RU2639779C2 - Способ и устройство для получения высокомодульного жидкого стекла - Google Patents
Способ и устройство для получения высокомодульного жидкого стекла Download PDFInfo
- Publication number
- RU2639779C2 RU2639779C2 RU2016110745A RU2016110745A RU2639779C2 RU 2639779 C2 RU2639779 C2 RU 2639779C2 RU 2016110745 A RU2016110745 A RU 2016110745A RU 2016110745 A RU2016110745 A RU 2016110745A RU 2639779 C2 RU2639779 C2 RU 2639779C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid glass
- binder
- solution
- module liquid
- glass
- Prior art date
Links
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 title claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 30
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- 239000004110 Zinc silicate Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 28
- 235000019352 zinc silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 28
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000003518 caustics Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 14
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 14
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 5
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 2
- 238000010335 hydrothermal treatment Methods 0.000 claims description 2
- XSMMCTCMFDWXIX-UHFFFAOYSA-N zinc silicate Chemical compound [Zn+2].[O-][Si]([O-])=O XSMMCTCMFDWXIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- ZOIVSVWBENBHNT-UHFFFAOYSA-N dizinc;silicate Chemical compound [Zn+2].[Zn+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] ZOIVSVWBENBHNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 27
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 24
- 239000003973 paint Substances 0.000 abstract description 11
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 abstract 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 abstract 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 abstract 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 13
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002585 base Substances 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 4
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 229910002012 Aerosil® Inorganic materials 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000011074 autoclave method Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000013542 high molecular weight contaminant Substances 0.000 description 1
- 239000013628 high molecular weight specie Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 229920000592 inorganic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/20—Silicates
- C01B33/32—Alkali metal silicates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии получения высокомодульного жидкого стекла (ВМЖС), которое может быть использовано как связующее в цинксиликатных составах (красок, грунтовок) для защиты от коррозии стальных конструкций при их контакте с атмосферой, почвой, морской и пресной водой, нефтью и нефтепродуктами, в диапазоне кислотно-щелочных сред с рН от 4 до 12. Высокомодульное жидкое стекло (м=3,8-4,5, плотность 1,18-1,22 г/см3) получают путем гидротермальной обработки суспензии мелкодисперсного кремнезема (10-100)⋅10-6 м и едкой щелочи при стехиометрическом соотношении исходных компонентов с одновременной гидродинамической кавитационной обработкой раствора. Стекло получают в устройстве в виде цилиндрического сосуда, дно которого выполнено с «рубашкой» с теплоносителем и нагревательными элементами, содержащем циркуляционную систему перемешивания раствора. Система циркуляции содержит электромотор, укрепленный на крышке устройства и соединенный с мешалкой(ами), а для создания зоны кавитации встроен гидрокавитрон, прикрепленный к боковой стенке сосуда. Изобретение позволяет сократить процесс варки ВМЖС, уменьшить энергозатраты при улучшении физико-химических характеристик ВМЖС, как связующего, и цинксиликатных покрытий на нем. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к технологии получения высокомодульного жидкого стекла (ВМЖС), как связующего для цинксиликатных составов (красок, грунтовок).
Известен способ для приготовления ВМЖС с модулем до 4, включающий приготовление щелочной кремнеземистой суспензии и «варкой» ее в автоклаве-реакторе. Рабочая температура варки жидкого стекла составляет 215-225°C при давлении 2,9-2,5 мПа (Корнеев В.И., Данилов В.В. Жидкое и растворимое стекло. - С-Петербург: Стройиздат СПБ, 1996, с.216). Недостатком известного способа является: высокие температура, давление и низкий модуль (не более 4).
Известен способ для получения ВМЖС «Черал-10» (модуль 3,75-4,5), как связующего для цинксиликатных красок. ВМЖС готовится на основе жидкого натриевого стекла ГОСТ 13078 автоклавным способом (Связующее «Черал-10», Технические условия 7500РК39758233ТОО-002-2004, Республика Казахстан). Недостатком известного способа является: большие энергозатраты на единицу продукции, необходимость высоких давления и температуры, а также длительное время самоотверждения (более 7 суток) для придания водостойкости цинксиликатным покрытиям на этом связующем, низкая адгезия.
