SI9210216A - Process for preparing sodium silicates - Google Patents

Description

Postopek za pripravo natrijevih silikatov

Predloženi izum se nanaša na postopek za pripravo kristalnih natrijevih silikatov s plastno strukturo, z molskim razmeijem SiO₂ : Na^ (1,9 do 2,1) : 1 in vsebnostjo vode manj kot 0,3 mas.%, iz raztopine vodnega stekla z vsaj 20 mas.% trdne snovi, ki jo dobimo s presnovo peska z natrijevim hidroksidom z molskim razmerjem SiO₂ : Na₂O od (2,0 do 2,3): 1, na sušenje raztopine vodnega stekla z razpršilnim sušenjem z vročim zrakom od 200 do 300°C, pri čemer nastane praškasti amorfni natrijev silikat z vsebnostjo vode (določeno kot žarilna izguba pri 700°C) od 15 do 23 mas.%, na obdelavo praškastega amorfnega natrijevega silikata, ki vsebuje vodo, in je nanesen v cevasti rotacijski peči, ki je nagnjeno nameščena, v protitoku z dimnim plinom s temperaturami večjimi kot 500 do 850°C, pri čemer nastane kristalni natrijev silikat, na drobljenje natrijevega silikata, ki izhaja iz cevaste rotacijske peči na zrna velikosti od 0,1 do 12 mm in na kasnejše mletje na velikosti od 2 do 400 μτη.

Iz neobjavljene nemške patentne prijave P 40 31 848.6 je znan postopek za pripravo kristalnih natrijevih silikatov s plastno strukturo iz raztopine vodnega stekla. Pri tem obdelajo raztopino vodnega stekla, ki jo dobijo s presnovo kremenčevega peska, z natrijevim hidroksidom z molskim razmeijem SiO₂ : Na₂O od (2,0 do 2,3) : 1 v coni za razpršilno sušenje z vročim zrakom od 200 do 300°C, pri čemer nastane praškasti amorfni natrijev silikat z vsebnostjo vode (določeno kot žarilna izguba pri 700°C) od 15 do 23 mas.%. Ta amorfni natrijev silikat vnesejo v cevno rotacijsko peč, ki je nagnjeno nameščena, v kateri ga obdelujejo z dimnim plinom pri temperaturah večjih kot 500 do 850°C, pri čemer nastane kristalni natrijev silikat. Natrijev silikat, ki izhaja iz cevne rotacijske peči zdrobijo na zrna velikosti 0,1 do 12 mm in jih zmeljejo zatem na zrna velikosti 2 do 400 μτη.

Pri tem postopku je neugodno, da amorfni natrijev silikat, ki ga razpršilno posušijo, zaradi njegove strukture votlih kroglic pri vnosu v cevno rotacijsko peč tvori ekstremno lahek prašek, pri čemer se poleg visoke obremenitve filtra za izpušni plin prenapolni cevna rotacijska peč in se zaradi tega zmanjša kapaciteta cevne rotacijske peči, ker je transport snovi v njej oviran.

Navedene neugodnosti premagamo v smislu izuma s tem, da amorfni natrijev silikat, ki je razpršilno posušen, pred njegovim vnosom v cevno rotacijsko peč zmeljemo.

Postopek v smislu izuma lahko opremimo tudi še tako, da zmeljemo zrna na velikosti od 1 do 50 /im. Pri tem lahko poteka mletje z mlini katerihkoli tipov, ki so v stanju,“da pripravijo zrna z zahtevano finostjo.

Pri postopku v smislu izuma ima izpušni plin, ki priteka iz cevne rotacijske peči le majhno vsebnost praška.

Pri postopku v smislu izuma je možna višja polnilna stopnja cevne rotacijske peči, pri čemer se kapaciteta cevne rotacijske peči poveča.

Pri postopku v smislu izuma se na notranjo steno cevne rotacijske peči ne nalepi praktično nič materiala, kar doprinese k izboljšanju kvalitete natrijevega silikata, ki izhaja iz cevne rotacijske peči.

