SU1533623A3 - Способ получени силиката лити - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способам получени  спеченного силиката лити  и позвол ет получить высокоплотный продукт спекани  высокого качества без трещин. Карбонат лити  и двуокись кремни  тщательно перемешивают. Полученную смесь подвергают предварительному прокаливанию во влажном воздухе при 410-440°С с образованием в упом нутой смеси по меньшей мере 25% по массе гексагональной фазы, состо щей из лити , кремни  и кислорода, параметры кристаллов которой составл ют A=3,06 А

C=4,97 А. Полученный продукт затем подвергают высокоплотному спеканию или непосредственно, или после прокаливани  при 450-600°С.

Description

Изобретение относитс  к способам получени  силиката лити , который можно использовать в качестве футеро- вочного материала дл  плавильных реакторов , предназначенных дл  получени  трити .

Цель изобретени  - повышение удельной поверхности при обеспечении возможности получени  путем спекани  высокоплотных гранул с плотностью выше 85% теоретической плотности.

Пример 1. 190 г порошка карбоната лити , 160 г порошка Аэросил (фирмы Дегусса АГ ФРГ) с удельной поверхностью 300 м /г смешали с дистиллированной водой, получив пастообразную массу. Эта паста осаждалась в течение 60 мин под водой в истирающем устройстве, в котором шары и рычаги выполнены из окиси алюмини . Затем эту суспензию посто нно перемешивают дл  предотвращени  расслоени  и высушивают распылением.

Полученный мелкодисперсный порошок имеет удельную поверхность

ПО .

I

Порошок подвергают термообработке

в насыщенном при комнатной температуре влажном воздухе в начале при 430°С в течение 30 ч до образовани  25% гексагональной фазы, а затем прокаливанию при 600°С в течение 16 ч и наконец осуществл ют гранулирование при давлении 2,5 т/см в матрице диаметром 6 мм (гексагональна 

сл

се

I

со

сн

А

и

15

аза имеет параметры а 3,06 - 4,97 А).

После спекани  при 950°С в воздуе в течение 9 ч гранулы имеют плот- , ность 91,4% от теоретического значени  .

Така  же смесь осаждалась в течение 2 ч вместо 1 ч и после аналогичной обработки спеченные гранулы име- JQ ли плотность 95% от теоретического значени , при этом сырые гранулы имели плотность 48% от теоретического значени , они имели плотность 98% от теоретического значени  при начальной плотности сырых гранул 50% от теоретического значени .

Пример 2. 272 г порошка карбоната лити  смешивали с 228 г двуокиси кремни  (Аэросил фирмы Дегус- 20 са АГ, ФРГ) и водой, осаждали в течение 60 мин в истирающем устройстве и высушивали распыпиванием. Высушенный порошок предварительно спрессовывали в гранулы диаметром 25 12 мм под давлением 1,2 т/смг. Гранулы получались на сетке с  чейкой 1 мм, изготовленные гранулы последовательно обрабатывались при 410°С в течение 6 ч, при 420°С - в течение 16 ч и при 430°С - в течение 8 ч в атмосфере влажного воздуха с относительной влажностью 30% до образовани  25% гексагональной фазы с параметрами а 3,06 А, с 4,97 А, затем ведут гранулирование под давлением 2,5 т/смг. Плотность гранул достигла 87,6% от теоретического значени  при обработке при 950°С в течение 3 ч и 81,1% от теоретического значени  при обработке при 950°С в течение 1 ч.

Пример 3. Термообработанные гранулы, полученные по примеру 2, подвергали прокаливанию при в течение 12 ч, причем перед этим гранулирование производили под давлением 2,5 т/смг. Плотность гранул достигла 93% от теоретического значени  при обработке при 925РС в течение 3 ч и 90% при обработке при 50 950°С в течение 1 ч.

Пример 4. Готов т смесь, как в примере 2, и полученный порошок термообрабатывают при 440°С во .влажном воздухе (насыщенном водой 55

при t 25eC), спуст  14 ч образуетс  25% гексагональной фазы с парамет- рами а « 3,06 А и с 4,97 А, далее

30

35

40

45

5

Q

0 5

0

5

0

ведут прокаливание при 450°С в течение 10 ч.

Продукт подвергают гранулированию и спеканию в течение 3 ч при 925 С. Плотность гранул достигает 91% от теоретического значени .