Известен способ для получения ВМЖС (модуль 4,0-4,5) как связующего для цинксиликатных составов, включающий приготовление суспензии из мелкодисперсного кремнезема (5-40)⋅10-6 м и раствора щелочи с дальнейшим ее нагревом в глицериновой бане при температуре 110°C в течение 1,5-2 ч (Орлов В.А. Цинксиликатные покрытия. - М.: Машиностроение, 1984, с.35-36, 43). Недостатком известного способа является: длительное время выдержки суспензии при температуре глицериновой бани 110°C, длительный процесс самоотверждения цинксиликатного покрытия (Силикоцинк-2) на этом связующим для достижения его водостойкости (более 10 суток), использование мелкодисперсного кремнезема (5-40)⋅10-6 м, низка адгезия покрытия (2 балла), непригодность для промышленного производства.
Известен способ получения ВМЖС (патент РФ №2157337, МПК C01B 33/32, 2000), использующегося в качестве связующего в противокоррозионных цинксиликатных покрытиях, включающий пропускание водного раствора силиката щелочного металла через электродиализное устройство при поддержании концентрации щелочи в тракте концентрирования 0,1-1 моль/л и постоянной плотности тока 50-250 а/м2. Недостатком известного способа является: технологические сложности, высокая энергоемкость процесса, ограниченность исходного материала, только водные растворы силикатов щелочных металлов, высокая энергоемкость на единицу продукции, низкие физико-технологические характеристики цинксиликатного покрытия на этом связующем.
Прототип. Известен способ для приготовления ВМЖС, как связующего для цинксиликатных составов (красок, грунтовок) с модулем 3,8-4,5 и плотностью 1,18-1,22 г/см3. Связующее получают путем гидротермальной обработки суспензии мелкодисперсного кремнезема (10-40)⋅10-6 м и едкой щелочи. При этом процесс варки ведут в два этапа: 1) при температуре 70-75°C, плотности 1,22-1,26 г/см3 в течение 30-40 мин, 2) при температуре 97-99°C, плотности 1,18-1,22 г/см3) в течение 20-30 мин. Перемешивание раствора осуществляют ультразвуковым излучением с одновременной циркуляцией раствора. Устройство для изготовления ВМЖС выполнено в виде прямоугольной ванны с погружным ультразвуковым излучателем. Дно ванны выполнено в виде «рубашки» с теплоносителем и электронагревателями. Процесс ведут при атмосферном давлении (патент RU 2538830 С2, 10.01.2015). Недостатком известного способа являются длительное время ведения процесса варки (50-70 мин), сложность эксплуатации и ремонта погружного ультразвукового излучателя, необходимость использования высокодисперсных дорогих порошков кремнезема (10-40)⋅10-6 м, а также недостаточный диапазон кислотно-щелочных сред (рН 5-10) и водостойкость цинксиликатных покрытий на этом связующем, длительный срок самоотверждения (не менее 3 суток).
Техническим результатом изобретения является разработка способа и устройства для получения ВМЖС (модуль 3,8-4,5, плотность 1,18-1,22 г/см3) из мелкодисперсного кремнезема с размером частиц (10-100)⋅10-6 м, при атмосферном давлении и пониженной температуре (до 70°C) при улучшении физико-технологических характеристик цинксиликатных покрытий на этом связующем (время самоотверждения, диапазон кислотно-щелочных сред и другие).
Поставленная цель в изобретении достигнута за счет способа получения ВМЖС, включающего гидротермальную и кавитационную обработку суспензии мелкодисперсного кремнезема (10-100)⋅10-6 м и раствора щелочи в соотношении компонентов (вода, кремнезем, щелочь) необходимых для получения жидкого стекла с заданными характеристиками.
