початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2172295

СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ рідкого скла ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА
БУДІВЕЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ

Ім'я винахідника: Шарова В.В .; Шіхалеева О.О .; Подвольский Е.Н.
Ім'я патентовласника: Братський державний технічний університет
Адреса для листування: 665709, Іркутська обл., М Братськ, Макаренко, 40, Братський державний
Дата початку дії патенту: 1999.12.16

Винахід відноситься до технології отримання рідкого скла для виробництва будівельних матеріалів. Суть винаходу полягає в приготуванні суспензії з кремнеземутримуючі аморфного матеріалу - мікрокремнезема - відходу виробництва кристалічного кремнію з розміром частинок (10-80) · 10 ^-6 м в лужному розчині гідроксиду натрію при співвідношенні в суспензії Т: Ж = 1 1,9-5,65) з подальшою гідротермальної обробкою при тиску 0,1 МПа і температурі 110-130 ° С протягом 15-90 хв. Результатом винаходи є скорочення тривалості технологічного процесу виробництва рідкого скла і розширення діапазону значень силікатного модуля і щільності, отримання якісного однорідного продукту.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до технології отримання рідкого скла для виробництва будівельних матеріалів.

Відомий спосіб отримання рідкого скла, що полягає в сплаві на основі луг компонентів (кальцинована сода, поташ, сульфат натрію) і меленого кварцового піску в силікат-брилу при температурі 1300-1400 ^{o C} і подальшого її розчинення в автоклавах при температурі 150-175 ^{o C} і тиску 0,4-0,8 МПа протягом 4-6 ч [авт.св. СРСР N 272273, кл. C 01 B 33/32, 1970].

Недоліком цього способу є трудомісткість процесу, необхідність складного технологічного обладнання і великої витрати енергії.

Найбільш близьким до винаходу по технічній сутності є спосіб отримання рідкого скла, що включає приготування суспензії з кремнеземутримуючі аморфного речовини в розчині гідроксиду натрію і подальшу гідротермальних обробку при 80-85 ^{o C} і атмосферному тиску протягом 40-120 хв. Як кремнеземутримуючі речовини в даному способі використовується відхід виробництва кристалічного кремнію - мікрокремнезем, на 83-93 мас.% Складається з SiO ₂ і з розміром частинок (0,1-100) · 10 ^-6 м. Концентрація Na ₂ O в розчині становить 95-100 кг / м ^3, співвідношення твердої і рідкої фаз 1 2,3-5,1) [патент РФ N 2085489, кл. C 01 B 33/32, 1997].

Недоліками способу є тривалість технологічного процесу виробництва рідкого скла (40-120 хв), порівняно вузький діапазон значень силікатного модуля (n = 1-3) і щільності (p = 1,23-1,37 г / см ^3); неоднорідність одержуваного продукту через присутність в сировині частинок з дуже широким діапазоном їх розміру (від 0,1 до 100) · 10 ^-6 м. Відомо, що для розчинення дрібніших частинок потрібний менший час і більш низькі температури. Порівняно великі частинки розчиняються при більш високих температурах і за більш тривалий термін. Таким чином, що отримується з мікрокремнезема з розміром частинок від 0,1 до 100 · 10 ^-6 м рідке скло, характеризується неоднорідністю складу і незадовільною якістю: або в продукті присутні в повному обсязі розчинилися частки (найбільші), або - спостерігається наявність переварені комплексів, отриманих з найбільш дрібних частинок мікрокремнезема.

Завданнями, які розв'язуються пропонованим винаходом, є спрощення технологічного процесу отримання рідкого скла і розширення діапазону його властивостей, а й поліпшення якості готового продукту - підвищення його однорідності.

Технічний результат - скорочення тривалості технологічного процесу виробництва рідкого скла, розширення діапазону значень силікатного модуля і щільності, отримання якісного однорідного продукту.

Зазначений технічний результат досягається тим, що приготування суспензії здійснюють з кремнеземутримуючі аморфного матеріалу - мікрокремнезема - відходу виробництва кристалічного кремнію з розміром частинок (10-80) · 10 ⁶ м при співвідношенні твердої і рідкої фаз в суспензії Т: Ж = 1 1,9-5,65), а гідротермальних обробку суспензії проводять при тиску 0,1 МПа і температурі 110-130 ^{o C} протягом 15-90 хв. Як лужного компонента використовують натр їдкий технічний. Як кремнеземутримуючі аморфного матеріалу використовують відхід виробництва кристалічного кремнію - мікрокремнезем.

СПОСІБ ПОЛЯГАЄ В НАСТУПНОМУ

Отдозірованние в заданих кількостях вихідні матеріали: мікрокремнезем, вода, відомої концентрації лужної розчин завантажують в автоклав. Хімічний склад мікрокремнезема і концентрації Na ₂ O в розчині залишаються колишніми, як і в прототипі: 83-93 мас.% SiO ₂ і 6-16 мас.% Вуглецевих домішок (графіт (C) і карборунд (SiC)); 95-100 кг / м ³ відповідно. Співвідношення твердої та рідкої фаз становить 1 1,9-5,65). При постійному перемішуванні і тиску 0,1 МПа вміст автоклава нагрівають до температури 110-130 ^{o C.} Після цього подачу тепла відключають, а температура піднімається до 130-160 ^{o C.} Вариться рідке скло при тиску 0,1 МПа 15 - 90 хв.

