RU2799206C1 - Method for production of amorphous silicon dioxide in granule form - Google Patents

Method for production of amorphous silicon dioxide in granule form Download PDF

Info

Publication number
RU2799206C1
RU2799206C1 RU2022117338A RU2022117338A RU2799206C1 RU 2799206 C1 RU2799206 C1 RU 2799206C1 RU 2022117338 A RU2022117338 A RU 2022117338A RU 2022117338 A RU2022117338 A RU 2022117338A RU 2799206 C1 RU2799206 C1 RU 2799206C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
suspension
silicon dioxide
minutes
amorphous silicon
fed
Prior art date
Application number
RU2022117338A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Павлович Владельщиков
Евгений Юрьевич Зверев
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Комета"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Комета" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Комета"
Application granted granted Critical
Publication of RU2799206C1 publication Critical patent/RU2799206C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: silicon production.
SUBSTANCE: invention relates to the production of amorphous silicon dioxide in the form of granules to obtain a product with improved properties. A method for obtaining amorphous silicon dioxide in the form of granules is proposed, which consists in preparing and purifying a sodium silicate solution with subsequent dissolution of settled flakes of undissolved sodium silicate at the first stage, at the second stage, the formation of the substrate (a), during which 18–20 m3 suspension of sodium silicate with a density of 1.130-1.200 g/cm3 and a temperature of 20-95°C and 5-6 m3 of sodium sulphate solution with a density of 1.03-1.06 g/cm3, the neutralization process (b), which consists in supplying dilute sulfuric acid to the substrate in the reactor at a feed rate of 14 to 20 m3/ h for 16-25 min, the temperature in the reactor at this stage is maintained at 80-88°C, then from 16-25 minutes to 47-87 minutes, sulfuric acid is fed into the reactor, the feed rate is 6-15 m3/h, and from 45-80 minutes to 79-110 minutes, a suspension of sodium silicate is fed into the reactor at a feed rate of 2 0-2.8 m3/h, at the same time, sulfuric acid is supplied simultaneously with sodium silicate, the feed rate is 2.0-2.8 m3/h, after 79-110 minutes the supply of sodium silicate stops, from 79- 110 to 96-130 minutes, the sulfuric acid supply rate is 2.2-3.0 m3/h, the suspension is averaged using the paddle mixer (c), at the third stage, the suspension is filtered, the sediment is washed and repulped, and at the fourth stage, suspension of silicon dioxide is dried and granulated, whereas the suspension is fed from the collection tank into the pressure tank of the dryer, from where it flows by gravity to the disk of the spraying mechanism, where due to its rotation at a speed of n = 4000-8000 rpm in the presence of a drying agent, the suspension is sprayed, whereas drying the suspension in the dryer occurs in the temperature zone 500-650°C by a short-term, within 5-8 seconds, stay of granules in it, then the amorphous silicon dioxide obtained in the form of microgranules settles in the cone of the dryer and is fed into the pneumatic transport system, from where it is fed to the cyclones by a fan, and the amorphous silicon dioxide that has settled inside the cyclones in the form of microgranules is supplied for packaging.
EFFECT: preservation of the original structure of the particles and the homogeneity of amorphous silicon dioxide, as well as the high purity of the resulting product.
1 cl, 4 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области технологических процессов в области химической промышленности и может быть использовано для получения аморфного диоксида кремния, в частности, изобретение относится к новому способу получения аморфного диоксида кремния в форме гранул для получения продукта с улучшенными свойствами. The invention relates to the field of technological processes in the chemical industry and can be used to obtain amorphous silicon dioxide, in particular, the invention relates to a new method for producing amorphous silicon dioxide in the form of granules to obtain a product with improved properties.

Общеизвестной практикой является применение осажденных диоксидов кремния в качестве подложки катализатора, в качестве абсорбента для активных материалов (в частности, носителей для жидкостей), в качестве средства, повышающего вязкость, структурообразователя или средства против комкования, в качестве элемента разделителя для батарей и в качестве добавки для зубной пасты или бумаги.It is common practice to use precipitated silicas as a catalyst support, as an absorbent for active materials (particularly fluid carriers), as a viscosity enhancer, builder or anti-caking agent, as a separator element for batteries, and as an additive. for toothpaste or paper.

Осажденные диоксиды кремния можно также применять в качестве усиливающих наполнителей в силиконовых матрицах (например, для покрытия электрокабелей) или в композициях на основе природных или синтетических полимеров, в частности, эластомеров, которые главным образом имеют в своей основе диены, например, для обувных подошв, напольных покрытий, газовых барьеров, негорючих материалов, а также технических деталей, таких как ролики для фуникулеров, изоляции для бытовых электроприборов, изоляции для трубопроводов для жидкостей или газов, уплотнения для тормозных систем, оболочки, кабели и приводные ремни.Precipitated silicas can also be used as reinforcing fillers in silicone matrices (e.g. for coating electrical cables) or in compositions based on natural or synthetic polymers, in particular elastomers, which are mainly based on dienes, e.g. for shoe soles, floor coverings, gas barriers, non-combustible materials, as well as technical parts such as funicular rollers, insulation for household appliances, insulation for pipelines for liquids or gases, seals for brake systems, sheaths, cables and drive belts.

Таким образом, общеизвестной практикой является получение посредством определенных способов с применением реакции осаждения между силикатом и разбавленной кислотой осажденных диоксидов кремния, которые обладают достаточной способностью к диспергированию (степенью дисперсности) в полимерных (эластомерных) композициях и хорошими усиливающими свойствами, обеспечивая возможность для придания указанным композициям, в которые они включены, очень хорошего соотношения свойств.Thus, it is common practice to obtain, by certain methods using a precipitation reaction between silicate and dilute acid, precipitated silicas which have sufficient dispersibility (degree of fineness) in polymer (elastomer) compositions and good reinforcing properties, making it possible to impart to said compositions , in which they are included, a very good ratio of properties.

На данный момент имеется множество разработок в данной области, однако большая востребованность и ценные свойства данного продукта обуславливают интерес к разработке новых технологий и методов для его получения, а также дальнейшее улучшение его свойств.At the moment, there are many developments in this area, however, the great demand and valuable properties of this product cause interest in the development of new technologies and methods for its production, as well as further improvement of its properties.

Из патентного документа RU 93053018 А, опубликованного 27.03.1996, известен способ получения высокодисперсного диоксида кремния, причем осуществляют карбонизацию водного раствора силиката натрия, отделение диоксида кремния от содового раствора фильтрованием, обработку влажного осадка диоксида кремния кислотой с последующей промывкой водой, содержащей поверхностно-активное вещество, при этом для обработки (нейтрализации) влажного осадка диоксида кремния используют раствор соляной кислоты. Для промывки осадка используют воду, содержащую предпочтительно 0,001% поверхностно-активного вещества, являющегося смачивателем и детергентом, например ОП-10, синтанол и др.From patent document RU 93053018 A, published on March 27, 1996, a method is known for producing highly dispersed silicon dioxide, wherein an aqueous solution of sodium silicate is carbonized, silicon dioxide is separated from the soda solution by filtration, the wet silica precipitate is treated with acid, followed by washing with water containing a surfactant substance, while a solution of hydrochloric acid is used to treat (neutralize) the wet precipitate of silicon dioxide. To wash the precipitate, water is used, preferably containing 0.001% of a surfactant that is a wetting agent and detergent, for example, OP-10, sintanol, etc.