Устройство должно быть простым по конструкции, удобным в процессе эксплуатации и ремонте, сокращать время и энергозатраты на единицу продукции, улучшить физико-технологические характеристики цинксиликатных покрытий на этом связующем (время самоотверждения, стойкость, диапазон кислотно-щелочных сред, время активации суспензии перед окрашивание и др.).
Устройство представляет собой цилиндрический сосуд (фиг 1.1) со съемной крышкой (фиг. 1.2) с укрепленном на ней электромотором (фиг. 1.3), который посредством вала соединен с мешалкой(ми) (фиг. 1.4). К боковой стенке сосуда крепится гидрокавитрон (фиг. 1.5) (Термин в технической литературе ранее не встречался и употребляется впервые), в котором вследствие разности скоростей в подводящей широкой его части и в щелевом зазоре давление внутри жидкости в щелевом зазоре падает, вследствие чего образуется четко ограниченная кавитационная зона (фиг. 1.К), состоящая из движущихся микроскопических пузырьков, заполненных выделившимися газами, парами жидкости или их смесью.
Центрами возникновения таких пузырьков могут быть сами твердые частицы кремнезема или их энергетические неоднородные поверхности. Далее пузырьки захлопываются, при этом наблюдаются гидродинамические удары с давлением в сотни атмосфер, а температура достигает 10000°C (Физический энциклопедический словарь. - М.: Сов. Энциклопедия, 1984, с. 236-237, далее ФЭС).
При циркуляционном перемешивании суспензия, а затем и раствор, проходя через гидрокавитрон, подвергаются неоднократному кавитационному воздействию, что приводит к дополнительному измельчению частиц кремнезема и ускорению химических реакций как за счет повышения дисперсности, так за счет искажения структуры связей
При этом температура и время протекания процесса могут быть значительно снижены.
Жидкие стекла - это растворы неорганических полимеров, физико-химические свойства, формы и строение которых зависят от технологий их получения (Матвеев М.А., Рубахин А.И. ЖВХО им. Менделеева, 1963, т.8, №2, с. 205-211). В этой связи кавитационная обработка раствора при изготовлении ВМЖС может в значительной мере привести к их однородности, стабильности при хранении, влиять на структурные формы образующихся полимеров силикатов щелочных металлов, что в конечном счете при использовании в качестве связующего скажется на физико-технологических характеристиках цинксиликатных покрытий, что существенно отличает изобретение от известных.
Способ осуществляется следующим образом:
Процесс ведут при стехиометрическом соотношении компонентов, необходимом для получения жидкого стекла с модулем м=4,1 и плотностью 1,200 г/см3, которое рассчитывается из уравнения:
2NaOH + mSiO2=Na2O⋅mSiO2 + H2O
1. В устройство фиг. 1.1 наливают 80 л воды и засыпают 4,9 кг едкого натра.
2. Далее засыпают при периодическом включении мешалок мелкодисперсный кремнезем (70-100)⋅10-6 м в количестве 15,5 кг. Температура суспензии за счет экзотермических реакций достигает 75-80°C.
3. Люк загрузочного отверстия закрывают и включают циркуляционную систему. Суспензия прокачивается через гидрокавитрон (диаметр широкой части трубы 100 мм, ширина щели 2 мм), подвергаясь в зоне кавитации кавитационной обработке. Производительность циркуляционного насоса - 1 л/с. Время прокачки одного объема сосуда (90-100 л) составит 100 с, шестикратного объема - 600 с (10 мин). Процесс ведут до получения истинного раствора. Полученный объем жидкого стекла сливают на хранение. Модуль изготовленного жидкого стекла составляет 4,1, плотность 1,200 г/см3.