Zmožnost vezave apnenca, ki je navedena v naslednjih primerih, tako dobljenega natrijevega silikata s plastno strukturo, določimo po naslednjem predpisu:

destilirane vode dodamo raztopino CaC^ (ustreza 300 mg CaO), pri čemer dobimo vodo s 30°d.

K11 te vode temperirane na 20°C dodamo 1 g kristalnega natrijevega silikata, ki ga dobimo v primerih kot tudi 0 do 6 ml 1-mol raztopine glikola (dobljen iz 75,1 g glikola in 58,4 g NaCl, ki ga razredčimo z vodo na 1 1), pri čemer se naravna pH vrednost na 10,4. Suspenzijo mešamo 30 minut pri 20°C, medtem ostane pH vrednost stabilna. Končno odfiltriramo in v filtratu kompleksometrično določimo kalcij, ki preostane v raztopini. Zaradi diference, ki nastane z izvirno vsebnostjo, določimo zmožnost vezave apnenca.

Primer 1 (primerjalni primer)

V cilindričen avtoklav prevlečen z nikljem in opremljen z opremo za mešanje, napolnimo pesek (99 mas.% SiO₂; zmavost: 90% < 0,5 mm) in 50 mas.% natrijevega hidroksida z molskim razmerjem SiO₂: Na₂O od 2,15 :1. Zmes segrevamo v avtoklavu ob mešanju s komprimiranjem vodne pare (16 bar) na 200°C in vzdržujemo 60 minut pri tej temperaturi. Nato vsebnost avtoklava preko izparilne posode ekspandiramo v vsebnik in po dodatku 0,3 mas.% perlita kot filtrimega pomožnega sredstva, filtriramo pri 90°C, za odločitev netopnih snovi, preko ploščnega tlačnega filtra. Kot filtrat dobimo bistro raztopino vodnega stekla z molskim razmerjem SiO₂: Na₂O 2,04:1. Z razredčenjem z vodo naravnamo 50% vsebnosti trdne snovi.

V razprševalni stolp z vročim zrakom, ki je opremljen z razprševalno ploščo in segrevan preko gorilne komore ogrevane s plinom ter povezan s cevnim filtrom s pnevmatskim odčiščevanjem za ločitev produkta, razpršimo raztopino vodnega stekla, pri čemer gorilno komoro tako naravnamo, da ima vroč plin, ki vstopa v glavo stolpa temperaturo 260°C. Količino raztopine vodnega stekla, ki jo je treba razpršiti, naravnamo tako, da znaša temperatura zmesi silikata-plina, ki zapušča razprševalni stolp 105°C. Iz volumna razprševalnega stolpa in iz količine plina, ki gre skozi razprševalni stolp, izračunamo zadrževalni čas 16 sekund. Amorfni natrijev disilikat, ki se odloči na cevnem filtru ima nasipno maso 480 g/1, vsebnost železa 0,01 mas.%, razmerje SiO₂: Na₂O 2,04 :1 in žarilno izgubo pri 700°C 19,4%; srednji premer delcev znaša 52 μτη.

V direktno ogrevano cevno rotacijsko peč (dolžina: 5 m; premer: 78 cm; nagib; 1,2°) damo na mesto, ki leži nasproti plamenu, amorfni natrijev disilikat, medtem ko dobimo kristalni produkt na strani plamena. To cevno rotacijsko peč izoliramo z večplastno mineralno volno in plaščem iz pločevine tako, da pri temperaturi 730°C v notranjosti cevne rotacijske peči na njeni zunanji površini znaša temperatura maksimalno 54°C. V tej cevni rotacijski peči dobimo 60 kg amorfnega natrijevega disilikata na uro. Kristalni natrijev disilikat, ki zapušča cevno rotacijsko peč (Na^^Oj s plastno strukturo), in ima vsebnost vode (določeno kot žarilna izguba pri 700°C) 0,1 mas.% zdrobimo z mehanskim drobilnikom na zmavost manjšo kot 6 mm in po vmesnem hlajenju na mlinu s ploščami (premer : 30 cm) pri 400 min'¹ zmeljemo na delce s srednjim premerom 110 μτη, pri čemer ostane vsebnost železa zmletega produkta identična tisti od amorfnega natrijevega disilikata.