Прийнятий температурний і часовий режим процесу отримання рідкого скла обумовлений:

1. дисперсних станом мікрокремнезема.

Мікрокремнезем - відхід виробництва кристалічного кремнію на Братському алюмінієвому заводі. Видаляється мікрокремнезем з газів, що відходять від Руднотермічні печі виплавки кристалічного кремнію, перед викидом їх в атмосферу. Для цієї мети використовують газоочисне споруда, яка умовно можна розділити на кілька вузлів:

1) Вузол попереднього очищення газів. Тут уловлюються великі частки і тріска. Вузол включає в себе прямоточні циклони.

2) Вузол кондиціонування та охолодження. Тут відбувається зволоження газів дрібнорозпиленою водою. Вузол включає в себе: скрубери повного випаровування, насоси, механічні фільтри.

3) Вузол пиловловлювання складається з горизонтальних четирехпольние електрофільтрів і системи пиловловлення.

Для отримання рідкого скла за пропонованим способом використовується мікрокремнезем, що осів в другому по ходу руху газів поле. Розмір частинок такого мікрокремнезема становить (10-80) · 10 ^-6 м, що обумовлює спрощення технологічного процесу (скорочення тривалості варіння рідкого скла). Крім того, порівняно вузький діапазон розміру часток дозволяє отримати однорідний якісний продукт (всі частинки мікрокремнезема встигають розчинитися).

2. Збільшенням частки мікрокремнезема в суспензії (n = 1-9), за рахунок чого збільшується поверхня контакту між реагують частками, що і призводить до спрощення процесу отримання рідкого скла.

3. Наявністю в мікрокремнезема значної кількості вуглецевих домішок - графіту і карборунда (C і SiC), що володіють високою теплопровідністю, за рахунок чого рівномірно розподілені в об'ємі мікрокремнезема найдрібніші частинки C і SiC сприяють інтенсифікації процесу утворення рідкого скла.

Пропонований спосіб ілюструється наступним прикладом.

Як кремнеземутримуючі компонента використовують мікрокремнезем, що складається з частинок розміром (10-80) · 10 -6 м. У заданих співвідношеннях готують суспензію з 190 г мікрокремнезема, що виходячи з хімічного складу становить 164 г двоокису кремнію, 380 г їдкого натру, що відповідає 164 г Na 2 O, 1340 г води. Співвідношення твердої та рідкої фаз в суспензії одно 4,74. Всі сировинні компоненти: мікрокремнезем, їдкий натр і воду дозують одночасно при безперервному перемішуванні. При тиску 0,1 МПа і постійному перемішуванні суспензію нагрівають до 110-130 o C. При цій температурі починає відбуватися розчинення частинок SiO 2 в NaOH, що супроводжується підвищенням температури до 130 - 160 o C. Такий режим в автоклаві підтримують доти, поки суспензія не стане прозорою, а на її поверхні не з'явиться тонка плівочка (свідоцтво повного розчинення двоокису кремнію з утворенням рідкого скла). Тривалість цього процесу 90 хв. Отримане рідке скло не очищають. Щільність готового продукту p = 1,26 г / см 3, силікатна модуль n = 1. Аналогічним чином приготовлені ще 8 складів рідкого скла. У таблиці наведено параметри отримання рідкого скла за пропонованим способом, а й основні показники, що характеризують властивості отриманого рідкого скла.

Дані таблиці показують, що тривалість гідротермальної обробки суспензії становить 15-90 хв.

Пропонований спосіб простіше, відрізняється від відомого меншою тривалістю технологічного процесу. Час варіння рідкого скла знижується з 40-120 хв (в прототипі) до 15-90 хв (в пропонованому варіанті). Крім того, пропонований спосіб дозволяє значно розширити діапазон властивостей рідкого скла: силікатна модуль n = 1-3 (в прототипі) і n = 1-9 (в пропонованому варіанті); щільність p = 1,23 - 1,37 г / см ³ (у прототипі) і p = 1,15 - 1,58 г / см ³ (у пропонованому варіанті). Крім того, збільшення частки мікрокремнезема в суспензії (значення силікатного модуля до 9) сприяє більш повному використанню великотоннажного промислового відходу, що дозволяє організувати безвідходне виробництво і тим самим сприяє вирішенню екологічних проблем. І нарешті, використання мікрокремнезема з порівняно вузьким діапазоном розміру часток дозволяє отримувати однорідний продукт високої якості.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

Спосіб отримання рідкого скла, що включає приготування суспензії з кремнеземутримуючі аморфного матеріалу в лужному розчині гідроксиду натрію з подальшою гідротермальної обробкою, що відрізняється тим, що приготування суспензії здійснюють з кремнеземутримуючі аморфного матеріалу - мікрокремнезема - відходу виробництва кристалічного кремнію з розміром частинок (10 - 80) · 10 ^-6 м при співвідношенні твердої і рідкої фаз в суспензії Т: Ж = 1: (1,9 - 5,65), а гідротермальних обробку суспензії проводять при тиску 0,1 МПа і температурі 110 - 130 ^{o C} протягом 15 - 90 хв.

Версія для друку
Дата публікації 26.11.2006гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів