Синтез силикатов кальция в многокомпонентных системах и их физико-химические свойства

• Автор: Ярусова, Софья Борисовна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. С иликаты кальция
1.2. Структура и физико-химические свойства моносиликатов кальция
1.2.1. Ксонотлит
1.2.2. Волластонит
1.3. Основные способы получения силикатов кальция
1.3.1. Кристаллизация волластонита из расплава силикатов
1.3.2. Высокотемпературный твердофазный синтез волластонит
1.3.3. Гидротермальный синтез силикатов кальция
1.3.4. Гидрохимический синтез силикатов кальция
1.3.5. Химизм и кинетика процесса синтеза гидросиликатов кальция
1.4. Области применения гидросиликатов кальция и волластонита
1.4.1. Области применения гидросиликатов кальция
1.4.2. Области применения волластонита
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Исходные вещества
2.1.1. Получение аморфного диоксида кремния Si02nH20
2.2. Синтез гидросиликатов кальция и волластонита
2.2.1. Система CaCl2-Na2Si03—Н20
2.2.2. Система CaS04-2H20 - Na2Si03- Н20
2.2.3. Система CaS0.,-2H20 - Si02nH20 - КОН - Н20
2.2.4. Система CaO - Si0ynH20 - NaOH — Н20
2.3. Методы анализа
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

ЗЛ. Элементный, фазовый состав и морфология силикатов кальция,
полученных в системе CaCl2-Na2Si03-H20
3 Л Л. Спектры отражения силикатов кальция
3.2. Кинетика формирования силикатов кальция в системе CaS04-2H20 - Na2Si03 - Н20
3.3. Фазовый состав и морфология силикатов кальция, полученных в системе CaS04-2H20 - Si02nH20 - КОН - Н20
3.3.1. Фазовый, химический и элементный состав
борогипса
3.3.2. Фазовый состав и морфология силикатов кальция, полученных из отходов борогипса
3.4. Фазовый состав и морфология силикатов кальция, полученных в системе CaO - Si02-nH20 - NaOH - Н20
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Список сокращений и наименований минералов
ACM - атомно-силовая микроскопия
АЭС ИСП - атомно-эмиссионная спектроскопия с индуктивно связанной плазмой
ДТА - дифференциальный термический анализ
Ж/Т, Т/Ж — массовое соотношение жидкой и твердой фаз соответственно ПК спектры - инфракрасные спектры ПВХ - поливинилхлорид РФА - рентгенофазовый анализ
РФЭС - рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия РФЭ спектр — рентгеновский фотоэлектронный спектр СЭМ - сканирующая электронная микроскопия Т - твердая фаза ТГ - термогравиметрия
CkSmH„ - стехиометрическая формула гидросиликатов кальция: С - СаО; S - Si02; Н - Н20 R - коэффициент отражения W - белизна
арагонит - СаС03 пломбиерит - Саю[816031](0Н)6-8Н20
белит - 2Са08Ю2 ранкинит - ЗСаО-28Ю2
волластонит - Са(,8160|8 сподумен - 1л А18ь06
гиролит - Са4[81бО|5](ОН)2-4Н20 тоберморит - Са10[8ц2Оз1](ОН)6-8Н2О
диатомит, трепел, опока - 8Ю2- п Н20
кальцит - СаС03
кварц, кристобалит, тридимит - 8Ю2 клиноптиллолит — С а А12 8 г,- 01 х' 6119 О ксонотлит - САДцОМОНД монтмориллонит - А12[8140|о](ОН)2-пН20

Кварц растворяется и реагирует с Са(ОН)2. Ксонотлит осаждается на платиновых пластинах в виде волокнистых кристаллов [1].
Предложены автоклавные способы синтеза гидросиликатов кальция и ксонотлита из оксида кальция и отходов производства фтористого алюминия [88, 89].
Разработан способ получения различных технических гидросиликатов кальция [52], включающий взаимодействие кремнеземистых отходов производства фтористого алюминия с известковыми отходами сахарного производства. Гидротермальную обработку сырьевой смеси в зависимости от желаемого конечного продукта синтеза проводят в интервале температур 125— 220 °С, водотвердом соотношении В/Т от 7 до 18 и при продолжительности от 2 до 20 ч. Предлагаемый способ позволяет получить гидросиликаты за счет комплексного использования промышленных как кремний-, так и кальцийсодержащих отходов.
Исследован процесс автоклавного синтеза гидросиликатов кальция с использованием известняка и золы рисовой шелухи [63]. Путём обжига синтезированных гидросиликатов кальция при 950 °С получен волластонит.
Известны способы автоклавного синтеза гидросиликатов кальция с использованием электротермофосфорных шлаков [90].Синтез проводили в гидротермальных условиях в интервале температур 175 - 250 °С в течение 1-25 суток. Разработанный метод позволил получить гидросиликаты разной основности путем корректировки исходного сырья добавками СаО и БЮР.
В работе [60] показана высокая активность диоксида кремния, находящегося в модификациях опала, тридимита или кристобалита синтетического происхождения, при синтезе гидросиликата кальция. Диоксид кремния смешивали с гидроксидом кальция и коллоидным фторидом кальция в количестве 0,1-1,0 масс. %, смесь пропаривали при 95-150 °С в течение 2-4 ч при соотношении Ж:Т = (6-4): 1, фильтровали, сушили и обжигали при 1000-1200 °С в течение 20-60 мин. Способ позволил синтезировать тонкодисперсный