4. На полученном по пп. 1-3 жидком стекле готовят суспензию цинксиликатной краски. Смешиваем жидкое стекло с цинковым порошком ПЦ-1 ГОСТ 12601-76 в массовом соотношении (25% вес. жидкого стекла и 75% вес. порошка). При периодическом перемешивании выдерживаем краску в течение 15-20 мин, после этого краскопультом наносим краску на отпескоструенные (степень шероховатости 20-50 мкм) стальные образцы (65×35×1 мм) на обе стороны. Далее образцы подвергаются сушке в естественных условиях с различным временем самоотверждения. После сушки образцы погружаются в воду, а также в среды с рН 4 и рН 12. После испытания образцы вынимаются и снова сушатся в течение одних суток. Стойкость покрытия определяется визуально, а также трением мокрой белой тканью. Если на материи имеются темные следы, то покрытие считается нестойким, если нет следов цинкового порошка - покрытие считается стойким. Результаты испытания представлены в таблице 1.
Далее для определения влияния ВМЖС (полученного по пп. 1-3) на физико-технологические характеристики цинксиликатных покрытий приготовленные образцы выдерживались в естественных условиях в течение двух суток и после помещались в воду на 1000 ч. Результаты испытания представлены в таблице 2.
Как видно из представленных результатов, связующее, полученное по предлагаемому способу, сокращает время самоотверждения цинксиликатного покрытия, придает водостойкость покрытиям, расширяет диапазон кислотно-щелочных сред до рН 4-12, сокращает время активации краски перед окрашиванием с одновременном улучшением других характеристик. Ограничение связующего по плотности растворов 1,18 г/см3 (нижнего предела) обусловлено невозможностью получения качественного (из-за потеков и образования трещин) однослойного покрытия (150 мкм) с малой вязкостью (менее 15 с). При плотности более 1,22 г/см3 возникают технологические сложности с нанесение краски из-за проблем с покрасочным оборудованием и неравномерности толщины нанесенного слоя.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВМЖС
Известно устройство для приготовления жидкого стекла с модулем до 4, включающее приготовление щелочно-кремнеземистой суспензии и варкой ее в автоклаве-реакторе. Температура варки жидкого стекла составляет 215-225°C при давлении 2,9-2,5 мПа (Корнеев В.И., Данилов В.В. Жидкое и растворимое стекло. - С-Петербург: Стройиздат, СПБ, 1996, с.216). Недостатком известного устройства является: высокие температура, давление и низкий модуль жидкого стекла (не более 4).
Известно лабораторное устройство для получения ВМЖС, представляющее собой глицериновую баню, в которой суспензию мелкодисперсного кремнезема и раствора щелочи нагревают в течение 1,5-2 ч при температуре глицерина 110°C с последующим растворением образующего кристаллогидрата до заданной плотности. (Орлов В.А. Цинксиликатные покрытия. - М.: Машиностроение, 1984, с.43) Недостатком известного устройства является: длительность процесса варки (1,5-2 ч), невозможность его использования в таком виде в промышленном масштабе, недостаточность физико-химических характеристик получаемого продукта, длительное время самоотверждения цинксиликатного покрытия на таком связующем, низкая адгезия (2 балла).
Известно устройство для получения ВМЖС как связующего для цинксиликатных красок. Устройство представляет собой автоклав высокого давления. Перемешивание раствора осуществляется мешалками, насаженными на одном валу. В качестве исходного материала используют техническое жидкое стекло с модулем менее 3,2. Повышение модуля осуществляют путем добавки аэросила (мелкодисперсный кремнезем (10-40)⋅10-6 м (Связующее «Черал-10», Технические условия 7500РК39758233ТОО-002-2004, Республика Казахстан). Недостатком данного устройства является: высокие температура (160°C) и давление, длительность процесса варки (не менее 4 ч), низкие физико-технологические характеристики цинксиликатных покрытий на этом связующем.