В патентном документе RU 2171781 C, опубликованном 10.08.2001, раскрыт аморфный диоксид кремния, имеющий показатель радиоактивной дентиновой абразии 30-70, способность поглощения масла 100-155 см3/100 г, поверхностную площадь ВЕТ 50-200 м2/г. Также раскрыт способе его получения, включающий: а) стадию добавления к воде раствора силиката натрия концентрации 17,0-21,5% по весу при молярном отношении SiО2 : Na2O от 2,1 до 2,5; б) стадию добавления в полученный раствор 15-20% водного раствора серной кислоты и раствора силиката натрия с теми же концентрацией и отношением SiО2 : Na2O за период более 40 мин и рН от 8 до 9,0; в) стадию старения получающейся массы до 30 мин при 90-100°С; г) стадию второго добавления 15-20%-ного водного раствора серной кислоты для снижения рН до 3-5; д) стадию старения массы до 20 мин при 90-100°С, доведения рН до 3,5-5,0, фильтрования, промывки и сушки конечной жидкой тестообразной массы. Сущность изобретения заключается также и в композиции для полости рта, включающей описанный выше аморфный диоксид кремния. Данное изобретение позволяет достичь хороших чистящих свойств аморфных осажденных диоксидов кремния с низкими абразивными характеристиками.Patent document RU 2171781 C, published on 10.08.2001, discloses an amorphous silicon dioxide having a radioactive dentine abrasion index of 30-70, an oil absorption capacity of 100-155 cm 3 /100 g, a BET surface area of 50-200 m 2 /g. Also disclosed is a method for its preparation, including: a) the step of adding a solution of sodium silicate with a concentration of 17.0-21.5% by weight to water at a molar ratio of SiO 2 : Na 2 O from 2.1 to 2.5; b) the step of adding to the resulting solution a 15-20% aqueous solution of sulfuric acid and a solution of sodium silicate with the same concentration and ratio of SiO 2 : Na 2 O for a period of more than 40 min and a pH of 8 to 9.0; c) the stage of aging the resulting mass up to 30 min at 90-100°C; d) the stage of the second addition of 15-20% aqueous solution of sulfuric acid to reduce the pH to 3-5; e) the stage of aging the mass up to 20 min at 90-100°C, adjusting the pH to 3.5-5.0, filtering, washing and drying the final liquid pasty mass. The essence of the invention also lies in the composition for the oral cavity, including the above-described amorphous silicon dioxide. The present invention makes it possible to achieve good cleaning properties of amorphous precipitated silicas with low abrasive characteristics.

В качестве наиболее близкого аналога предложенному изобретению может быть принят способ получения высокодисперсного аморфного диоксида кремния, раскрытый в патентной заявке RU 2018114269 A, опубликованной 18.10.2019. Известный способ включает подготовку воды до содержания показателя сухого остатка от 0,1 до 0,05 г/л, раствора силиката натрия до плотности 1,1-1,25 г/л и содержанием диоксида кремния 12-17%, подготовку раствора серной кислоты до плотности 1,04-1,35 г/см3, осаждение диоксида кремния из раствора силиката натрия раствором серной кислоты под контролем рН среды до значения рН 5-6 единиц, измельчение полученного раствора на коллоидной мельнице до достижения гранулометрического состава со средневзвешенным диаметром частиц d90 10-15 мкм, выделение диоксида кремния путем фильтрации на фильтр прессе до содержания показателя сухого остатка 20%, промывку диоксида кремния путем растворения солей, измельчение полученного раствора на коллоидной мельнице до достижения гранулометрического состава со средневзвешенным диаметром частиц d90 10-15 мкм, выделение диоксида кремния путем фильтрации на фильтр-прессе до содержания показателя сухого остатка 20%, измельчение кремнезоля на валковой дробилке до фракции 0,1-2,0 мм, сушку кремнезоля в сушильном барабане, микронизацию и классификацию готового продукта для получения заданных качественных характеристик по гранулометрическому составу.As the closest analogue to the proposed invention, a method for producing highly dispersed amorphous silicon dioxide, disclosed in patent application RU 2018114269 A, published on 10/18/2019, can be adopted. The known method includes preparing water to a dry residue content of 0.1 to 0.05 g/l, sodium silicate solution to a density of 1.1-1.25 g/l and a silica content of 12-17%, preparation of a sulfuric acid solution to a density of 1.04-1.35 g/cm 3 , precipitation of silicon dioxide from a solution of sodium silicate with a solution of sulfuric acid under the control of the pH of the medium to a pH value of 5-6 units, grinding the resulting solution in a colloid mill to achieve a granulometric composition with a weighted average particle diameter d90 10-15 µm, isolation of silicon dioxide by filtration on a filter press to a dry residue content of 20%, washing of silicon dioxide by dissolving salts, grinding the resulting solution in a colloid mill to achieve a granulometric composition with a weighted average particle diameter d90 10-15 µm, isolation silicon dioxide by filtering on a filter press to a dry residue content of 20%, grinding silica sol on a roller crusher to a fraction of 0.1-2.0 mm, drying silica sol in a drying drum, micronization and classification of the finished product to obtain the specified quality characteristics in terms of granulometric composition.

Основным недостатком указанного наиболее близкого аналога является формирование гранул аморфного диоксида кремния с использованием сдвиговых деформаций, которые неизбежно влекут за собой в той или иной степени разрушение структуры частиц, полученных в процессе осаждения аморфного диоксида кремния, что в свою очередь может снижать его усиливающие свойства в эластромерах и прочие свойства.The main disadvantage of this closest analogue is the formation of granules of amorphous silicon dioxide using shear deformations, which inevitably entail, to one degree or another, the destruction of the structure of the particles obtained during the deposition of amorphous silicon dioxide, which in turn can reduce its reinforcing properties in elastomers. and other properties.

Основной целью настоящего изобретения является преодоление недостатков известного уровня техники и предложение нового способа получения осажденного аморфного диоксида кремния в виде гранул с улучшенными свойствами, который можно применять в качестве усиливающего наполнителя в полимерных (эластомерных) композициях и других применениях, причем способ представляет собой альтернативу этим известным способам получения аморфного диоксида кремния.The main purpose of the present invention is to overcome the shortcomings of the prior art and to propose a new method for obtaining precipitated amorphous silica in the form of granules with improved properties, which can be used as a reinforcing filler in polymer (elastomer) compositions and other applications, and the method is an alternative to these known methods for producing amorphous silicon dioxide.

На фиг. 1 изображена производственная схема очистки жидкого стекла (раствора силиката натрия) (1 стадия способа).In FIG. 1 shows the production scheme for cleaning liquid glass (sodium silicate solution) (1st stage of the method).

На фиг. 2 изображена производственная схема получения осажденного диоксида кремния (2 стадия способа).In FIG. 2 shows the production scheme for the production of precipitated silica (stage 2 of the process).

На фиг. 3 изображена производственная схема фильтрации суспензии нейтрализованного диоксида кремния, промывки и репульпации осадка (3 стадия способа).In FIG. 3 shows the production scheme for filtering a suspension of neutralized silica, washing and repulpation of the precipitate (stage 3 of the method).

На фиг. 4 изображена производственная схема сушки суспензии диоксида кремния (4 стадия способа).In FIG. 4 shows a production scheme for drying a silica slurry (stage 4 of the process).

