химический каталог




Грунтосиликаты

Автор В.Д. Глуховский

е на качество, растворимость и стойкость во времени конечного продукта производства.

Для получения высокосортного растворимого стекла следует стремиться к максимальному уменьшению содержания посторонних примесей в исходных материалах.

СПОСОБЫ ПРОИЗВОДСТВА ЩЕЛОЧНЫХ СИЛИКАТОВ

Способы производства растворимого стекла можно разделить на две группы.

18

К первой группе относятся сухие способы получения щелочных силикатов, при которых щелочные силикаты получают в виде стеклообразной массы—силикат-глыбы — путем плавки сырьевых-компонентов при высоких температурах с последующим их охлаждением. Силикат-глыба гидратируется при растворении в воде, образуя водный раствор щелочного силиката, или жидкое стекло.

Ко второй группе относятся мокрые способы получения щелочных силикатов, при которых жидкое стекло образуется путем растворения аморфного или кристаллического кремнезема в щелочах, минуя процесс плавления и образования силикат-глыбы.

Сухие способы получения растворимого стекла

При сухом способе получения жидкого стекла технологический процесс можно разделить на следующие операции: подготовка исходных материалов и составление шихты, плавка шихты и получение силикат-глыбы, получение жидкого стекла растворением силикат-глыбы или получение гидратированных щелочных силикатов.

В зависимости от заданного химического состава растворимого стекла и его силикатного модуля в шихту вводится соответствующее количество исходных материалов.

Описание способов получения

Карбонатный способ получения растворимого стекла нашел наиболее широкое применение в промышленности.

Он основан на взаимодействии при высоких температурах (1100—1500°) карбонатов натрия или калия с кремнеземом.

Реакция протекает по уравнениям:

nSi02+Na2C03=Na20 • «Si02+C02, nSi02+K2C03=K20. nSi02+C02.

Растворимое стекло по этому способу может быть получено в стекловаренных печах. Продолжительность плавки шихты исчисляется несколькими часами.

Расход материалов на 1 т силикат-глыбы (трисиликат натрия) при производстве его по карбонатному способу следующий (в кг):

Сода Na2C 03 ....... 446

Кремнезем Si02......__. __._772

Итого.....1218

Потери в виде летучих веществ при варке щелочного силиката' составляют 200—210 кг. Вместе с отходящими газами улетучивается часть щелочей.

При производстве силикат-глыбы иного модуля расход компо-. нентов соответствующим образом изменяется.

19

Полнота и быстрота реакции между щелочными карбонатами и кремнеземом зависит от температуры и времени плавки, а также от размера частиц кремнезема. Измельчение кремнезема приводит к значительному ускорению процесса. Аморфный кремнезем реагирует со щелочными карбонатами более энергично, чем кристаллический.

При изготовлении низкомодульных растворимых стекол процесс протекает при более низких температурах, чем при изготовлении высокомодульных.

Образование щелочных силикатов с различными модулями, выражающимися целыми и дробными числами, объясняется способностью мета- и дисиликатов натрия и калия (Na20 • Si02, Na20-2Si02, K20-Si02, K20-2Si02) в расплавленном состоянии растворять свободный кремнезем.

В начале процесса в результате взаимодействия карбоната натрия с кремнеземом образуется метасиликат натрия Na20-Si02, способный растворять кремнезем. Растворенный кремнезем, вступая в химическое соединение с метасиликатом, образует дисиликат натрия. Затем мета- и дисиликат, постепенно растворяя кремнезем, образуют более высокомодульные щелочные силикаты.

Аналогичные процессы происходят при образовании калиевых растворимых стекол.

Сульфатный способ получения растворимого стекла основан на взаимодействии при высоких температурах (1300 — 1500°) сульфата натрия с кремнеземом в присутствии восстановителя (чаще всего-—уголь).

В общем виде процесс образования силиката натрия можно выразить уравнением

4Na2S04+2C+4Si02=4Na2Si03+4S02+2C02.

Однако это уравнение является только схемой, так как процесс образования щелочного силиката по сульфатному способу сопровождается большим числом сложных физико-химических процессов.

Реакция между Na2S04 и кремнеземом даже при значительном повышении температуры протекает медленно и количественное доведение ее до конца является практически неосуществимым.

В целях ускорения реакции необходима добавка в шихту восстановителя для перевода Na2S04 в Na2S03, который и реагирует с кремнеземом.

Восстановителем могут быть различные органические вещества, содержащие углерод: древесные опилки, древесный уголь, смолы, каменноугольный Пек и др. Древесные опилки и древесный уголь малозольные. Это позволяет их широко применять в производстве растворимого стекла.

Восстановитель, сгорая внутри расплава, присоединяет кислород, находящийся в Na2S04, в результате чего последний переходит в сульфит натрия Na2S03.

20

Уголь в шихту добавляется в количестве 3—7°/о по весу. Количество введенного в шихту восстановителя существенно влияет на свойства полученного растворимого силиката.

При недостаточном количестве восстановителя в расплаве остается Na2S04, который не смешивается с дисиликатом натрия и кремнеземом, находящимся в избытке претив формулы Na2Si03 и Na2SioO.-, и вызывает расслоение сплава.

При избытке углерода в расплаве получается сульфид натрия Na2S, образующий при взаимодействии с окислами железа сульфид железа FeS, окрашивающий растворимое стекло в темные цвета.

Необходимое количество восстановителя подбирается опытным путем в зависимости от содержания углерода в восстановителе, состава шихты и условий ведения технологического процесса.

Примерный расход материалов для получения 1 т силикат-глыбы (трисиликат натрия) следующий (в кг):

Сульфат натрия Ns2S04 ......50Q

Кремнезем Si03........77Q

Уголь С.......... 65

Итого.......1435

При варке силикат-глыбы по сульфатному способу количество потерь в виде летучих веществ увеличивается по сравнению с карбонатным способом до 435 кг.

При сульфатном способе варки растворимого стекла применяется дешевое природное сырье—сульфат натрия, что определяет экономическую целесообразность этого способа.

К а р б о н а тн о-су л ь ф а т н ы й способ позволяет применять для варки растворимого стекла в соответствующих количествах карбонат и сульфат натрия.

Введение в состав шихты карбоната натрия делает процесс получения растворимого стекла более простым.

Расход материалов на 1 г силикат-глыбы (трисиликат натрия) следующий (в кг):

Карбонат натрия NajC03 ..... 2,32

Сульфат натрия NaaS04 ...... 353

Кремнезем SiOa....... 772

Уголь С..... оо

Итого.......1400

Потери летучих веществ при варке силикат-глыбы составляют 340—400 кг.

Нитратный способ получения растворимого стекла основан на взаимодействии при сплавлении кремнезема с натриевой или калиевой селитрой и характеризуется уравнением

2NaN 03+ nSi02=Na20 • /zSi02+2NO+30.

21

Реакция нитратов с кремнеземом начинается при температуре 100°. Дальнейшее повышение температуры приводит к значительной интенсификации процесса.

Побочный продукт реакции — окисел азота — может быть

страница 6
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38

Скачать книгу "Грунтосиликаты" (1.95Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
обучающие курсы для кадровиков
подарки из японии что купить
накладка на нироскутер
скамейки парковые чугунные

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(08.12.2016)