 RU2220906 C1 RU 2220906C1 RU 2002114847/15 A RU2002114847/15 A RU 2002114847/15A RU 2002114847 A RU2002114847 A RU 2002114847A RU 2220906 C1 RU2220906 C1 RU 2220906C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silica
- liquid glass
- sodium hydroxide
- quartz sand
- containing substance
- Prior art date
Links
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии получения растворов силиката натрия (жидкого стекла) с различным силикатным модулем, применяемых в мыловаренной, жировой, химической, машиностроительной, текстильной и бумажной промышленности, а также в строительной индустрии, металлургии и для других целей. The invention relates to a technology for producing solutions of sodium silicate (water glass) with various silicate modules used in soap, fat, chemical, engineering, textile and paper industries, as well as in the construction industry, metallurgy and for other purposes.
Известен способ получения жидкого стекла, включающий приготовление суспензии кремнеземсодержащего аморфного материала с размером частиц (80-200 и более)•10-6 м, являющегося отходом производства кристаллического кремния, в растворе гидроксида натрия при соотношении твердой и жидкой фаз в суспензии Т: Ж=1:(1,9-5,65) с последующей гидротермальной обработкой суспензии при 0,3 МПа и 130-150oС в течение 35-240 минут [Патент 2171223 РФ, 27.07.2001. МПК7 С 01 В 33/32].A known method of producing liquid glass, including the preparation of a suspension of silica-containing amorphous material with a particle size (80-200 or more) • 10 -6 m, which is a waste product of crystalline silicon, in sodium hydroxide solution in the ratio of solid and liquid phases in suspension T: W = 1: (1.9-5.65) followed by hydrothermal treatment of the suspension at 0.3 MPa and 130-150 o C for 35-240 minutes [Patent 2171223 of the Russian Federation, July 27, 2001. IPC 7 C 01 B 33/32].
Недостатком этого способа является использование относительно дефицитного сырья - отхода производства кристаллического кремния. The disadvantage of this method is the use of relatively scarce raw materials - waste production of crystalline silicon.
Известен способ получения жидкого стекла путем взаимодействия молотого кварцевого песка и водных растворов гидроксида калия или натрия при повышенных температурах и давлении в автоклаве [Заявка 3515233 ФРГ, 1986. МПК С 01 В 33/32] . В качестве исходного кварцевого песка в этом способе используют песок, помол которого производят в шаровой мельнице в присутствии 50%-ного раствора гидроксида щелочного металла с добавлением воды, продолжительность помола песка 3-48 часов, предпочтительно до 24 часов. A known method of producing liquid glass by the interaction of ground quartz sand and aqueous solutions of potassium or sodium hydroxide at elevated temperatures and pressure in an autoclave [Application 3515233 Germany, 1986. IPC 01 B 33/32]. As the initial quartz sand in this method, sand is used, grinding of which is carried out in a ball mill in the presence of a 50% solution of alkali metal hydroxide with the addition of water, the grinding time of sand is 3-48 hours, preferably up to 24 hours.
Недостатками этого способа являются необходимость размола исходного кремнеземсодержащего вещества в присутствии щелочи и связанная с этим усложненность технологии производства. The disadvantages of this method are the need for grinding the initial silica-containing substance in the presence of alkali and the related complexity of the production technology.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ получения жидкого стекла, включающий смешение и последующее взаимодействие кремнеземсодержащего вещества, которое предварительно измельчают до удельной поверхности 2000-20000 см2/г, с водным раствором гидроксида щелочного металла при температуре 100-250oС и возникающем при этой температуре давлении водяного пара [Патент 2078433 РФ, 27.04.1997. MПК6 C 01 В 33/32].The closest in technical essence and the achieved result to the proposed method is a method for producing liquid glass, comprising mixing and subsequent interaction of a silica-containing substance, which is pre-crushed to a specific surface of 2000-20000 cm 2 / g, with an aqueous solution of alkali metal hydroxide at a temperature of 100-250 o With and the vapor pressure arising at this temperature [Patent 2078433 of the Russian Federation, 04/27/1997. IPC 6 C 01 B 33/32].
Недостатками указанного способа являются необходимость предварительного размола кремнеземсодержащего вещества (песка) до удельной поверхности в пределах 2000-20000 см2/г и связанные с этим относительно высокие энергозатраты.The disadvantages of this method are the need for preliminary grinding of a silica-containing substance (sand) to a specific surface in the range of 2000-20000 cm 2 / g and the associated relatively high energy costs.