Izpušni plin cevne rotacijske peči odsesamo v območju donosa za amorfni natrijev silikat in očistimo s filtrom iz tkanine. Iz filtra dobimo 5 kg natrijevega silikata na uro, ki sestoji iz votlih kroglic (nasipna masa: 30 g/1; premer do 3 mm), kar vodi k donosu cevne rotacijske peči.

Zmožnost vezave apnenca kristalnega natrijevega disilikata znaša pri pH 10,4 in 20°C 82 mg Ca/g.

Primer 2 (v smislu izuma)

Amorfni natrijev disilikat, ki ga pripravimo po primeru 1 v razprševalnem stolpu z vročim zrakom, z nasipno maso 480 g/1, zmeljemo z udarnim mlinom, ki hitro deluje, pri čemer nastane produkt s srednjim premerom d₅₀ = 22 μτη in nasipno maso 650 g/1Če pod mikroskopom primerjamo medseboj amorfni natrijev disilikat, ki ga dobimo v razprševalnem stolpu z vročim zrakom in tistega, po mletju v udarnem mlinu, je razločno opazno, da se prvotne votle kroglice razbijejo v drobce kroglic.

Cevna rotacijska peč, ki jo uporabimo v primeru 1 in ki obratuje pri pogojih, ki so tam opisani, doprinese 120 kg zmletega amorfnega natrijevega disilikata na uro, pri čemer ne pride do nikakršnega zalepljenja na notranji steni cevne rotacijske peči.

Na filter iz tkanine, s katerim v območju donosa amorfnega natrijevega disilikata odprašimo odsesani zrak, polnimo 2 kg natrijevega disilikata na uro z nasipno maso 250 g/1, kar vodi k donosu cevne rotacijske peči.

Zmožnost vezave apnenca zdrobljenega kristalnega natrijevega disilikata, ki ga dobimo iz cevne rotacijske peči, znaša pri pH 10,4 in 20°C 85 mg Ca/g.

Claims (2)

1. PATENTNA ZAHTEVKA

   1. Postopek za pripravo kristalnih natrijevih silikatov s plastno strukturo, z molskim razmerjem SiO, : Na,O (1,9 do 2,1) : 1 in vsebnostjo vode manj kot 0,3 mas.% iz raztopine vodnega stekla z vsaj 20 mas.% trdne snovi, ki jo dobimo s presnovo peska z natrijevim hidroksidom z molskim razmeijem SiO, : Na,0 od (2,0 do 2,3) : 1, sušenje raztopine vodnega stekla z razpršilnim sušenjem z vročim zrakom od 200 do 300°C, pri čemer nastanke praškasti amorfni natrijev silikat z vsebnostjo vode (določeno kot žarilna izguba pri 700°C) od 15 do 23 mas.%, obdelavo praškastega amorfnega natrijevega silikata, ki vsebuje vodo, in je nanesen v cevasti rotacijski peči, ki je nagnjeno nameščena, v protitoku z dimnim plinom s temperaturami večjimi kot 500 do 850°C, pri čemer nastane kristalni natrijev silikat, drobljenje natrijevega silikata, ki izhaja iz cevaste rotacijske peči na zrna velikosti od 0,1 do 12 mm in kasnejše mletje na velikosti od 2 do 400 μιη, označen s tem, da praškasti amorfni natrijev silikat posušen s razpršilnim sušenjem pred vnosom v cevno rotacijsko peč zmeljemo.
2. 2. Postopek po zahtevku 1, označen s tem, da zmeljemo na zrna velikosti od 1 do 50/tm.