Пример 5. Порошкообразный . карбонат лити  смешивают двуокисью кремни  и водой, измельчают в течение 30 мин в жерновой мельнице и сушат распылением. Высушенный порошок уплотн ют холодным изостатическим обжатием под давлением 200 бар.

Затем гранулы прокаливают во влажном воздухе с относительной влажностью 40% путем медленного повышени  температуры от 410 до 480 С в течение 70 ч, затем продукт прокаливают в течение 3 ч при 700°С и гранулируют под давлением 1,2 т/см2 с получением гранул диаметром 17 мм. Хот  „после термообработки продукт повторно прокалила при 700 С, спекаемость оказалась удовлетворительной, а плотность после обжига в течение 5 ч при 925 С составила 95% от теоретической.

Пример 6. Размолотый в шаровой мельнице порошок карбоната лити  смешивают с двуокисью кремни  и водой и сушат раснылением. Состав порошка соответствует стехиометричес- кому составу метасиликата лити . Понасыщен5

метасиликата

рошок прокаливают в воздухе, ном водой при 20°С, путем медленного нагрева в течение 60 ч от 410 до 480°С. Затем продукт повторно прокаливают

0

лотн ют 1 т/смг

5

в течение 5 ч при 600 С, уп- и гранулируют под давлением

После спекани  при 950°С в течение 10 ч плотность достигает 93% от теоретической.

Во всех примерах получен спеченный силикат лити , имеющий плотность по крайней мере 85% от теоретической плотности. Известный способ не позвол ет получить продукты спекани  с высокой плотностью и не дает продукты спекани  силиката лити  хорошего качества. Плотность по прототипу может быть не выше 78% теоретической.

Удельна  поверхность 15-60  вл етс  об зательной характеристикой промежуточного продукта, который  вл етс  только предварительно кальцинированным или смесью предварительно кальцинированного и кальцинированного продуктов, предшествующих продукту спекани . Эта характеристика  вл етс  важной, так как очевидно , что чем выше удельна  поверхность промежуточного порошка, тем выше плотность конечного продукта спекани  будет получена.

Удельные поверхности промежуточных порошкообразных продуктов, полученных в соответствии с изобретением, и удельные поверхности продуктов, полученных в соответствии с прототипом, результат одних и тех же процессов, но без предварительной кальцинации.

Удельные поверхности в соответствии с изобретением варьируютс  от 15 до 56 м2/г но с кальцинацией при 600°С в течение 24 ч удельна  поверхность будет равна только 3,5 м /г,

Например, если по известным способам в качестве исходного материала используютс  распыленно-высушенные частицы с удельной поверхностью 50 , то после кальцинации только в течение 20 ч при Ь75 С получени  удельна  поверхность рлвна 7 (увеличиваетс  до 9 , если кальцинаци  сопровождаетс  3-минутным перемалыванием в шаровой мельнице).

После предварительной кальцинации при 410-440 и кальцинации (20 ч при 675°С) в соответствии с изобретением удельна  поверхность составл ет 34 м /г.

Таким образом, плотность продуктов , приготовленных в соответствии с предлагаемым процессом, значительно выше, чем приготовленных по ранее известным процессам, хот  процессы отличаютс  только тем, что в сос 1- -ствии с изобретением имеет место предварительна  температурна  обработка при 410-440 С, котора  отсутствует в известных способах, в которых гексагональна  фаза не образуетс .

Claims (4)

1.Способ получени  силиката лити  , включающий термообработку гомогенной смеси карбоната лити  и двуокиси кремни  с последующим спеканием термообработанной смеси, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  возможности получени  путем спекани  высокоплотных гранул с плотностью выше 85% теоретической

Q плотности, термообработку ведут при 410-440 0 в атмосфере влажного воздуха от относительной влажности 30% до насыщенной при комнатной температуре влажности до образовани 

5 в смеси 25 мас.% гексагональной фазы с параметрами кристаллов а ш 3,06 А и с 4,97 X..

2.Способ по п. 1, отлична- 1 ю щ и и с   тем, что продукт термообработки перед спеканием подвергают предварительному прокаливанию

при 450-600°С.

3.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что термообработку при 410-440°С ведут в течение 145 30 ч.

4.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что процесс ведут путем постепенного повышени  температуры от 410 идо Б течение 60-70 ч.

0