[go: up one dir, main page]

RU2129986C1 - Method of producing liquid glass - Google Patents

Method of producing liquid glass Download PDF

Info

Publication number
RU2129986C1
RU2129986C1 RU98105652A RU98105652A RU2129986C1 RU 2129986 C1 RU2129986 C1 RU 2129986C1 RU 98105652 A RU98105652 A RU 98105652A RU 98105652 A RU98105652 A RU 98105652A RU 2129986 C1 RU2129986 C1 RU 2129986C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
liquid glass
suspension
temperature
silica
silica fume
Prior art date
Application number
RU98105652A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.В. Шарова
Е.Н. Подвольская
Original Assignee
Братский Индустриальный Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Братский Индустриальный Институт filed Critical Братский Индустриальный Институт
Priority to RU98105652A priority Critical patent/RU2129986C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2129986C1 publication Critical patent/RU2129986C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: manufacture of building materials. SUBSTANCE: suspension of silica-containing amorphous material with particle size (0.1-0.1) •10-6 M in sodium hydroxide solution with solid to liquid phase ratio 1:(2.0-5.32) is subjected to hydrothermal treatment at atmosphere pressure and temperature 70-75 C for 8-60 min. EFFECT: reduced duration of process and its temperature, and expanded range of liquid glass properties. 1 tbl

Description

Изобретение относится к технологии получения жидкого стекла для производства строительных материалов. The invention relates to a technology for producing liquid glass for the production of building materials.

Известен способ получения жидкого стекла, заключающийся в сплавлении щелочесодержащих компонентов (кальцинированная сода, поташ, сульфат натрия) и молотого кварцевого песка в силикат-глыбу при температуре 1300 - 1400oC и дальнейшего ее растворения в автоклавах при температуре 150 - 175oC и давлении 0,4 - 0,8 МПа в течение 4 - 6 час. [SU 272273, 1970].A known method of producing liquid glass, which consists in fusing alkali-containing components (soda ash, potash, sodium sulfate) and ground silica sand into a silicate block at a temperature of 1300 - 1400 o C and its further dissolution in autoclaves at a temperature of 150 - 175 o C and pressure 0.4 - 0.8 MPa for 4 to 6 hours. [SU 272273, 1970].

Недостатком этого способа является трудоемкость процесса, необходимость сложного технологического оборудования и большого расхода энергии. The disadvantage of this method is the complexity of the process, the need for sophisticated technological equipment and high energy consumption.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения жидкого стекла, включающий приготовление суспензии из кремнеземсодержащего аморфного вещества в растворе гидркосида натрия и последующую гидротермальную обработку при 80 - 85oC и атмосферном давлении в течение 40 - 120 мин. В качестве кремнеземсодержашего вещества в данном способе используется отход производства кристаллического кремния - микрокремнезем, на 83 - 93 мас.% состоящий из SiO2 и с размером частиц (0,1 - 100) • 10-6 м. Концентрация Na2O в растворе составляет 95 - 100 кг/м3; соотношение твердой и жидкой фаз 1: (2,3 - 5,1) [RU 2085489, 1997]
Недостатками способа являются длительность технологического процесса производства жидкого стекла (40 - 120 мин.), его относительно высокая температура (80 - 85oC) и сравнительно узкий диапазон значений силикатного модуля (n = 1 - 3).
Closest to the invention in technical essence is a method for producing liquid glass, comprising preparing a suspension of a silica-containing amorphous substance in a solution of sodium hydroxide and subsequent hydrothermal treatment at 80 - 85 o C and atmospheric pressure for 40 - 120 minutes As a silica-containing substance, this method uses a crystalline silicon production waste - microsilica, 83 - 93 wt.% Consisting of SiO 2 and with a particle size (0.1 - 100) • 10 -6 m. The concentration of Na 2 O in the solution is 95 - 100 kg / m 3 ; the ratio of solid and liquid phases 1: (2.3 - 5.1) [RU 2085489, 1997]
The disadvantages of the method are the duration of the technological process for the production of liquid glass (40 - 120 minutes), its relatively high temperature (80 - 85 o C) and a relatively narrow range of values of the silicate module (n = 1 - 3).