Известно устройство для получения ВМЖС, использующегося как связующее в цинксиликатных покрытиях, представляющее собой аппарат для электродиализа исходного низкомодульного жидкого стекла. Устройство содержит тракты деионизации и концентрирования, катодную и анодную камеры, в которых процесс электродиализа водного раствора силикатов щелочных металлов проводят с периодической сменой трактов концентрирования и деионизации при поддержании концентрации щелочи в тракте концентрирования в интервале 0,1-1 моль/л и постоянной плотности тока в интервале 50-250 А/м2. (Патент RU 2157337, МПК C01B 33/32, 2000). Недостатком известного устройства является: высокие энергозатраты, сложная технология, низкие технологические характеристики цинксиликатных покрытий на этом связующем, ограниченность выбора исходных материалов для производства - только жидкое стекло.
Известно устройство для получения ВМЖС как связующего для цинксиликатных составов. Устройство представляет собой ванну прямоугольной формы. Дно ванны является верхней частью рубашки для нагрева. Нагрев теплоносителя осуществляется электронагревателями. В процессе варки ВМЖС перемешивание осуществляется как за счет циркуляции раствора насосом, так и за счет работы погружного ультразвукового излучателя. Ультразвуковой излучатель представляет собой замкнутый прямоугольный короб. К верхней горизонтальной части изнутри крепятся магнитострикционные ультразвуковые излучатели. (Прототип. Патент RU 2538830 С2, 10.01.2015). Недостатком устройства является: необходимость использования кремнезема с размером частиц не более 40⋅10-6 м, сложность использования ультразвукового оборудования в процессе эксплуатации и ремонте, длительность процесса варки стекла (50-70 мин).
Целью изобретения является создание такого устройства для приготовления ВМЖС как связующего для цинксиликатных составов, которое было бы просто в изготовлении, эксплуатации и ремонте, сокращало бы время варки ВМЖС и энергозатраты на его изготовление, позволяло бы использовать в качестве исходного материала кремнезем с размером частиц до 100 мкм.
Поставленная цель достигается в устройстве, представляющем собой цилиндрический сосуд (фиг 1.1) со съемной крышкой (фиг. 1.2), с укрепленным на ней электромотором с регулируемым числом оборотов (фиг. 1.3), который посредством вала соединен с мешалками (фиг. 1.4), место фиксации которых на валу по высоте может регулироваться и определяется экспериментально. К боковой стенке сосуда (фиг. 1.1) крепится гидрокавитрон (фиг. 1.5). Циркуляционное перемешивание суспензии, а затем и раствора осуществляется насосом с отводящими и подводящими шлангами (фиг. 1.7). Дно сосуда представляет собой рубашку с теплоносителем (фиг. 1.8) и электронагревателями (не показаны). На крышке (фиг. 1.2) монтируется загрузочный люк (фиг. 1.9),
Гидрокавитрон (фиг. 1.5) представляет собой трубу (фиг. 2.10), внутри которой с помощью четырех металлических прокладок (фиг. 2.11) и болтов с гайками (не показаны) крепится щелеобразующая вставка (фиг. 2.12).
Устройство комплектуется известными техническими решениями: необходимым количеством кранов для регулирования скорости циркуляции и слива готового продукта (фиг. 1.6), заливки воды, теплоносителя, установкой для автоматического поддержания заданной температуры, манометром, клапаном автоматического сброса давления и др. (не показаны).
Устройство работает следующим образом. В сосуд (для получения ВМЖС с заданной плотностью и модулем) заливается расчетное количество воды, через загрузочный люк (фиг. 1.9) засыпается щелочь и при перемешивании засыпается мелкодисперсный кремнезем (10-100)⋅10-6 м. Далее люк закрывается и суспензия, а затем и раствор вследствие прохождения через гидрокавитрон подвергаются кавитационной обработке в зоне кавитации (фиг. 2.К) при дополнительном перемешивании мешалкой(ами). Это приводит к интенсификации химических процессов до такой степени, что полное взаимодействие кремнезема с раствором щелочи может идти и при пониженных температурах (70°C) с нулевыми затратами энергии на сам процесс варки.
