Способ получения высокодисперсной двуокиси кремния

Способ получения высокодисперсной двуокиси кремния

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистически к

Респубттик (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву(22)Заявлено 20.12.79 (2}) 2855439/23-26 (53)M. Кл. с присоедииеиием заявки Ж—

С 01 В 33/18 ЬаударствкнныН комнтвт

СССР аа долам нзобрвтекнй н открытнй (23) П рноритет—

Опубликовано 07.08,82. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 07.08.82,(53) УД К 661.183..7(088.8) ко, А . (".(Макаров

13,„ :,",",.;:,; инжеиетэно,.

Александра A. Лях, Алексей А. Лях, В.А.

Н.H. Круглицкий, Н.В. Хабер и М.И. Хома (72) Авторы изобретения

Киевский ордена Трудового Красного Знамени строительный институт и Институт коллоидно и химии воды AH Украинской CCP (71) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОДИСПЕРСНОЙ

ДВУОКИСИ КРЕМНИЯ

1 Изобретение относится к областц получения высокодисперсной двуокиси кремния и может найти применение в химической промышленности и в других отрао лях народного хозяйства, применятощих активные высокодисперсньте наполнители, 5 усилители каучуков, загустители и т. п.

Известен способ получения высокодисперсной двуокиси кремния, вклточающий сжигание смеси, содержащей пары трихлорсилана и водород- и кислородсодержащих газов, в факеле при температуре

1050 1100оС, охлаждение продуктов сгорания, содержащих кремниевую кислоту в виде аэрозоля, и отделение последней пос 15 ле коагуляции от адсорбированных примесей известным способом. Сжигание ведут в присутствии газа-носителя азота (1 ).

Однако при введении в реакционную зону дополнительного инертного компо- го нента, не входящего в химический состав конечного продукта и требующего для своего разогрева до температуры реакции значительных энергозатрат, эффек2 тивность способа производства двуокиси кремния снижается.

Известен также способ,включающий сжига ние смеси, содержащей четы реххлористый кремний, водород и кислородсодержащие газы, в факеле при 1100-1400оС, охлаждение продуктов реакции и отделение целевого продукта j2 $.

Недостатком известного способа является ведение технологического процесса при

BbIcDKHx температурах, повышенный расход водорода, по равнению с тем, который необходим согласно стеклометрии реакции S i CQ +2Н +О Я Оо+4НСР, а также невозможность регулирования температуры в пламенной зоне (зоне горения) с точностью до 10 С путем изменения состава газа и/или скорости истечения реакционной смеси из сопла горелки.

Гжель изобретения — снижение температуры процесса, и расхода водорода, а также обеспечение возможности регулирования температуры с точностью 10-15оС.

Основные параметры технологического процесса

930

930

1000

980

Расход водорода, %

81 78

100

Точность регулирования температуры, С

20 25 Не более

10-15

\ ..

Технические характеристики полученного аэросила

Удельная поверх- ность, мЪг

364,5 375

397

385

397

364

Размер частиц, нм

5-20 5-20

3 94888

Поставленная цель достигается тем, что исходные компоненты реакционной смеси перед введением в зону горения подвергают воздействию электрического поля напряжением 150-1 70 кВ. 5

Сущность изобретения заключается в том, что исходные компоненты pBRIGlèîíной смеси, включающие, например, Я С0<, .Н Оо перед введением в зону горения, подвергают атомизации и/или ионизации 10 в алектрическом поле высокого напряже ния.

Технология способа состоит в следующем.

Исходные компоненты - четыреххлорио 15 тый кремний, водород и кислород падаются в зону горения по трем магистралям без предварительного смещения. На раостоянии, например, 55 см от ввода магистралей в реакционную печь движущие- 2о ся газовые потоки исходных компонентов реакционной смеси проходят через алектрическое поле высокого напряження, при этом каждый иэ газов, до заданного объемного соотношения, атомиэируется и/или 25 ионизируется. Степень атомизации или ионизации, каждого из исходных компонентов реакционной смеси регулируется напряженностью алектрического поля, массовым расходом газов и конструктивными зр особенностями устройства.

В представленной таблице приведены сравнительные характеристики двуокиси кремния, полученной по известному и

Температура пламенной зоны (зоны горения}, оС 1100 1090

1 4 предлагаемому способам, и основные параметры технологических процессов.

Степень атомизации или ионизации (обычно ати процессы существуют совместно) при обработке исходных компонентов реакционной смеси в поле высокого напряжения в первую очередь зависит от напряженности и геометрии электрического поля высокого напряжения.

Исходные компоненты реакционной смеси, существующие в газообразном соотоянии, проходя поля высоких напряжений, способны к разрушению внутримолекуляр- ных связей и последующему отрыву электронов, приводящему к существованию вещества в ионизированном состоянии.

Атомнзация (ионизация) исходных компонентов позволяет подготовить их к проведению реакции гидролиэа, т. е. в зоне горения начинается ведение процесса не на молекулярном, а на атомарном или ионном уровне, в результате чего температура пламенной зоны (эоны горения) может быть снижена с 1100 до 980ОС, а расход водородного топлива уменьшен на 19% без снижения качества продукта.

Кроме того, повышается тсчность регулирования температуры с точностью до 10-15оС, в результате чего возможно получение аэросила с высокой степенью однородности структуры и диспероности.

5 15 5-12 4-10 4-10

948881

Продолжение таблицы

Результаты испытаний. по способу

Характеристики!

Известн му

Предлагаемому при напряжения (U ), кВ

55 1 50 170

/

Содержание Si 0, %

99,9

99,9

Содержание окислов

Т1о - Ае,о.„.F O, ъ рН водной суспензии

0,080

0,085

4,1

4,2

Способ. получения высокодисперсной двуокиси кремния, включающий сжигание смеси, содержащей четыреххлористый кремний, водород и кислородсодержащив газы, в факеле при повышенной температуре, охлаждение продуктов реак ° ции и отделение целевого продукта, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения температуры процесса и расхода водорода, а также обеспечения возможности регулирования температуры с точностью 10-15 С, исходные компоненты о

Составитель Л. Андруцкая

Редактор М. Петрова Техред М. Надь Корректор Г. Решетник

Заказ 5687/1 Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Ра шская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения перед введением в зону горения подвергают воздействию электрического поля напряжением 150-1 70 кВ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

l4 457208, кл. С 01 В 33/18, 19752. Манченко Л.В. Аэросил, его свойства, применение и технические условия, Львов, Каменяр", 1965, с. 6.