Технология кристаллогидратов метасиликата натрия из диатомита Инзенского месторождения

• Автор: Филиппович, Елена Николаевна
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 130 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ с.

ГЛАВА I. Обзор литературы

1.1 Водные растворы силикатов натрия

1Л Л Физико-химические свойства растворов силикатов натрия

1Л .2 Способы получения растворов силикатов натрия

1.2 Свойства системы №20-8Ю2-Н20

1.3 Кристаллические метасиликаты натрия

1.4 Промышленное получение метасиликатов натрия

1.5 Кремнеземистые аморфные породы 39 ГЛАВА II. Характеристика объектов и методов исследования
2.1 Объекты исследования
2.2 Методы исследования
2.2.1 Методика получения кристаллогидратов метасиликата натрия из диатомита Инзенского месторождения
2.2.2 Методы исследования сырья, промежуточных и целевых продуктов
2.2.3 Методы исследования покрытий на основе кристаллогидратов метасиликата натрия и нерастворившегося остатка диатомита
2.2.4 Методы исследования влияния кристаллогидратов метасиликата натрия на технологические свойства глин
ГЛАВА III. Переработка диатомита Инзенского месторождения в кристаллогидраты метасиликата натрия
3.1 Подбор условий термической обработки Инзенского диатомита
3.2 Подбор условий щелочной обработки Инзенского диатомита
3.3 Получение кристаллогидратов с меньшим содержанием воды

ГЛАВА VI. Разработка технологии переработки диатомита Инзенского месторождения в кристаллогидраты метасиликата натрия
4 Л Основные стадии и оборудование для переработки диатомита Инзенского месторождения в кристаллогидраты метасиликата натрия
4.2 Технологическая схема переработки диатомита Инзенского месторождения в кристаллогидраты метасиликата натрия
4.3 Расчет материального баланса переработки диатомита Инзенского месторождения в кристаллогидраты метасиликата натрия 95 ГЛАВА V. Применение кристаллогидратов метасиликата натрия и нерастворившегося остатка Инзенского диатомита
5.1 Влияние кристаллогидратов метасиликата натрия и нерастворившегося остатка на свойства покрытий
5.2 Влияние кристаллогидратов метасиликата натрия на свойства керамических изделий
5.3 Другие области применил кристаллогидратов метасиликата натрия 115 ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы
В настоящее время очень многие отрасли техники и промышленности потребляют значительные количества щелочных силикатов - продуктов многоцелевого назначения, необходимых для прогрессивного развития многих отраслей промышленности, таких как машиностроительное производство (в качестве связующего для изготовления форм и стержней); химическая и нефтехимическая промышленность (для производства катализаторов, белой сажи, цеолитов, золя кремнекислоты, силикагеля, синтетических моющих средств и крекинга нефти т.д.); производство строительных материалов (бетонных конструкций и изделий, для укрепления грунтов при строительстве дорог, оснований под фундаменты и т.д.); лакокрасочная промышленность (в качестве пленкообразователя в составе силикатных красок, антикоррозионных грунтов) и т.п. Обычно силикаты натрия используются в виде растворов (жидких стекол).
Применение жидких стекол требует отдельного их приобретения, раздельного хранения с прочими компонентами вследствие высокой химической активности; довольно часто жидкие стекла необходимо предварительно разбавлять водой до определенной плотности. Во многих технологических процессах силикаты натрия удобнее использовать не в виде растворов, а в виде твердых порошкообразных или гранулированных кристаллогидратов, содержащих либо кристаллизационную, либо структурно связанную воду, и способных растворяться в воде достаточно быстро при обычных условиях.
При организации промышленного производства кристаллогидратов силикатов натрия легко решается вопрос более широкого их применения в новой технике, промышленности и строительстве. Учитывая ряд проблем, которые испытывают потребители при хранении и дозировке силикатных растворов, целесообразен их переход на кристаллический продукт, который,

На основании полученных данных, Г.Г. Бабаян схематически представил процесс осаждения кристаллогидратов метасиликата натрия из растворов и их дегидратацию.
В водном растворе имеется равновесное состояние между полимеризованной группировкой ионов и молярным ионом, при
координационном числе кремния по отношению к кислороду равном шести. Это равновесие можно изобразить следующим образом:
"ПО ОНИ ОН ОН'
'и/0 ''4/ + 2Н20 ~ 2[(Н20)-81(0Н)5]
х | чО '' 1 4 ..НО он н он он
[(НгСО-БКОВД2 + ОН' «-» [81(ОН)6]"2 + Н20
В процессе кристаллизации происходит деполимеризация силикатного иона, т.е реакция сдвигается вправо с образованием иона [81(ОН)6]"2, так как №28Юг9Н20 является мономером, на основе которого происходит осаждение кристаллогидрата. Основываясь на предложенной Э.Тило формуле
девятиводного метасиликата натрия можно записать:

Мз.,|НО— 81— ОН] 8НгО I

В процессе дегидратации до соединения Ыа28Юз-5Н20 этот мономер сохраняется, но далее начинается процесс полимеризации, которая ведет к началу формирования связи =81-0-81=, что можно изобразить следующим образом:
ОН он
I I I -п
гШэ [—0—51—О——О—| шН20

ОН он
Такое строение кристаллогидрата сохраняется до 1,5 молей воды, после чего происходит окончательное формирование силоксановой связи с образованием