Задачей предлагаемого способа является упрощение технологии получения жидкого стекла за счет исключения из процесса стадии предварительного размола кремнеземсодержащего вещества (песка) и снижение энергозатрат на производство продукта. The objective of the proposed method is to simplify the technology for producing liquid glass by eliminating from the process the stage of preliminary grinding of a silica-containing substance (sand) and reducing energy costs for the production of the product.
Это достигается тем, что в процессе получения жидкого стекла взаимодействием кремнеземсодержащего вещества с водными растворами гидроксида натрия при температуре в пределах 200-250oС и возникающем при этой температуре давлении в качестве исходного кремнеземсодержащего вещества используют фракционированный кварцевый песок фракции 0,1-0,315 мм, содержащий 95,5-99,0 мас.% диоксида кремния, 0,05-0,13 мас.% оксида кальция, 0,1-1,5 воды и от 1,7 до 2,83 мас.% оксидов других металлов.This is achieved by the fact that in the process of producing liquid glass by the interaction of a silica-containing substance with aqueous solutions of sodium hydroxide at a temperature in the range of 200-250 o C and the pressure arising at this temperature, fractionated silica sand of a fraction of 0.1-0.315 mm is used as the initial silica-containing substance, containing 95.5-99.0 wt.% silicon dioxide, 0.05-0.13 wt.% calcium oxide, 0.1-1.5 water and from 1.7 to 2.83 wt.% oxides of other metals .
Способ осуществляют преимущественно при массовом соотношении исходного кварцевого песка и гидроксида натрия в пересчете на диоксид кремния и оксид натрия в пределах SiО2:Na2O=2,2-3,6:1.The method is carried out mainly with a mass ratio of the original quartz sand and sodium hydroxide in terms of silicon dioxide and sodium oxide in the range of SiO 2 : Na 2 O = 2.2-3.6: 1.
Совокупность существенных признаков, включающая использование мелкодисперсной фракции (0,1-0,315 мм) фракционированного кварцевого песка указанного состава, обусловливает достижение ожидаемого технического результата - упрощение технологии получения жидкого стекла за счет исключения стадии предварительного размола песка и снижения связанных с этим энергозатрат. The set of essential features, including the use of a finely dispersed fraction (0.1-0.315 mm) of fractionated quartz sand of the specified composition, leads to the achievement of the expected technical result - simplification of the technology for producing liquid glass by eliminating the stage of preliminary grinding of sand and reducing energy costs associated with it.
Использование в процессе фракции кварцевого песка с размером частиц более 0,315 мм, равно как и песка с содержанием диоксида кремния менее 95,5 мас. % и/или содержанием оксида кальция более 0,13%, технически и экономически нецелесообразно, поскольку существенно увеличивает продолжительность процесса и энергозатраты или обусловливает снижение выхода и качества целевого продукта. The use of quartz sand with a particle size of more than 0.315 mm in the process, as well as sand with a silica content of less than 95.5 wt. % and / or a calcium oxide content of more than 0.13%, is technically and economically impractical, since it significantly increases the duration of the process and energy consumption or causes a decrease in the yield and quality of the target product.
Реализация предлагаемого способа при указанных массовых соотношениях кварцевого песка и гидроксида натрия обеспечивает получение натриевого жидкого стекла с силикатным модулем в пределах 2,3-3,6 и другими техническими показателями, полностью соответствующими требованиям ГОСТ 13078-81 "Стекло натриевое жидкое" на различные марки. При иных массовых соотношениях реагентов по предлагаемому способу получаются растворы силиката натрия с силикатным модулем, выходящим за пределы норм указанного ГОСТ, хотя и находящие применение в некоторых отраслях промышленности. Implementation of the proposed method with the indicated mass ratios of quartz sand and sodium hydroxide provides sodium liquid glass with a silicate module in the range of 2.3-3.6 and other technical indicators that fully comply with the requirements of GOST 13078-81 "Sodium liquid glass" for various grades. With different mass ratios of reagents according to the proposed method, sodium silicate solutions with a silicate module are obtained that go beyond the standards of the specified GOST, although they are used in some industries.
Ниже приведены примеры, иллюстрирующие предлагаемый способ. Во всех примерах используют фракционированный кварцевый песок фракции 0,1-0,315 мм, содержащий 95,5-98,15 мас.% диоксида кремния, 0,05-0,13 мас.% оксида кальция, 0,1-1,5 мас. % воды и от 1,7 до 2,83 мас.% оксидов других металлов, в количестве 358,7 г в пересчете на 100%-ный диоксид кремния. The following are examples illustrating the proposed method. In all examples, fractionated quartz sand of a fraction of 0.1-0.315 mm containing 95.5-98.15 wt.% Silica, 0.05-0.13 wt.% Calcium oxide, 0.1-1.5 wt. . % water and from 1.7 to 2.83 wt.% oxides of other metals, in the amount of 358.7 g in terms of 100% silicon dioxide.