При необходимости данное устройство позволяет вести процесс при избыточном давлении. Материалом для изготовления устройства может служить обычная сталь. Гидрокавитрон исключительно прост в изготовлении, удобен при эксплуатации и замене. Ширина щелевого зазора (1-3 мм) легко регулируется сменными вставками, что в разы удобнее и экономичнее в сравнении с ультразвуковой обработкой раствора в используемом прототипе. При этом физико-технологические характеристики цинксиликатного покрытия на полученном связующем выше, чем у прототипа (таблица 2).
Claims (2)
1. Способ получения высокомодульного жидкого стекла как связующего для цинксиликатных составов с модулем 3,8-4,5 и плотностью 1,18-1,22 г/см3 путем гидротермальной обработки суспензии мелкодисперсного кремнезема и едкой щелочи при стехиометрическом соотношении исходных компонентов, отличающийся тем, что дисперсность кремнезема составляет (10-100)⋅10-6 м, а процесс варки высокомодульного жидкого стекла ведут при гидродинамической кавитационной обработке раствора в зоне кавитации при температуре 70°С при одновременном перемешивании раствора мешалкой(ами), закрепленной(ыми) на одном валу.
2. Устройство для получения высокомодульного жидкого стекла способом по п.1, выполненное в виде сосуда цилиндрической формы, дно которого выполнено с «рубашкой» с теплоносителем и нагревательными элементами, отличающееся тем, что содержит циркуляционную систему перемешивания раствора, включающую электромотор, укрепленный на съемной крышке и соединенный посредством вала с мешалкой(ами), гидрокавитрон, прикрепленный к боковой стенке сосуда и представляющий собой трубу с внутренней щелеобразующей вставкой, образующей зону кавитации.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016110745A RU2639779C2 (ru) | 2016-03-24 | 2016-03-24 | Способ и устройство для получения высокомодульного жидкого стекла |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016110745A RU2639779C2 (ru) | 2016-03-24 | 2016-03-24 | Способ и устройство для получения высокомодульного жидкого стекла |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016110745A RU2016110745A (ru) | 2017-09-28 |
| RU2639779C2 true RU2639779C2 (ru) | 2017-12-22 |
Family
ID=60047695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016110745A RU2639779C2 (ru) | 2016-03-24 | 2016-03-24 | Способ и устройство для получения высокомодульного жидкого стекла |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2639779C2 (ru) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2115620C1 (ru) * | 1997-06-05 | 1998-07-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "НОМАК" | Способ получения водных растворов силикатов |
| RU2148553C1 (ru) * | 1998-05-25 | 2000-05-10 | Открытое акционерное общество "Межрегиональное научно-производственное обьединение "Полиметалл" | Способ получения жидкого стекла |
| RU2375303C2 (ru) * | 2007-10-12 | 2009-12-10 | Александр Витальевич Ковалев | Способ приготовления ультрадисперсного вяжущего материала |
| WO2010102803A1 (de) * | 2009-03-12 | 2010-09-16 | Hwt-Wassertechnische Anlage Gmbh | Verfahren zur bereitstellung von wasserglas für eine industrielle anwendung |
| RU133021U1 (ru) * | 2013-02-25 | 2013-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инновации. Технологии. Производство" | Устройство для получения жидкого стекла |
| RU2530043C1 (ru) * | 2013-03-29 | 2014-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инновации. Технологии. Производство" | Способ получения высокомодульного жидкого стекла |
| CN104176907A (zh) * | 2014-08-16 | 2014-12-03 | 徐林波 | 浸没燃烧熔制玻璃液的新方法 |
| RU2538830C2 (ru) * | 2013-03-22 | 2015-01-10 | Моисеенков Олег Витальевич | Способ и устройство для получения высокомодульного жидкого стекла, как связующего для цинксиликатных составов |