Предложенный способ направлен на обеспечение адгезионных взаимодействий частиц аморфного диоксида кремния в мере, достаточной для сохранения полученной в процессе сушки формы гранул. В тоже время полученная степень адгезионного взаимодействия обеспечивает хорошее диспергирование аморфного диоксида кремния в процессе его использования как усиливающего наполнителя в эластомерах.The proposed method is aimed at providing adhesive interactions of particles of amorphous silicon dioxide to the extent sufficient to maintain the form of granules obtained during the drying process. At the same time, the obtained degree of adhesive interaction ensures good dispersion of amorphous silicon dioxide during its use as a reinforcing filler in elastomers.

Техническим результатом от осуществления предложенного способа является формирование гранул аморфного диоксида кремния без использования сдвиговых деформаций, которые неизбежно влекут за собой в той или иной степени разрушение структуры частиц, полученных в процессе осаждения аморфного диоксида кремния.The technical result from the implementation of the proposed method is the formation of granules of amorphous silicon dioxide without the use of shear deformations, which inevitably entail, to one degree or another, the destruction of the structure of the particles obtained in the process of deposition of amorphous silicon dioxide.

Также результатом изобретения является обеспечение чистоты, сохранности первоначальной структуры частиц, однородности аморфного диоксида кремния.Also, the result of the invention is to ensure the purity, preservation of the original structure of the particles, the uniformity of amorphous silicon dioxide.

Дополнительным эффектом является увеличение усиливающих свойств полученного диоксида кремния в эластромерах и других полимерах.An additional effect is to increase the reinforcing properties of the resulting silica in elastomers and other polymers.

Поставленная цель достигается главным образом за счет использования четырех стадий очистки раствора силиката натрия (жидкого стекла), а также получением гранул аморфного диоксида кремния без приложения деформирующих усилий к материалу с сохранением его первоначальной структуры.This goal is achieved mainly through the use of four stages of purification of a solution of sodium silicate (liquid glass), as well as obtaining granules of amorphous silicon dioxide without applying deforming forces to the material while maintaining its original structure.

Сначала получают очищенную суспензию силиката натрия. Суспензию осажденного диоксида кремния получают нейтрализацией очищенной суспензии силиката натрия серной кислотой (Н2SO4) при температуре 20-95°С. В реакторе происходит взаимодействие раствора силиката натрия с серной кислотой с образованием сульфата натрия и гидратированной двуокиси кремния.First, a purified sodium silicate slurry is obtained. The precipitated silica slurry is obtained by neutralizing the purified sodium silicate slurry with sulfuric acid (H 2 SO 4 ) at a temperature of 20-95°C. In the reactor, the sodium silicate solution reacts with sulfuric acid to form sodium sulfate and hydrated silicon dioxide.

Реакция протекает по уравнению:The reaction proceeds according to the equation:

nNa2O×mSiO2 + nH2SO4 = nNa2SO4 + mSiO2×nH2OnNa 2 O × mSiO 2 + nH 2 SO 4 = nNa 2 SO 4 + mSiO 2 × nH 2 O

Окончание процесса нейтрализации контролируется по рН суспензии.The end of the neutralization process is controlled by the pH of the suspension.

Нейтрализованная суспензия отфильтровывается, осадок отмывается от сульфата натрия Na2SO4 водой. Отмытый осадок диоксида кремния разбавляется водой и сушится в распылительных сушилках.The neutralized suspension is filtered, the precipitate is washed from sodium sulfate Na 2 SO 4 with water. The washed precipitate of silica is diluted with water and dried in spray dryers.

Коротко предложенный способ может быть охарактеризован в следующем виде:Briefly, the proposed method can be characterized as follows:

Способ получения аморфного диоксида кремния в форме гранул, включает по сути 4 стадии:The method for producing amorphous silicon dioxide in the form of granules includes essentially 4 stages:

1 стадия - приготовление раствора силиката натрия.Stage 1 - preparation of a solution of sodium silicate.

Суть первой стадии заключается в том, что после растворения в автоклавах полученный коллоидный раствор силиката натрия (далее - жидкое стекло) поступает на узел автоматического разбавления до плотности 1,130-1,200 г/см3 (измерение плотности производится при температуре раствора 20°С).The essence of the first stage is that after dissolution in autoclaves, the resulting colloidal solution of sodium silicate (hereinafter referred to as liquid glass) enters the automatic dilution unit to a density of 1.130-1.200 g / cm 3 (density is measured at a solution temperature of 20 ° C).

Затем разбавленное жидкое стекло поступает в шламоуловитель, где происходит первая стадия очистки жидкого стекла от взвешенных частиц. Далее разбавленное жидкое стекло самотеком, через сито (вторая стадия очистки жидкого стела), направляется в отстойники, которые также служат емкостным оборудованием, где происходит третья стадия очистки жидкого стекла от взвешенных частиц.Then the diluted liquid glass enters the sludge trap, where the first stage of purification of liquid glass from suspended particles takes place. Further, the diluted liquid glass by gravity, through a sieve (the second stage of cleaning the liquid stele), is sent to settling tanks, which also serve as capacitive equipment, where the third stage of cleaning liquid glass from suspended particles takes place.

Из отстойников жидкое стекло насосом закачивается в емкости подогреватели периодического действия, оснащенные паровыми рубашками. В подогревателях жидкое стекло нагревается до температуры 80÷95°С, где в течении 20-60 мин происходит коагуляция (четвертая стадия очистки жидкого стекла). Очищенное жидкое стекло перекачивается в емкости накопители, а осевшие в результате коагуляции на дно емкости подогревателя хлопья нерастворенного силиката натрия насосом перекачиваются в автоклавы для дальнейшего растворения.From the settling tanks, liquid glass is pumped into the tanks of intermittent heaters equipped with steam jackets. In heaters, liquid glass is heated to a temperature of 80÷95°C, where coagulation occurs within 20-60 minutes (the fourth stage of liquid glass purification). The purified liquid glass is pumped into storage tanks, and the flakes of undissolved sodium silicate that have settled to the bottom of the heater tank as a result of coagulation are pumped into autoclaves for further dissolution.

Техническая задача первой стадии - очистить раствор силиката натрия от не растворенного силиката натрия.The technical task of the first stage is to clean the sodium silicate solution from undissolved sodium silicate.

Уникальность данного способа очистки жидкого стекла заключается в отсутствии аналогов, в простоте, так как не требует дополнительного оборудования (фильтров) и скорости очистки.The uniqueness of this method of cleaning liquid glass lies in the absence of analogues, in simplicity, since it does not require additional equipment (filters) and cleaning speed.

Подробная технологическая схема стадии 1 приведена на фиг. 1.A detailed process flow diagram of stage 1 is shown in Fig. 1.

2 стадия - получение осажденного диоксида кремния.Stage 2 - obtaining precipitated silicon dioxide.

Суть второй стадии заключается в том, что раствор силиката натрия нейтрализуется серной кислотой (Н2SO4) при температуре 20-95°С. В реакторе происходит взаимодействие раствора силиката натрия с серной кислотой с образованием сульфата натрия и гидратированной двуокиси кремния.The essence of the second stage is that the sodium silicate solution is neutralized with sulfuric acid (H 2 SO 4 ) at a temperature of 20-95°C. In the reactor, the sodium silicate solution reacts with sulfuric acid to form sodium sulfate and hydrated silicon dioxide.