Пример 1 (типовая методика)
В стальной автоклав с рабочим объемом до 1,5 дм3 помещают 365,5 г фракционированного кварцевого песка с размером частиц в пределах 0,1-0,315 мм (массовая доля диоксида кремния 98,15%, массовая доля оксида кальция 0,05%), 362,25 г едкого натра марки РД по ГОСТ 2263-79 с массовой долей (м.д.) гидроксида натрия 48,0% и 362,2 г фильтрованной или обессоленной воды. Массовое соотношение SiO2:Na2О составляет 3,2:1. После герметизации автоклава реакционную смесь выдерживают при эффективном перемешивании при температуре в пределах 200-250oС и возникающем при этой температуре давлении. Продолжительность процесса составляет от 3 до 8 часов. По завершении синтеза реакционную смесь охлаждают до температуры 20-60oС, декантируют жидкую фазу или отфильтровывают известными способами непрореагировавший песок. Получают 1084,5 г жидкого натриевого стекла с силикатным модулем 3,21. Выход 99,5% от теоретического. Полученный продукт полностью соответствует требованиям ГОСТ 13078-81. Непрореагировавший остаток (осадок) 5,44 г или 0,5% от общей массы непосредственно возвращают в технологический цикл на следующую операцию.Example 1 (typical method)
365.5 g of fractionated quartz sand with a particle size in the range 0.1-0.315 mm are placed in a steel autoclave with a working volume of up to 1.5 dm 3 (mass fraction of silicon dioxide 98.15%, mass fraction of calcium oxide 0.05%) , 362.25 g of caustic soda grade RD according to GOST 2263-79 with a mass fraction (ppm) of sodium hydroxide 48.0% and 362.2 g of filtered or demineralized water. The mass ratio of SiO 2 : Na 2 O is 3.2: 1. After sealing the autoclave, the reaction mixture is kept under effective stirring at a temperature in the range of 200-250 o C and the pressure arising at this temperature. The duration of the process is from 3 to 8 hours. Upon completion of the synthesis, the reaction mixture is cooled to a temperature of 20-60 o C, the liquid phase is decanted or unreacted sand is filtered off by known methods. 1084.5 g of liquid sodium glass with a silicate module of 3.21 are obtained. Yield 99.5% of theoretical. The resulting product fully complies with the requirements of GOST 13078-81. Unreacted residue (precipitate) of 5.44 g or 0.5% of the total mass is directly returned to the production cycle for the next operation.
Пример 2
Синтез проводят по методике примера 1 исходя из 366,0 г кварцевого песка с м. д. кремния 98,0%, м.д. оксида кальция 0,1% и м.д. воды 0,6%, 321,65 г едкого натра марки РД с м.д. гидроксида натрия 48% и 546,15 г обессоленной воды. Массовое соотношение SiО2:Na2O составляет 3,6:1. После синтеза, охлаждения и разгрузки автоклава получают 1222,5 г жидкого стекла с силикатным модулем 3,6 и м.д. диоксида кремния 28,4%, соответствующего всем требованиям ГОСТ 13078-81. Непрореагировавший остаток (осадок) 11,3 г или 0,92% от общей массы - непосредственно.Example 2
The synthesis is carried out according to the method of example 1 based on 366.0 g of silica sand with a ppm of silicon of 98.0%, ppm. calcium oxide 0.1% and ppm water 0.6%, 321.65 g of caustic soda brand RD with ppm sodium hydroxide 48% and 546.15 g of demineralized water. The mass ratio of SiO 2 : Na 2 O is 3.6: 1. After synthesis, cooling and unloading of the autoclave, 1222.5 g of water glass with a silicate module of 3.6 and ppm are obtained. silicon dioxide 28.4%, which meets all the requirements of GOST 13078-81. Unreacted residue (precipitate) of 11.3 g or 0.92% of the total mass - directly.
Пример 3
Синтез проводят по методике, описанной в примере 1, исходя из 375,6 г кварцевого песка с м.д. диоксида кремния 95,54%, м.д. оксида кальция 0,13%, м.д. воды 1,5%, м.д. оксидов других металлов 2,83%, 549,2 г едкого натра марки РД с м.д. гидроксида натрия 46,0% и 570,0 г обессоленной воды. Массовое соотношение SiО2:Na2О составляет 2,2:1. После синтеза, охлаждения и разгрузки автоклава получают 1494,6 г жидкого стекла с силикатным модулем 2,3 и м. д. диоксида кремния 23,9%, полностью соответствующего требованиям ГОСТ 13078-81 марки А. Выход продукта - количественный.Example 3
The synthesis is carried out according to the method described in example 1, based on 375.6 g of quartz sand with ppm. silica 95.54%, ppm calcium oxide 0.13%, ppm water 1.5%, ppm oxides of other metals 2.83%, 549.2 g of caustic soda brand RD with ppm sodium hydroxide 46.0% and 570.0 g of demineralized water. The mass ratio of SiO 2 : Na 2 O is 2.2: 1. After synthesis, cooling and unloading of the autoclave, 1494.6 g of water glass with a silicate module of 2.3 and ppm of silicon dioxide of 23.9% fully complying with the requirements of GOST 13078-81 grade A are obtained. The product yield is quantitative.