Задачами, решаемыми предлагаемым изобретением является упрощение технологического процесса получения жидкого стекла и расширение диапазона свойств. The problems solved by the invention is to simplify the process of producing liquid glass and expand the range of properties.

Технический результат - сокращение длительности технологического процесса производства жидкого стекла и снижение его температуры, расширение диапазона значений силикатного модуля n с 1 до 8. The technical result is a reduction in the duration of the technological process for the production of liquid glass and a decrease in its temperature, expanding the range of values of the silicate module n from 1 to 8.

Указанный технический результат достигается тем, что приготовление суспензии осуществляют из кремнеземсодержащего аморфного материала с размером частиц (0,01 - 0,1) • 10-6 м в щелочном растворе гидроксида натрия при соотношении твердой и жидкой фаз в суспензии Т:Ж = 1:(2,0 - 5,32). Гидротермальную обработку суспензии проводят при атмосферном давлении и температуре 70 - 75oC в течение 8 - 60 мин.The specified technical result is achieved in that the suspension is prepared from a silica-containing amorphous material with a particle size of (0.01 - 0.1) • 10 -6 m in an alkaline solution of sodium hydroxide with a ratio of solid and liquid phases in suspension T: W = 1: (2.0 - 5.32). Hydrothermal treatment of the suspension is carried out at atmospheric pressure and a temperature of 70 - 75 o C for 8 to 60 minutes

В качестве щелочного компонента используют натр едкий технический. В качестве кремнеземсодержащего аморфного материала используют отход производства кристаллического кремния - микрокремнезем. As the alkaline component, sodium hydroxide is used. As a silica-containing amorphous material, crystalline silicon production waste - microsilica is used.

Способ состоит в следующем. The method is as follows.

Отдозированные в заданных количествах исходные материалы: микрокремнезем, вода, известной концентрации щелочной раствор загружают в мешалку с механическим перемешиванием и глухим паропроводом. Химический состав микрокремнезема и концентрация Na2O в растворе остаются прежними, как и в прототипе: 83 - 93 мас.% SiO и 6 - 16 мас.% углеродистых примесей (графит (C) и карборунд (SiC)); 95 - 100 кг/м3 соответственно. Соотношение твердой и жидкой фаз составляет 1:(2,0 - 5,32). При постоянном перемешивании содержимое мешалки нагревают до температуры 70 - 75oC. После этого подачу тепла отключают, а температура поднимается до 90 - 95oC. Варится жидкое стекло при атмосферном давлении 8 - 60 мин.The initial materials metered in predetermined quantities: silica fume, water, a known concentration of alkaline solution, are loaded into a mixer with mechanical stirring and a blank steam line. The chemical composition of silica fume and the concentration of Na 2 O in the solution remain the same as in the prototype: 83 - 93 wt.% SiO and 6 - 16 wt.% Carbon impurities (graphite (C) and carborundum (SiC)); 95 - 100 kg / m 3, respectively. The ratio of solid to liquid phases is 1: (2.0 - 5.32). With constant stirring, the contents of the mixer are heated to a temperature of 70 - 75 o C. After that, the heat supply is turned off, and the temperature rises to 90 - 95 o C. Liquid glass is brewed at atmospheric pressure for 8 - 60 minutes.

Принятый температурный и временной режим процесса получения жидкого стекла обусловлен:
1. Высокодисперсным состоянием микрокремнезема.
The accepted temperature and time regime of the process for producing liquid glass is due to:
1. The highly dispersed state of silica fume.

Микрокремнезем - отход производства кристаллического кремния на Братском алюминиевом заводе. Причем, на 1 т кристаллического кремния получается около 1 т микрокремнезема. Удаляется микрокремнезем из газов, отходящих от рудно-термической печи выплавки кристаллического кремния, перед выбросом их в атмосферу. Для этой цели используют газоочистное сооружение, которое условно можно разделить на несколько узлов:
1) Узел предварительной очистки газов.
Silica fume - a waste of the production of crystalline silicon at the Bratsk aluminum plant. Moreover, for 1 ton of crystalline silicon, about 1 ton of silica fume is obtained. Silica fume is removed from gases emanating from an ore-thermal furnace for smelting crystalline silicon, before being released into the atmosphere. For this purpose, a gas treatment facility is used, which can conditionally be divided into several nodes:
1) Gas pre-treatment unit.

Здесь улавливаются крупные частицы и щепа. Узел включает в себя прямоточные циклоны. Large particles and wood chips are captured here. The node includes once-through cyclones.

2) Узел кондиционирования и охлаждения. 2) A / C unit.

Принцип действия заключается в увлажнении газов мелкораспыленной водой для уменьшения удельного электрического сопротивления пыли. Узел включает в себя: скрубберы полного испарения, насосы, механические фильтры. The principle of operation is to moisten the gases with finely divided water to reduce the electrical resistivity of dust. The unit includes: scrubbers full evaporation, pumps, mechanical filters.

3) Узел пылеулавливания
Состоит из горизонтальных четырехпольных электрофильтров и системы пылеудаления.
3) Dust collection unit
It consists of horizontal four-field electrostatic precipitators and a dust extraction system.

Для получения жидкого стекла по предлагаемому способу используется микрокремнезем, осевший в последнем по ходу движения газов поле. Размер части такого микрокремнезема составляет (0,01 - 0,1) • 10-6 м, что обусловливает упрощение технологического процесса (снижение температуры и сокращение длительности варки жидкого стекла).To obtain liquid glass according to the proposed method, silica fume is used, which has settled in the field last in the direction of gas movement. The size of a part of such silica fume is (0.01 - 0.1) • 10 -6 m, which leads to a simplification of the technological process (lowering the temperature and shortening the duration of cooking liquid glass).

2. Увеличением доли микрокремнезема в суспензии (n = 1 - 8), за счет чего увеличивается поверхность контакта между реагирующими частицами, что также приводит к упрощению процесса получения жидкого стекла. 2. An increase in the fraction of silica fume in suspension (n = 1 - 8), due to which the contact surface between the reacting particles increases, which also leads to a simplification of the process of producing liquid glass.

3. Наличием в микрокремнеземе значительного количества углеродистых примесей - графита и карборунда (C и SiC), обладающих высокой теплопроводностью, за счет чего равномерно распределенные в объеме микрокремнезема мельчайшие частицы C и SiC способствуют интенсификации процесса образования жидкого стекла. 3. The presence in silica fume of a significant amount of carbon impurities - graphite and carborundum (C and SiC), which have high thermal conductivity, due to which the smallest particles C and SiC evenly distributed in the silica fume contribute to the intensification of the formation of liquid glass.

Предлагаемый способ иллюстрируется следующим примером. The proposed method is illustrated by the following example.

В качестве кремнеземсодержащего компонента используют микрокремнезем, состоящий из частиц размером (0,01 - 0,1) • 10-6 м.As a silica-containing component, silica fume is used, consisting of particles with a size of (0.01 - 0.1) • 10 -6 m.

В заданных соотношениях готовят суспензию из 180 г микрокремнезема, что исходя из химического состава составляет 163,5 г двуокиси кремния, 375 едкого натра, что соответствует 163,5 г Na2O 1320 г воды. Соотношение твердой и жидкой фаз в суспензии равно 4,46. Все сырьевые компоненты: микрокремнезем, едкий натр и воду дозируют одновременно при непрерывном перемешивании. При атмосферном давлении и постоянном перемешивании суспензию нагревают до 70 - 75oC. При этой температуре начинает происходить растворение мельчайших частичек SiO2 в NaOH, что сопровождается повышением температуры до 90 - 95oC. Такой режим в мешалке поддерживают до тех пор, пока суспензия не станет прозрачной, а на ее поверхности не появится тонкая пленочка (свидетельство полного растворения двуокиси кремния с образованием жидкого стекла). Продолжительность этого процесса 60 мин. Полученное жидкое стекло не очищают. Плотность готового продукта 1,20 г/см3, силикатный модуль 1.In predetermined proportions, a suspension of 180 g of silica fume is prepared, which, based on the chemical composition, is 163.5 g of silicon dioxide, 375 sodium hydroxide, which corresponds to 163.5 g of Na 2 O 1320 g of water. The ratio of solid and liquid phases in suspension is 4.46. All raw materials: silica fume, caustic soda and water are dosed simultaneously with continuous stirring. At atmospheric pressure and constant stirring, the suspension is heated to 70 - 75 o C. At this temperature, the smallest particles of SiO 2 begin to dissolve in NaOH, which is accompanied by an increase in temperature to 90 - 95 o C. This mode is maintained in the mixer until the suspension will not become transparent, and a thin film will not appear on its surface (evidence of complete dissolution of silicon dioxide with the formation of liquid glass). The duration of this process is 60 minutes. The resulting liquid glass is not cleaned. The density of the finished product is 1.20 g / cm 3 , silicate module 1.