Реакция протекает по уравнению:The reaction proceeds according to the equation:

nNa2O×mSiO2 + nH2SO4 = nNa2SO4 + mSiO2×nH2OnNa 2 O × mSiO 2 + nH 2 SO 4 = nNa 2 SO 4 + mSiO 2 × nH 2 O

Окончание процесса нейтрализации контролируется по рН суспензии.The end of the neutralization process is controlled by the pH of the suspension.

Описание процесса:Process description:

1. Приготовление подложки в реакторе: 1. Substrate preparation in the reactor:

- из емкости накопителя насосом в реактор периодического действия, оснащенный паровой рубашкой для нагрева, подается 18-20 м3 очищенного жидкого стекла плотностью 1,130-1,200 г/см3 и температурой 20-95°С.- 18-20 m 3 of purified water glass with a density of 1.130-1.200 g/cm 3 and a temperature of 20-95°C is supplied from the accumulator tank by a pump to a batch reactor equipped with a steam jacket for heating.

- из емкости накопителя для раствора сульфата натрия в реактор насосом подается 5-6 м3 раствора сульфата натрия, плотностью 1,03-1,06 г/см3, далее в полученный раствор подается вода и доводится до плотности 1,08-1,12 г/см3.- 5-6 m 3 of a sodium sulfate solution with a density of 1.03-1.06 g/cm 3 is pumped from the storage tank for the sodium sulfate solution into the reactor by a pump, then water is supplied to the resulting solution and brought to a density of 1.08-1, 12 g/ cm3 .

2. Технологический процесс нейтрализации: 2. Technological process of neutralization:

- в разогретую подложку с помощью насоса из накопительной емкости подается разбавленная до 6-11% серная кислота (далее серная кислота) со скоростью подачи от 14 до 20 м3/ч в течение 16-25 мин. Температура в реакторе на данном этапе поддерживается 80-88°С;- diluted to 6-11% sulfuric acid (hereinafter sulfuric acid) is supplied to the heated substrate using a pump from the storage tank at a feed rate of 14 to 20 m 3 /h for 16-25 minutes. The temperature in the reactor at this stage is maintained at 80-88°C;

- с 16-25 минуты до 47-87 минуты в реактор подается серная кислота, скорость подачи 6-15 м3/ч. К 47-87 минуте рН раствора составляет 7,2-6,5. Температура до 25-50 минуты поддерживается 80-88°С. С 25-50 минуты до 95-130 минуты (окончание процесса нейтрализации) температура раствора повышается до 89-93°С; - from 16-25 minutes to 47-87 minutes, sulfuric acid is fed into the reactor, the feed rate is 6-15 m 3 /h. By 47-87 minutes the pH of the solution is 7.2-6.5. Temperature up to 25-50 minutes is maintained at 80-88°C. From 25-50 minutes to 95-130 minutes (the end of the neutralization process), the temperature of the solution rises to 89-93°C ;

- с 45-80 минуты до 79-110 минуты в реактор подается жидкое стекло со скоростью подачи 2,0-2,8 м3/ч. В это же время одновременно с жидким стеклом подается серная кислота, скорость подачи 2,0-2,8 м3/ч, рН раствора на данном этапе поддерживается постоянно 7,5-7.- from 45-80 minutes to 79-110 minutes liquid glass is fed into the reactor at a feed rate of 2.0-2.8 m 3 /h. At the same time, simultaneously with liquid glass, sulfuric acid is supplied, the feed rate is 2.0-2.8 m 3 /h, the pH of the solution at this stage is maintained constantly at 7.5-7.

- с 79-110 минуты подача жидкого стекла прекращается. С 79-110 до 96-130 минуты скорость подачи серной кислоты 2,2-3,0 м3/ч, к 96-130 минуте рН раствора понижается до 5-3.- from 79-110 minutes, the supply of liquid glass stops. From 79-110 to 96-130 minutes the rate of supply of sulfuric acid is 2.2-3.0 m 3 /h, by 96-130 minutes the pH of the solution drops to 5-3.

Из реактора нейтрализованная суспензия насосом подается в емкость-сборник нейтрализованной суспензии, где происходит усреднение суспензии за счет работы лопастной мешалки.From the reactor, the neutralized slurry is pumped into the neutralized slurry collection vessel, where the slurry is averaged due to the operation of the paddle mixer.

Техническая задача второй стадии - получить осажденный диоксид кремния.The technical task of the second stage is to obtain precipitated silicon dioxide.

Уникальность данного метода получения осажденного диоксида кремния заключается в отсутствии аналогичного процесса, а также температурные и временные режимы.The uniqueness of this method for obtaining precipitated silicon dioxide lies in the absence of a similar process, as well as temperature and time conditions.

Подробная технологическая схема стадии 2 приведена на фиг. 2.A detailed process flow diagram of stage 2 is shown in Fig. 2.

3 стадия - фильтрация суспензии, промывка и репульпация осадка.Stage 3 - filtration of the suspension, washing and repulpation of the sediment.

Суть третьей стадии заключается в том, что из емкости-сборника нейтрализованная суспензия насосом подается на фильтр-пресс. Осадок диоксида кремния отфильтровывается от маточного раствора при избыточном давлении не более 0,4 Мпа и промывается водой с температурой 45-60°С при избыточном давлении не более 0,6 МПа. Время промывки осадка определяется по минимальному содержанию растворимых солей в промывной воде при помощи кондуктометра. Отмытый осадок диоксида кремния с фильтрпрессов сбрасывается по течкам в смесители-репульпаторы, где разбавляется водой до плотности не ниже 1,05 г/см3. Для обеспечения равномерности смешения используется лопастная мешалка и система циркуляции при помощи насоса. После разбавления осадка в репульпатор подается раствор алюмината натрия. Из смесителей-репульпаторов суспензия насосом подается на вибросита. Прошедшая через сетку вибросит суспензия собирается в емкость-сборник.The essence of the third stage is that the neutralized suspension is pumped from the collection tank to the filter press. The precipitate of silicon dioxide is filtered from the mother liquor at an excess pressure of not more than 0.4 MPa and washed with water at a temperature of 45-60°C at an excess pressure of not more than 0.6 MPa. The sediment washing time is determined by the minimum content of soluble salts in the washing water using a conductometer. The washed precipitate of silicon dioxide from filter presses is discharged through chutes into repulp mixers, where it is diluted with water to a density of at least 1.05 g/cm 3 . To ensure uniform mixing, a paddle mixer and a circulation system using a pump are used. After the sediment is diluted, a solution of sodium aluminate is fed into the repulpator. From the mixer-repulpators, the suspension is pumped to vibrating screens. The suspension that has passed through the vibrating screen is collected in a collection container.

Техническая задача третьей стадии - промыть и очистить осажденный диоксид кремния.The technical task of the third stage is to wash and purify the precipitated silica.

Подробная технологическая схема стадии 3 приведена на фиг. 3.A detailed process flow diagram of stage 3 is shown in Fig. 3.

4 стадия - сушка суспензии диоксида кремния и его гранулирование.Stage 4 - drying the suspension of silicon dioxide and its granulation.