Аналогично описанному выше, варьируя массовое соотношение SiO2:Na2O и продолжительность взаимодействия, получают жидкое стекло с силикатным модулем в пределах 2,0-3,6.As described above, by varying the mass ratio of SiO 2 : Na 2 O and the duration of the interaction, liquid glass with a silicate module is obtained in the range 2.0-3.6.
Из представленных примеров следует, что предлагаемый способ получения жидкого стекла позволяет упростить технологию за счет исключения из процесса энергоемкой и продолжительной стадии предварительного размола кремнеземсодержащего вещества (песка) и тем самым существенно сократить энергетические затраты на производство этого продукта. From the presented examples it follows that the proposed method for the production of liquid glass makes it possible to simplify the technology by eliminating the energy-intensive and prolonged stage of preliminary grinding of silica-containing substance (sand) from the process and thereby significantly reduce the energy costs of producing this product.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002114847/15A RU2220906C1 (en) | 2002-06-06 | 2002-06-06 | Liquid glass manufacture process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002114847/15A RU2220906C1 (en) | 2002-06-06 | 2002-06-06 | Liquid glass manufacture process |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2220906C1 true RU2220906C1 (en) | 2004-01-10 |
RU2002114847A RU2002114847A (en) | 2004-02-27 |
Family
ID=32091180
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002114847/15A RU2220906C1 (en) | 2002-06-06 | 2002-06-06 | Liquid glass manufacture process |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2220906C1 (en) |
-
2002
- 2002-06-06 RU RU2002114847/15A patent/RU2220906C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КОРНЕЕВ В.И. и др. Жидкое и растворимое стекло. - СПб.: Стройиздат, 1996, с. 128-134. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2002114847A (en) | 2004-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100434364C (en) | 4A zeolite synthesized from kaolin by low-temperature alkali fusion method | |
Rozhkovskaya et al. | Synthesis of high-quality zeolite LTA from alum sludge generated in drinking water treatment plants | |
AU2012395690B2 (en) | Method for preparing soda-lime-silica glass basic formula and method for extracting aluminum from fly ash for co-production of glass | |
CN1903725A (en) | Comprehensive utilization treatment tachnology of aluminium waste slag, waste ash | |
US5833940A (en) | Production of soluble silicates from biogenetic silica | |
CN1260272C (en) | Process for purification of crude polyether and adsorbent | |
CN102432035A (en) | Sodium calcium aluminosilcate slag alkali recovery process | |
US6692722B2 (en) | Manufacturing method of zeolite from waste | |
CN103601210A (en) | Method for synthesizing zeolite by one-step alkali dissolution of bentonite | |
RU2220906C1 (en) | Liquid glass manufacture process | |
AU707959B2 (en) | Magnesiosilicates | |
CN104628009B (en) | Method for synthesizing 5A type dewaxing molecular sieve from bentonite | |
CN1321888C (en) | Method for manufacturing calcium borate from ulexite | |
EP0717769A1 (en) | Crystalline sodium potassium silicates | |
CN1162527C (en) | Technical method for producing P type zeolite for washing use by activating bentonite with alkaline process being utilized | |
CN1325377C (en) | Method for producing 4A molecular sieve by using waste liquid of NaY molecular sieve production | |
US4693878A (en) | Process for the production of soluble alkali silicates | |
RU2808413C1 (en) | Method for producing liquid glass | |
CN1240817C (en) | Technical method for producing P type zeolite utilized in bath by using alkali solution to activate bentonite under high temperature and high pressure | |
RU2314997C2 (en) | Method of production of the liquid glass | |
KR100831758B1 (en) | Process for preparing 4A type zeolite | |
JP4343467B2 (en) | Method for producing aluminum sulfate | |
SU919992A1 (en) | Method of producing water glass | |
CN110627099B (en) | Method for preparing high-purity aluminum sulfate and co-producing poly-silicon ferric aluminum sulfate by using waste catalyst | |
RU2660040C1 (en) | Method of producing liquid glass |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040607 |