-
2016
- 2016-03-24 RU RU2016110745A patent/RU2639779C2/ru active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2115620C1 (ru) * | 1997-06-05 | 1998-07-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "НОМАК" | Способ получения водных растворов силикатов |
| RU2148553C1 (ru) * | 1998-05-25 | 2000-05-10 | Открытое акционерное общество "Межрегиональное научно-производственное обьединение "Полиметалл" | Способ получения жидкого стекла |
| RU2375303C2 (ru) * | 2007-10-12 | 2009-12-10 | Александр Витальевич Ковалев | Способ приготовления ультрадисперсного вяжущего материала |
| WO2010102803A1 (de) * | 2009-03-12 | 2010-09-16 | Hwt-Wassertechnische Anlage Gmbh | Verfahren zur bereitstellung von wasserglas für eine industrielle anwendung |
| RU133021U1 (ru) * | 2013-02-25 | 2013-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инновации. Технологии. Производство" | Устройство для получения жидкого стекла |
| RU2538830C2 (ru) * | 2013-03-22 | 2015-01-10 | Моисеенков Олег Витальевич | Способ и устройство для получения высокомодульного жидкого стекла, как связующего для цинксиликатных составов |
| RU2530043C1 (ru) * | 2013-03-29 | 2014-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инновации. Технологии. Производство" | Способ получения высокомодульного жидкого стекла |
| CN104176907A (zh) * | 2014-08-16 | 2014-12-03 | 徐林波 | 浸没燃烧熔制玻璃液的新方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КZ 23206 А4, 15.11.2010. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016110745A (ru) | 2017-09-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20170113943A1 (en) | Method for making sulfated polyaluminum chloride (pacs) or polyaluminum chloride (pac) and pacs or pac made by same | |
| CN104093667B (zh) | 具有新型特征特性的二氧化硅球材料 | |
| CN106470960B (zh) | 制备极细的熟石灰乳的方法及由此获得的极细的石灰乳 | |
| US9155298B2 (en) | Loaded gel particles for anti-fouling compositions | |
| Zhang et al. | Effects of slow-mixing on the coagulation performance of polyaluminum chloride (PACI) | |
| Sovova et al. | Calcium carbonate particles: Synthesis, temperature and time influence on the size, shape, phase, and their impact on cell hydroxyapatite formation | |
| RU2639779C2 (ru) | Способ и устройство для получения высокомодульного жидкого стекла | |
| Levytskyi et al. | Regularities of obtaining, morphology and properties of metal-containing polymer-silicate materials and polyester composites on their basis | |
| CN109897413A (zh) | 水性无机涂料及制备方法 | |
| RU2636703C1 (ru) | Способ и устройство для получения высокомодульного жидкого стекла как связующего для цинксиликатных составов | |
| Metaxas et al. | In situ polymer flocculation and growth in Taylor–Couette flows | |
| RU2538830C2 (ru) | Способ и устройство для получения высокомодульного жидкого стекла, как связующего для цинксиликатных составов | |
| EA013735B1 (ru) | Композиция для нанесения теплоизоляционного покрытия и способ ее приготовления | |
| RU2683078C1 (ru) | Перемешивающее устройство | |
| CN104478061B (zh) | 一种含砷铝硅酸盐固态物及其制备方法和该制备方法在治理砷污染中的用途 | |
| CN205495554U (zh) | 一种微纳粒子超声雾化反应装置 | |
| RU2446910C1 (ru) | Связующее для изготовления оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям | |
| CN111604471B (zh) | 一种残留强度低的石膏型壳及其制备方法 | |
| Horie et al. | Process development for ultrasonic fracturing of zirconium phosphate particles | |
| CN105854696A (zh) | 一种羊毛洗涤水碱粉搅拌混合装置 | |
| CN205127873U (zh) | 一种带有双下料斗的搅拌器 | |
| CN214514514U (zh) | 一种制备纳米氢氧化镁的反应装置 | |
| Ivanovna et al. | Polysilicate binding for silicate paints | |
| RU93695U1 (ru) | Устройство для приготовления смеси порошкообразных компонентов | |
| CN209138514U (zh) | 脱模粉混配机 |