Суть четвертой стадии заключается в следующем. Из емкости-сборника суспензия насосом подается в напорный бачок сушилки. Из напорного бачка сушилки суспензия самотеком поступает на диск распыливающего механизма, где за счет его вращения (n=4000-8000 об/мин), происходит распыление суспензии. Сушильный агент образуется в топке при сжигании природного газа и подается в сушильную камеру с температурой до 750°С.The essence of the fourth stage is as follows. From the collection tank, the suspension is pumped into the pressure tank of the dryer by a pump. From the pressure tank of the dryer, the suspension flows by gravity to the disk of the spraying mechanism, where due to its rotation (n=4000-8000 rpm), the suspension is sprayed. The drying agent is formed in the furnace during the combustion of natural gas and is fed into the drying chamber at a temperature of up to 750°C.

Высушивание суспензии в сушилке в относительно высокой температурной зоне 500-650°С, но с кратковременным, в пределах 5-8 секунд, пребыванием в ней гранул, позволяет в большой степени сохранить первоначальные физико-химические, заложенные технологическим процессом, свойства и структуру частиц, без приложения деформирующих усилий к материалу. Полученный в виде микрогранул аморфный диоксид кремния оседает в конусе сушилки и шлюзовым затвором подается в систему пневмотранспорта, откуда вентилятором подается в циклоны. Осевший внутри циклонов в виде микрогранул аморфный диоксид кремния через шлюзовый затвор поступает в бункер и далее на фасовку.Drying the suspension in a dryer in a relatively high temperature zone of 500-650 ° C, but with a short stay of granules in it within 5-8 seconds, allows to a large extent to preserve the original physico-chemical properties and structure of the particles laid down by the technological process, without applying deforming forces to the material. The amorphous silicon dioxide obtained in the form of microgranules settles in the cone of the dryer and is supplied by a sluice gate to the pneumatic transport system, from where it is supplied to the cyclones by a fan. Amorphous silicon dioxide settled inside the cyclones in the form of microgranules through a sluice gate enters the bunker and further for packing.

Не осевшая в циклонах сажевоздушная смесь вентилятором по газоходу сушилки подается в зону распыла суспензии для дальнейшего наращивании порошкообразного сухого аморфного диоксида кремния на распыленный влажный аморфный диоксид кремния в сушилке в процессе его сушки.The soot-air mixture that has not settled in the cyclones is fed by a fan through the dryer gas duct to the suspension spray zone for further growth of powdered dry amorphous silicon dioxide on sprayed wet amorphous silicon dioxide in the dryer during its drying.

Не осевшие в конусе сушилки высушенные частицы диоксида кремния с массовой долей влаги до 8% в виде тонкодисперсного порошка за счет разрежения, создаваемого дымососом из распылительной сушилки, по газоходу вместе с сушильным агентом, поступают:Dried particles of silicon dioxide that have not settled in the dryer cone with a mass fraction of moisture up to 8% in the form of a fine powder due to the rarefaction created by the smoke exhauster from the spray dryer, along with the drying agent, enter through the gas duct:

- на вход аппаратов рукавных фильтров. Сажевоздушная смесь имеет температуру, не превышающую 140°С. В следствие уменьшения скорости потока и изменения направления движения часть диоксида кремния оседает в нижней части бункера рукавного фильтра, а остальная часть поступает в рукава, где оседает на внутренних стенках рукавов рукавных фильтров. После встряхивания с помощью встряхивающего механизма диоксид кремния с внутренней поверхности рукавов попадает в межсекционный бункер рукавных фильтров, далее через шнек и шлюзовой затвор поступает в пневмотранспорт, откуда вентилятором подается в циклоны, где осаждается и затем поступает в бункер и далее на фасовку;- to the input of bag filters. The soot-air mixture has a temperature not exceeding 140°C. As a result of a decrease in the flow rate and a change in the direction of movement, part of the silicon dioxide settles in the lower part of the bag filter hopper, and the rest enters the bags, where it settles on the inner walls of the bag filters. After shaking with the help of a shaking mechanism, silicon dioxide from the inner surface of the bags enters the intersectional hopper of bag filters, then through the auger and sluice gate enters the pneumatic transport, from where it is fed into the cyclones by the fan, where it is deposited and then enters the hopper and further for packing;

- на вход в центробежную камеру очистки газопылевых смесей (далее ЦКО). Сажевоздушная смесь имеет температуру 100-300°С. Осевший внутри ЦКО диоксид кремния попадает в бункер пылесборник и далее через шлюзовой затвор поступает в пневмотранспорт, откуда вентилятором подается в циклоны, где осаждается и затем поступает в бункер и далее на фасовку.- at the entrance to the centrifugal chamber for cleaning gas and dust mixtures (hereinafter CCP). The soot-air mixture has a temperature of 100-300°C. Silicon dioxide settled inside the CCU enters the dust collector bunker and then enters the pneumatic transport through the sluice gate, from where it is fed into the cyclones by a fan, where it is deposited and then enters the bunker and further for packing.

Диоксид кремния, не осевший в циклонах, вентилятором подается в газоход сушилки, для дальнейшего наращивании порошкообразного сухого аморфного диоксида кремния на распыленный влажный аморфный диоксид кремния в сушилке в процессе его сушки.Silicon dioxide that has not settled in the cyclones is fed by a fan into the gas duct of the dryer, for further growth of powdered dry amorphous silicon dioxide on sprayed wet amorphous silicon dioxide in the dryer during its drying.

Техническая задача - получить аморфный диоксид кремния в форме гранул.The technical task is to obtain amorphous silicon dioxide in the form of granules.

Уникальность данного метода получения аморфного диоксида кремния в форме гранул заключается в отсутствии аналогичного процесса наращивании порошкообразного сухого аморфного диоксида кремния на распыленный влажный аморфный диоксид кремния в сушилке в процессе его сушки.The uniqueness of this method for obtaining amorphous silicon dioxide in the form of granules lies in the absence of a similar process of growing powdered dry amorphous silicon dioxide on sprayed wet amorphous silicon dioxide in a dryer during its drying.

Подробная технологическая схема стадии 4 приведена на фиг. 4.A detailed process flow diagram of stage 4 is shown in Fig. 4.

В результате осуществления способа формирование гранул аморфного диоксида кремния происходит без использования сдвиговых деформаций, которые влекут за собой в той или иной степени разрушение структуры частиц, полученных в процессе осаждения аморфного диоксида кремния, что приводит к сохранности первоначальной структуры частиц, однородности аморфного диоксида кремния.As a result of the implementation of the method, the formation of granules of amorphous silicon dioxide occurs without the use of shear deformations, which entail, to one degree or another, the destruction of the structure of the particles obtained in the process of deposition of amorphous silicon dioxide, which leads to the preservation of the original structure of the particles, the homogeneity of amorphous silicon dioxide.

За счет использования четырех стадий очистки раствора силиката натрия и стадии 3 обеспечивается чистота получаемого продукта и его высокое качество.Due to the use of four stages of purification of the sodium silicate solution and stage 3, the purity of the resulting product and its high quality are ensured.

Отличительными особенностями предложенного способа от известных способов грануляции диоксида кремния являются следующие:Distinctive features of the proposed method from the known methods of granulation of silicon dioxide are the following:

- гранулы формирующейся путем распыления суспензии аморфного диоксида кремния с одновременной подачей на поверхность формирующихся влажных гранул сухого порошкообразного аморфного диоксида кремния;- granules formed by spraying a suspension of amorphous silicon dioxide with simultaneous supply of dry powdered amorphous silicon dioxide to the surface of the formed wet granules;

- в процессе формирования и высушивания гранул удаляется избыток порошкообразного аморфного диоксида кремния;- in the process of formation and drying of the granules, the excess of powdered amorphous silicon dioxide is removed;

- весовое отношение распыленной дисперсии аморфного диоксида кремния к сухому порошкообразному аморфному диоксиду кремния, а также размер частиц дисперсии, определяющийся скоростью удаления паров дисперсионной среды;- weight ratio of the sprayed dispersion of amorphous silicon dioxide to dry powdered amorphous silicon dioxide, as well as the particle size of the dispersion, which is determined by the rate of removal of vapors of the dispersion medium;

- формирование гранул совмещено во времени и пространстве с удалением дисперсионной среды;- the formation of granules is combined in time and space with the removal of the dispersion medium;

- получение гранул происходит без приложения деформирующих усилий к материалу;- obtaining granules occurs without the application of deforming forces to the material;

- формирование и наращивание гранул происходит в относительно высокой температурной зоне 500-650°С, но с кратковременным, в пределах 5-8 секунд, пребыванием в ней гранул, что позволяет в большой степени сохранить первоначальные физико-химические, заложенные технологическим процессом, свойства и структуру частиц аморфного диоксида кремния.- the formation and growth of granules takes place in a relatively high temperature zone of 500-650 ° C, but with a short-term, within 5-8 seconds, stay of granules in it, which makes it possible to largely preserve the original physico-chemical properties laid down by the technological process, and structure of particles of amorphous silicon dioxide.

Все используемое в способе оборудование, их конструктивное выполнение, процессы и операции, а также вещества и материалы, являются широко известными в данной области техники и в уровне техники и не требуют специального раскрытия.All equipment used in the method, their design, processes and operations, as well as substances and materials, are widely known in the art and in the prior art and do not require special disclosure.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Нами были проведены экспериментальные исследования по осуществлению предложенного способа на действующей производственной линии. Исследования показали возможность осуществления изобретения и достижения технического результата.We have carried out experimental studies on the implementation of the proposed method on the existing production line. Studies have shown the possibility of carrying out the invention and achieving a technical result.

ПримерExample

Данный пример предназначен для иллюстрации предложенного способа и не ограничивает его. Коммерчески доступный силикат натрия растворили в автоклаве. После растворения в автоклаве полученное жидкое стекло поступает на узел автоматического разбавления и разбавили до плотности примерно 1,170 г/см3 (измерение плотности производится при температуре около 20°С). Затем жидкое стекло последовательно проходит шламоуловитель, самотеком через сито, отстойники и затем насосом закачивается в емкости подогреватели периодического действия, оснащенные паровыми рубашками. В подогревателях жидкое стекло было нагрето до температуры 95°С, где в течении примерно 40 мин подвергалось коагуляции. Далее очищенное жидкое стекло перекачивают в емкости накопители.This example is intended to illustrate the proposed method and does not limit it. Commercially available sodium silicate was dissolved in an autoclave. After dissolution in an autoclave, the resulting liquid glass is fed to the automatic dilution unit and diluted to a density of about 1.170 g/cm 3 (density measurement is carried out at a temperature of about 20°C). Then the liquid glass sequentially passes through the sludge trap, by gravity through a sieve, settling tanks, and then pumped into batch heaters equipped with steam jackets by a pump. In heaters, liquid glass was heated to a temperature of 95°C, where it was subjected to coagulation for about 40 minutes. Further, the purified liquid glass is pumped into storage tanks.

Затем из емкости накопителя насосом в реактор периодического действия, оснащенный паровой рубашкой для нагрева, подается 19 м3 очищенного жидкого стекла плотностью примерно 1,170 г/см3 и температурой около 95°С, а из емкости-накопителя для раствора сульфата натрия в реактор насосом подается 5 м3 раствора сульфата натрия и в полученный раствор подается вода с получением плотности раствора примерно 1,1 г/см3. Таким образом, формируется подложка.Then, 19 m 3 of purified water glass with a density of about 1.170 g/cm 3 and a temperature of about 95°C is pumped from the accumulator tank into a batch reactor equipped with a steam jacket for heating, and from the accumulator tank for sodium sulfate solution, 5 m 3 sodium sulfate solution and water is supplied to the resulting solution to obtain a solution density of approximately 1.1 g/cm 3 . Thus, a substrate is formed.

В разогретую подложку подается разбавленная серная кислота и жидкое стекло по технологии, приведенной выше в разделе «раскрытие изобретения», для осуществления нейтрализации. Окончание процесса нейтрализации контролируется по рН суспензии (3-5). Из реактора нейтрализованная суспензия насосом подается в емкость-сборник нейтрализованной суспензии, где происходит усреднение суспензии за счет работы лопастной мешалки.Dilute sulfuric acid and liquid glass are supplied to the heated substrate according to the technology described above in the "disclosure of the invention" section to carry out neutralization. The end of the neutralization process is controlled by the pH of the suspension (3-5). From the reactor, the neutralized slurry is pumped into the neutralized slurry collection vessel, where the slurry is averaged due to the operation of the paddle mixer.

Далее из емкости-сборника нейтрализованная суспензия насосом подается на фильтр-пресс. Осадок диоксида кремния отфильтровывается от маточного раствора при избыточном давлении около 0,3 Мпа и промывается подогретой водой при избыточном давлении около 0,3 МПа. Время промывки осадка контролируется кондуктометром. Отмытый осадок диоксида кремния с фильтрпрессов сбрасывается в смесители-репульпаторы, где разбавляется водой до плотности не ниже 1,05 г/см3. Для обеспечения равномерности смешения используется лопастная мешалка и система циркуляции при помощи насоса. После разбавления осадка в репульпатор подается раствор алюмината натрия. Из смесителей-репульпаторов суспензия насосом подается на вибросита. Прошедшая через сетку вибросит суспензия собирается в емкость-сборник.Further, the neutralized suspension is pumped from the collection tank to the filter press. The precipitate of silicon dioxide is filtered off from the mother liquor at an overpressure of about 0.3 MPa and washed with heated water at an overpressure of about 0.3 MPa. The sediment washing time is controlled by a conductometer. The washed precipitate of silicon dioxide from the filter presses is discharged into repulp mixers, where it is diluted with water to a density of at least 1.05 g/cm 3 . To ensure uniform mixing, a paddle mixer and a circulation system using a pump are used. After the sediment is diluted, a solution of sodium aluminate is fed into the repulpator. From the mixer-repulpators, the suspension is pumped to vibrating screens. The suspension that has passed through the vibrating screen is collected in a collection container.

Из емкости-сборника суспензия насосом подается в напорный бачок сушилки. Из напорного бачка сушилки суспензия самотеком поступает на диск распыливающего механизма, где за счет его вращения (n=4000 об/мин), происходит распыление суспензии. Сушильный агент имеет температуру около 550°С. Время пребывания гранул в сушилке составило около 7 сек.From the collection tank, the suspension is pumped into the pressure tank of the dryer by a pump. From the pressure tank of the dryer, the suspension flows by gravity to the disc of the spraying mechanism, where, due to its rotation (n=4000 rpm), the suspension is sprayed. The drying agent has a temperature of about 550°C. The residence time of the pellets in the dryer was about 7 seconds.

Полученный в виде микрогранул аморфный диоксид кремния оседает в конусе сушилки и шлюзовым затвором подается в систему пневмотранспорта, откуда вентилятором подается в циклоны. Осевший внутри циклонов в виде микрогранул аморфный диоксид кремния через шлюзовый затвор поступает в бункер и далее на фасовку.The amorphous silicon dioxide obtained in the form of microgranules settles in the cone of the dryer and is supplied by a sluice gate to the pneumatic transport system, from where it is supplied to the cyclones by a fan. Amorphous silicon dioxide settled inside the cyclones in the form of microgranules through a sluice gate enters the bunker and further for packing.

Не осевшая в циклонах сажевоздушная смесь вентилятором по газоходу сушилки подается в зону распыла суспензии для дальнейшего наращивании порошкообразного сухого аморфного диоксида кремния на распыленный влажный аморфный диоксид кремния в сушилке в процессе его сушки.The soot-air mixture that has not settled in the cyclones is fed by a fan through the dryer gas duct to the suspension spray zone for further growth of powdered dry amorphous silicon dioxide on sprayed wet amorphous silicon dioxide in the dryer during its drying.

Диоксид кремния, не осевший в циклонах, вентилятором подается в газоход сушилки, для дальнейшего наращивании порошкообразного сухого аморфного диоксида кремния на распыленный влажный аморфный диоксид кремния в сушилке в процессе его сушки.Silicon dioxide that has not settled in the cyclones is fed by a fan into the gas duct of the dryer, for further growth of powdered dry amorphous silicon dioxide on sprayed wet amorphous silicon dioxide in the dryer during its drying.

Как видно, в результате осуществления способа формирование гранул аморфного диоксида кремния происходит без использования сдвиговых деформаций, стадий измельчения или дробления, которые влекут за собой в той или иной степени разрушение структуры частиц, полученных в процессе осаждения аморфного диоксида кремния, что приводит к сохранности первоначальной структуры частиц и однородности аморфного диоксида кремния.As can be seen, as a result of the implementation of the method, the formation of granules of amorphous silicon dioxide occurs without the use of shear deformations, the stages of grinding or crushing, which entail, to one degree or another, the destruction of the structure of the particles obtained in the process of deposition of amorphous silicon dioxide, which leads to the preservation of the original structure particles and homogeneity of amorphous silicon dioxide.

За счет использования четырех стадий очистки раствора силиката натрия и стадии промывки и фильтрации обеспечивается высокая чистота получаемого продукта и его высокое качество.Due to the use of four stages of purification of the sodium silicate solution and the stage of washing and filtration, a high purity and high quality of the resulting product is ensured.

Все указанные улучшения, в свою очередь, очевидно будут повышать усиливающие свойства полученного диоксида кремния в эластромерах, а также свойства диоксида кремния в других применениях.All of these improvements, in turn, will obviously increase the reinforcing properties of the resulting silica in elastomers, as well as the properties of silica in other applications.

Claims (15)

Способ получения аморфного диоксида кремния в форме гранул, отличающийся тем, что включает следующие стадии:A method for producing amorphous silicon dioxide in the form of granules, characterized in that it includes the following steps: (1) стадия приготовления и очистки раствора силиката натрия, на которой растворенный в автоклаве коллоидный раствор силиката натрия поступает на узел автоматического разбавления до заданной плотности, а затем последовательно поступает сначала в шламоуловитель, затем самотеком, через сито, направляется в отстойники и далее закачивается в емкости-подогреватели периодического действия, оснащенные паровыми рубашками, где происходит коагуляция, затем очищенный раствор силиката натрия перекачивается в емкости-накопители, а осевшие в результате коагуляции на дно емкости-подогревателя хлопья нерастворенного силиката натрия насосом перекачиваются в автоклав для дальнейшего растворения;(1) the stage of preparation and purification of the sodium silicate solution, at which the colloidal solution of sodium silicate dissolved in the autoclave enters the automatic dilution unit to a predetermined density, and then sequentially enters the sludge trap, then by gravity, through a sieve, is sent to the settling tanks and then pumped into intermittent heaters equipped with steam jackets, where coagulation takes place, then the purified sodium silicate solution is pumped into storage tanks, and the undissolved sodium silicate flakes settled on the bottom of the heater after coagulation are pumped into the autoclave for further dissolution; (2) стадия получения осажденного диоксида кремния, на которой осуществляют следующие операции:(2) the stage of obtaining precipitated silicon dioxide, which carry out the following operations: а) приготовление подложки, на которой:a) preparation of a substrate on which: - из емкости-накопителя насосом в реактор периодического действия, оснащенный паровой рубашкой для нагрева, подается 18–20 м3 суспензии силиката натрия с плотностью 1,130-1,200 г/см3 и температурой 20-95°С;- 18–20 m 3 of a suspension of sodium silicate with a density of 1.130–1.200 g/cm 3 and a temperature of 20–95°C are supplied from the storage tank by a pump to a batch reactor equipped with a steam jacket for heating; - из емкости-накопителя для раствора сульфата натрия в реактор насосом подается 5-6 м3 раствора сульфата натрия плотностью 1,03-1,06 г/см3, далее в полученный раствор подается вода и доводится до плотности 1,08-1,12 г/см3;- 5-6 m 3 of a sodium sulfate solution with a density of 1.03-1.06 g / cm 3 is pumped from the storage tank for the sodium sulfate solution into the reactor by a pump, then water is supplied to the resulting solution and brought to a density of 1.08-1, 12 g/cm 3 ; б) осуществление процесса нейтрализации, при котором:b) the implementation of the neutralization process, in which: - в разогретую подложку с помощью насоса из накопительной емкости подается разбавленная серная кислота со скоростью подачи от 14 до 20 м3/ч в течение 16-25 мин, температура в реакторе на данном этапе поддерживается 80-88°С;- diluted sulfuric acid is supplied to the heated substrate by means of a pump from the storage tank at a feed rate of 14 to 20 m 3 /h for 16-25 min, the temperature in the reactor at this stage is maintained at 80-88°C; - с 16-25 минуты до 47-87 минуты в реактор подается серная кислота, скорость подачи 6-15 м3/ч, к 47-87 минуте рН раствора составляет 7,2–6,5, температура до 25-50 минуты поддерживается 80-88°С, с 25-50 минуты до 95-130 минуты, т.е. до окончания процесса нейтрализации, температура раствора повышается до 89-93°С;- from 16-25 minutes to 47-87 minutes, sulfuric acid is supplied to the reactor, the feed rate is 6-15 m 3 / h, by 47-87 minutes the pH of the solution is 7.2-6.5, the temperature is maintained up to 25-50 minutes 80-88°C, from 25-50 minutes to 95-130 minutes, i.e. before the end of the neutralization process, the temperature of the solution rises to 89-93°C; - с 45-80 минуты до 79-110 минуты в реактор подается суспензия силиката натрия со скоростью подачи 2,0-2,8 м3/ч, в это же время одновременно с силикатом натрия подается серная кислота, скорость подачи 2,0-2,8 м3/ч, рН раствора на данном этапе поддерживается постоянно 7,5-7;- from 45-80 minutes to 79-110 minutes, a suspension of sodium silicate is fed into the reactor at a feed rate of 2.0-2.8 m 3 / h, at the same time sulfuric acid is fed simultaneously with sodium silicate, a feed rate of 2.0- 2.8 m 3 /h, the pH of the solution at this stage is maintained constantly at 7.5-7; - с 79-110 минуты подача силиката натрия прекращается, с 79-110 до 96-130 минуты скорость подачи серной кислоты 2,2-3,0 м3/ч, к 96-130 минуте рН раствора понижается до 5-3;- from 79-110 minutes the supply of sodium silicate stops, from 79-110 to 96-130 minutes the supply rate of sulfuric acid is 2.2-3.0 m 3 /h, by 96-130 minutes the pH of the solution drops to 5-3; в) далее из реактора нейтрализованная суспензия насосом подается в емкость-сборник нейтрализованной суспензии, где происходит усреднение суспензии за счет работы лопастной мешалки;c) further from the reactor, the neutralized suspension is pumped into the neutralized suspension collection tank, where the suspension is averaged due to the operation of the paddle mixer; (3) стадия фильтрации суспензии, промывки и репульпации осадка, на которой из емкости-сборника нейтрализованная суспензия подается на фильтр-пресс, осадок диоксида кремния отфильтровывается от маточного раствора и промывается, отмытый осадок диоксида кремния с фильтр-прессов сбрасывается в смесители-репульпаторы, где разбавляется водой, после чего в репульпатор подается раствор алюмината натрия, а из смесителей-репульпаторов суспензия подается на вибросита и собирается в емкость-сборник;(3) the stage of suspension filtration, washing and repulpation of the sediment, at which the neutralized suspension is fed from the collection tank to the filter press, the silica precipitate is filtered from the mother liquor and washed, the washed silica precipitate from the filter presses is discharged into repulp mixers, where it is diluted with water, after which a solution of sodium aluminate is fed into the repulpator, and from the mixer-repulpators the suspension is fed to vibrating screens and collected in a collection container; (4) стадия сушки суспензии диоксида кремния и его гранулирование, на которой из емкости-сборника суспензия подается в напорный бачок сушилки, откуда самотеком поступает на диск распыливающего механизма, где за счет его вращения при скорости n=4000-8000 об/мин в присутствии сушильного агента происходит распыление суспензии, при этом высушивание суспензии в сушилке происходит в температурной зоне 500-650°С с кратковременным, в пределах 5-8 секунд, пребыванием в ней гранул, затем полученный в виде микрогранул аморфный диоксид кремния оседает в конусе сушилки и подается в систему пневмотранспорта, откуда вентилятором подается в циклоны, а осевший внутри циклонов в виде микрогранул аморфный диоксид кремния поступает на фасовку, (4) the stage of drying the suspension of silicon dioxide and its granulation, at which the suspension is fed from the collection tank to the pressure tank of the dryer, from where it flows by gravity to the disk of the spraying mechanism, where due to its rotation at a speed of n=4000-8000 rpm in the presence of drying agent, the suspension is sprayed, while the suspension is dried in the dryer in a temperature zone of 500-650 ° C with a short stay of granules in it, within 5-8 seconds, then the amorphous silicon dioxide obtained in the form of microgranules settles in the cone of the dryer and is fed into the pneumatic transport system, from where it is fed into the cyclones by a fan, and the amorphous silicon dioxide that has settled inside the cyclones in the form of microgranules enters the packaging, при этом не осевшие в циклонах сажевоздушная смесь и диоксид кремния подаются в зону распыла суспензии для дальнейшего наращивания порошкообразного сухого аморфного диоксида кремния на распыленный влажный аморфный диоксид кремния в сушилке в процессе его сушки.at the same time, the soot-air mixture and silicon dioxide that have not settled in the cyclones are fed into the suspension spray zone for further growth of powdered dry amorphous silicon dioxide on the sprayed wet amorphous silicon dioxide in the dryer during its drying.
RU2022117338A 2022-06-27 Method for production of amorphous silicon dioxide in granule form RU2799206C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2799206C1 true RU2799206C1 (en) 2023-07-04

