Способ очистки раствора силиката натрия от алюминия

Способ очистки раствора силиката натрия от алюминия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОЧИСТИ РАСТВОРА СИЛИКАТА НАТРИЯ ОТ АЛ аМИНИЯ, вклкгааищий обработку раствора, химическим реагентом и отделение образующегося осадка , о т л и ч а ю щ и и с я тем, 4TD, с целью сокра1цения расхода реагента при очистке растворов с мольным отношением ,, равным 3-200:1, в качестве химического реагента используют бикарбонат.натрия, обработку ведут до рН 10,7-11,4 при 80-951:.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН . экю С 01 В 33/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (.21) 3637112/23-26 (22) 26.08.83 (46) 30;12.84. Бюл. У 48 (72) В.Д. Будок, E.È. Пономарева, М.Т. Джумагазиев и Н.А. Шоканов (71) Ордена Трудового Красного Знаме.ни институт металлургии и обогаще- . ния АН КазССР (53) 546.,21(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 783226, кл. С 01 В 33/Э2, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

В 605790, кл. С 01 В ЗЗ/32, 1978.,ЯО.„. 1131829. А (54)(57) СПОСОБ ОЧИСТКИ РАСТВОРА СИЛИ-:

КАТА НАТРИЙ ОТ АПИЖИНИИ, включающий обработку раствора. химическим реагентом и отделение образующегося осадка, отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода реагента при очистке растворов с мольным отношением SiO A1 О, равным 3-200:1, в качестве химического реагента используют бикарбонат.натрия, обработку ведут до рН 10,7-11,4 при 80-951.

1131829 1

Изобретение относится к области неорганической химии, к способам очистки силикатных растворов от при" месей. Растворы могут быть использованы для осаждения тонкодисперс- 5 ного диоксида кремния (белой сажи) в стекольном производстве и других областях химической промьппленности.

Известен способ очистки силикатных растворов путем отстаивания, согласно которому для ускорения процесса разделения фаз их нагревают до 90-100 С и последовательно вводят добавки борной кислоты и пербората натрия. При этом происходит быстрое осветление раствора (1j .

Однако данный способ эффективен только для очистки от механических (глинистых) примесей.

Наиболее близким к данному по тех- 2О нической сущности и достигаемому результату является способ очистки растворов силиката натрия от примесей путем обработки раствора свежеосажденным мелом (карбонатом кальция) при 65-75 С в течение 15—

20 мин с последующим отделением осадка центрифугированием (2) .

Недостатком способа является возможность эффективной очистки раст- 30 воров по прототипу только с низким содержанием примесей, например по алюминию 7 10 вес.X. т.е. 14

15 мг/л Аlг О .Чтобы понизить содержание примеси в 4-5 раз необходимо затратить 0,5 кг СаСО на 1 м силикатного раствора. В то же время в промьппленности имеется значительное количество отвальных силикатных растворов,содержащих 0,5-1,5 r/ë Al 0, т.е. 40 в 30-100 раз больше содержания алюминия. Чтобы очистить такие растворы от примеси алюминия, требуется значительный расход реагента. Кроме того, эффективность очистки достига- 45 ется только в случае применения cseжеосажденного реактива, получение которого необходимо организовать на, месте.

Цель изобретения — сокращение расхода реагента при очистке растворов с мольным отношением ЯдОг/А1,0, 3-200: 1.

Поставленная цель достигается 55 способом очистки раствора силиката натрия от алюминия, включающим обработку раствора бикарбонатом натрия до 10,7-11,4 при 80-95 С и отделение образующегося осадка.

Установлено, что при обработке силикатных растворов бикарбонатом натрия до рН 10,7-11,4 наблюдается образование небольшой массы серого осадка.

Исследования показали, что выпадение серого осадка сопровождается резким уменьшением содержания в растворе алюминия и наблюдается в случаях, когда мольиое отношение Si02:

:Al О, в растворе от 3,0 до 200: 1.

ЙК-спектроскопический и химический анализы показали, что осадок представляет собой каркасно-структурную Si-О-Аl монофазу, по составу близкую к натролиту Naÿ0 AlãОз 3810гк

72Н,0. Образование алюмосиликатов натрия типа натролита интенсивно проходит только при наличии в растворе гидроксидов алюминия и кремния в виде золей (гелей). Образование подобных золей и происходит при обработке силикатного раствора бикарбонатом натрия до рН 10,7-11,4.

При рН раствора выше 11,4 осадок не образуется ввиду высокой щелочности среды, а при рН ниже 10,7 начинается лавинообразное выпадение аморфного кремнезема, который захватывает с собой и осадок натролита.

Поэтому получение осадка. натролита с целью очистки раствора силиката натрия от примеси алюминия следует проводить при рН не ниже 10,7.

Очистка от алюминия по предложенному способу возможна для растворов с мольньпк отношением Si0 : Al О

3,0-200: 1. При отношении гидроксидов кремния и алюминия в растворе ниже

3:1 образования соединения натролита не происходит, следовательно, очистка раствора от алюминия становится невозможной. Верхний предел мольного отношения Si02 : A120 лимитируется величиной 200:1. Это то максимальное соотношение Si02:À1,0 в растворах силиката натрия, при котором возможно обрабатывать исходные растворы предлагаемым способом. При превьппении указанного соотношения силикатные растворы становятся вязкими и плохо поддаются обработке.

При температуре ниже 80 С образо.вание натролита не наблюдается, при температуре выше 95 С происходит нежелательная упарка раствора сили3 1131 ката натрия, повышение вязкости раствора и ухудшаются условия его обработки, к тому же реагент (бикар- бонат натрия) при этом. начинает разлагаться.- 5

Очистку раствора силиката натрия, содержащего соду, возможно проводить углекислым газом, поскольку углекислота, реагируя с содой, образует бикарбонат натрия, а последний затем 1и действует по укаэанному принципу.

Пример !. 1 л раствора силиката натрия, содержащий 1,5 г/л

Al 0, обрабатывают при перемешивании и 80 С бикарбонатом натрия в количестве 3,0 r до рН 11,0 при мольном

ovHomeHHH $ 0, к Al,О s растворе 33 °

Раствор выдерживают при указанном рН в течение 15 мин, а затеи фильтРуют ° 20

Содержание оксида алюминия в филътрате 0,09 г/л, снизилось в

16,7 раза.

Расход реагента (бикарбоната натрия) по предлагаемому способу 3,0 г, по прототипу для аналогичной степени очистки 6 1 r CACO . т.е. больше,чем вдвое.

Пример 2. 1 л раствора силиката натрия, содержащий 0,9 г/л

А1 О, обрабатывают при перемешива нии и 95 С бикарбоиатом натрия в ко829 4 личестве 6,5 до рН 10,7 при мольном отношении SiO к Al О в растворе

200:1. Раствор выдерживают при укаэайном рН в течение 15 мин, а затем фипьтруют.

Содержание оксида алюминия в фильтрате 0,08 г/л снизилось в 11,3 раза.

Расход реагента по прототипу для аналогичной степени очистки 12,0 r

СаСО, (по предложенному способу

6,5 r).

Пример 3. 1 л раствора силиката натрия, содержащего 220 г/л и 0,7 г/л Al О,, обрабатывают при пео ремешивании и 90 С углекислым газом концентрацией 10Х СО, до рН !1 4 при мольном отношении SiO к Al О в растворе 100: 1. .Раствор вццерживают при указанном рН в течение 15 мин, затем фильтруют. Содержание оксида алюминия вфнльтрате 0,07 г/л,снизилось в !О раэ.

Расход реагента по прототипу для аналогичной степени очистки 8,3 г

CaCO . Затрат на реагенты по предлсженному способу не быпо, так как используют отходящий углекислый газ парокотельной установки.

Таким образом, данный способ позволяет сократить расход реагента и за счет этого удешевить процесс, не снижая степени очистки от алюминия.

Составитель Т. Чиликииа

Редактор О.Колесникова Техред И.Нинц Корректор А.Ильин

»» °

Заказ 9706/!8 Тираж 463 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб ., д. 4/5

Филиал ПНП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4