Аналогичным образом приготовлены еще 7 составов жидкого стекла. В таблице приведены технологические параметры получения жидкого стекла по предлагаемому способу, а также основные показатели, характеризующие свойства полученного жидкого стекла. Similarly prepared another 7 compositions of liquid glass. The table shows the technological parameters for the production of liquid glass by the proposed method, as well as the main indicators characterizing the properties of the obtained liquid glass.

Данные таблицы показывают, что продолжительность гидротермальной обработки суспензии составляет 8 - 60 мин, а температура технологического процесса получения жидкого стекла - 70 - 75oC.The data in the table show that the duration of the hydrothermal treatment of the suspension is 8-60 minutes, and the temperature of the technological process for the production of liquid glass is 70 - 75 o C.

Предлагаемый способ проще, отличается от известного меньшей длительностью и более низкой температурой технологического процесса. Время варки жидкого стекла снижается с 40 - 120 мин (в прототипе) до 8 - 60 мин (в предлагаемом варианте). Предлагаемый способ позволяет снизить температуру технологического процесса получения жидкого стекла с 80 - 85oC до 70 - 75oC. Кроме того, предлагаемый способ позволяет значительно расширить диапазон свойств жидкого стекла: силикатный модуль n = 1 - 3 (в прототипе) и n = 1 - 8 (в предлагаемом варианте). И наконец, увеличение доли микрокремнезема в суспензии способствует более полному использованию многотоннажного промышленного отхода, что позволяет организовать безотходное производство и тем самым способствует решению экологических проблем.The proposed method is simpler, different from the known shorter duration and lower temperature of the process. The cooking time of liquid glass is reduced from 40 - 120 minutes (in the prototype) to 8 - 60 minutes (in the proposed embodiment). The proposed method allows to reduce the temperature of the technological process for the production of liquid glass from 80 - 85 o C to 70 - 75 o C. In addition, the proposed method can significantly expand the range of properties of liquid glass: silicate module n = 1 - 3 (in the prototype) and n = 1 - 8 (in the proposed embodiment). And finally, an increase in the proportion of silica fume in suspension contributes to a more complete use of large-tonnage industrial waste, which allows the organization of waste-free production and thereby contributes to the solution of environmental problems.

Claims (1)

Способ получения жидкого стекла, включающий приготовление суспензии из кремнеземсодержащего аморфного материала в щелочном растворе гидроксида натрия с последующей гидротермальной обработкой, отличающийся тем, что приготовление суспензии осуществляют из кремнеземсодержащего аморфного материала микрокремнезема - отхода производства кристаллического кремния с размером частиц (0,01 - 0,1) • 10-6 м при соотношении твердой и жидкой фаз в суспензии Т : Ж = 1 : (2,0 - 5,32), а гидротермальную обработку суспензии проводят при атмосферном давлении и температуре 70 - 75oС в течение 8 - 60 мин.A method of producing liquid glass, including the preparation of a suspension of a silica-containing amorphous material in an alkaline solution of sodium hydroxide followed by hydrothermal treatment, characterized in that the suspension is prepared from a silica-containing amorphous silica fume material - a waste product of the production of crystalline silicon with a particle size (0.01 - 0.1 ) • 10 -6 m with a ratio of solid and liquid phases in suspension T: W = 1: (2.0 - 5.32), and the hydrothermal treatment of the suspension is carried out at atmospheric pressure and pace temperature 70 - 75 o C for 8 to 60 minutes
RU98105652A 1998-03-25 1998-03-25 Method of producing liquid glass RU2129986C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98105652A RU2129986C1 (en) 1998-03-25 1998-03-25 Method of producing liquid glass

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98105652A RU2129986C1 (en) 1998-03-25 1998-03-25 Method of producing liquid glass

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2129986C1 true RU2129986C1 (en) 1999-05-10

Family

ID=20203951

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98105652A RU2129986C1 (en) 1998-03-25 1998-03-25 Method of producing liquid glass

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2129986C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2171222C1 (en) * 2000-05-11 2001-07-27 Братский государственный технический университет Method for production special-destination liquid glass
RU2172295C1 (en) * 1999-12-16 2001-08-20 Братский государственный технический университет Method of making liquid glass
RU2181692C2 (en) * 1999-12-16 2002-04-27 Братский государственный технический университет Method of water glass production
RU2181691C2 (en) * 1999-12-06 2002-04-27 Братский государственный технический университет Method of water glass production

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2047559C1 (en) * 1992-07-14 1995-11-10 Владимир Иванович Кочкин Method for liquid glass production
RU2049060C1 (en) * 1992-12-23 1995-11-27 Александр Иванович Везенцев Method for production of liquid glass
RU2056353C1 (en) * 1993-03-09 1996-03-20 Братский Индустриальный Институт Method of water glass producing
RU2070540C1 (en) * 1993-08-10 1996-12-20 Акционерное общество закрытого типа "Южуралсантехмонтаж" Method for production of liquid glass
RU2085489C1 (en) * 1995-06-06 1997-07-27 Братский Индустриальный Институт Method of liquid glass production

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2047559C1 (en) * 1992-07-14 1995-11-10 Владимир Иванович Кочкин Method for liquid glass production
RU2049060C1 (en) * 1992-12-23 1995-11-27 Александр Иванович Везенцев Method for production of liquid glass
RU2056353C1 (en) * 1993-03-09 1996-03-20 Братский Индустриальный Институт Method of water glass producing
RU2070540C1 (en) * 1993-08-10 1996-12-20 Акционерное общество закрытого типа "Южуралсантехмонтаж" Method for production of liquid glass
RU2085489C1 (en) * 1995-06-06 1997-07-27 Братский Индустриальный Институт Method of liquid glass production

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2181691C2 (en) * 1999-12-06 2002-04-27 Братский государственный технический университет Method of water glass production
RU2172295C1 (en) * 1999-12-16 2001-08-20 Братский государственный технический университет Method of making liquid glass
RU2181692C2 (en) * 1999-12-16 2002-04-27 Братский государственный технический университет Method of water glass production
RU2171222C1 (en) * 2000-05-11 2001-07-27 Братский государственный технический университет Method for production special-destination liquid glass

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4490816B2 (en) Synthetic hollow sphere
JP5749931B2 (en) Structural materials with almost zero carbon emissions
JP2005536333A5 (en)
WO1999033765A1 (en) Method of producing synthetic silicates and use thereof in glass production
CN104039703B (en) The manufacture method of the type A zeolite with aluminium borosilicate glass as raw material
JP2022545616A (en) Process for obtaining powdered sodium silicate from placer slag produced in the iron ore concentrate process
RU2085489C1 (en) Method of liquid glass production
JP2001089168A (en) Method for producing high-purity synthetic quartz glass powder
JPS58120525A (en) Manufacture of hollow silicate sphere
RU2129986C1 (en) Method of producing liquid glass
RU2135410C1 (en) Method preparing liquid glass
RU2171223C1 (en) Method for production special-destination liquid glass
US3235635A (en) Method of preparing perlite products
Eidukyavichus et al. Use of cullet of different chemical compositions in foam glass production
JPH062574B2 (en) Method for producing P-type zeolite
CN114212799A (en) Coal ash pretreatment method for molecular sieve preparation
RU2171222C1 (en) Method for production special-destination liquid glass
RU2172295C1 (en) Method of making liquid glass
JP4988187B2 (en) Method for producing zeolite
RU2181692C2 (en) Method of water glass production
RU2181691C2 (en) Method of water glass production
JPS63182214A (en) Production of zeolite
CN103121693A (en) Method for preparing 4A zeolite by using fluorine-containing white residues through single-step crystallization
RU2171221C1 (en) Method of preparing high-modulus liquid glass
JP2019108251A (en) Manufacturing method for cement raw material