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05193927A (en) * 1992-01-24 1993-08-03 Mizusawa Ind Chem Ltd Production of granular amorphous silica and amorphous silica spherular grain
RU2061656C1 (en) * 1994-08-29 1996-06-10 Институт химии Дальневосточного отделения РАН Method of producing amorphous silicon dioxide from rice husk
RU2130896C1 (en) * 1995-03-29 1999-05-27 Рон-Пуленк Шими Method for preparing precipitated silicon dioxide, precipitated zinc-containing silicon dioxides, and use thereof of reinforcing elastomers
RU2018114269A (en) * 2018-04-18 2019-10-18 Алия Халитовна Акманова A method of obtaining a highly dispersed amorphous silicon dioxide
CN112694092A (en) * 2020-12-29 2021-04-23 山东联科卡尔迪克白炭黑有限公司 Production process and application of silicon dioxide for choline chloride carrier

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05193927A (en) * 1992-01-24 1993-08-03 Mizusawa Ind Chem Ltd Production of granular amorphous silica and amorphous silica spherular grain
RU2061656C1 (en) * 1994-08-29 1996-06-10 Институт химии Дальневосточного отделения РАН Method of producing amorphous silicon dioxide from rice husk
RU2130896C1 (en) * 1995-03-29 1999-05-27 Рон-Пуленк Шими Method for preparing precipitated silicon dioxide, precipitated zinc-containing silicon dioxides, and use thereof of reinforcing elastomers
RU2018114269A (en) * 2018-04-18 2019-10-18 Алия Халитовна Акманова A method of obtaining a highly dispersed amorphous silicon dioxide
CN112694092A (en) * 2020-12-29 2021-04-23 山东联科卡尔迪克白炭黑有限公司 Production process and application of silicon dioxide for choline chloride carrier

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3748103A (en) Process for the production of hydrous granular sodium silicate
CN107686118B (en) Method for preparing calcium silicate powder by liquid-phase dynamic hydrothermal synthesis method
US8057770B2 (en) Process for hydrothermal production of sodium silicate solutions and precipitated silicas
KR101559897B1 (en) A process for the preparation of finely divided precipitated silica
PL179850B1 (en) Method of obtaining titanium dioxide and method of making plastic articles containing titanium dioxide
US11180375B2 (en) Porous halloysite powder and method for producing halloysite powder
JP2011509236A (en) System and method for purifying carbonaceous material
KR20140111297A (en) Precipitated-silica production method
US5405436A (en) Process for the preparation of hydroxyapatite
US3917663A (en) Method of making alkali metal percarbonates
JP2002255534A (en) Precipitated silica having hyper-order structure
RU2799206C1 (en) Method for production of amorphous silicon dioxide in granule form
US2853363A (en) Manufacture of potassium silicofluoride
US5205493A (en) Process for producing a carbonate composition
RU2578302C1 (en) Method of obtaining precipitated silicon dioxide with application of mixer or extruder
GB2125780A (en) Process of preparing silica gel having desired physical properties
WO1996023728A1 (en) Process and apparatus for preparing calcium carbonate
JP5320242B2 (en) Method for producing calcium carbonate
RU2607218C2 (en) Process for preparing precipitated silica comprising high compaction step
CN1164489C (en) Process for preparing nano silicone dioxide by adopting two-step carbonization reaction
US20190367704A1 (en) Methods of Producing Cellulose Nanocrystals
KR100460447B1 (en) Process for preparing an amorphous aluminosilicate
JP2005507356A (en) Method for producing precipitated calcium carbonate from industrial by-products containing high concentrations of calcium carbonate
US8734750B2 (en) Sodium silicate solutions
EP0616602A1 (en) Process for producing a carbonate composition