Синтез и физико-химические свойства ксонотлита и волластонита

• Автор: Акатьева, Лидия Викторовна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 238 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

ГЛАВ А 1. Получение и применение силикатов кальция

обзор литературы

1.1. Состав, структура, свойства ксонотлита и волластонита.

1.1.1. Волластонит

1.1.2. Ксонотлит

1.2. Основные методы синтеза силикатов кальция.

1.2.1. Высокотемпературные методы получения волластонита

1.2.2. Гидротермальные методы получения силикатов кальция

1.2.3. Кинетика кристаллизации в системе i2 Н

1.3. Применение силикатов кальция
1.3.1. Экологически чистые наполнители
1.3.2. Сорбенты неорганических и органических веществ.
Г ЛАВА 2. Исходные вещества, аппаратура, методики экспериментов
2.1. Исходные вещества.
2.2. Методики экспериментов и анализов.
ГЛАВА 3. Исследование процессов получения ксонотлита и волластонита из техногенного и природного сырья
3.1. Гидрохимический синтез ксонотлита из фосфогипса и кремнегеля
3.1.1. Исследование процесса получения гидросиликатов кальция
3.1.2. Исследование возможностей получения мелкодисперсных силикатов кальция.
3.1.3. Изучение состава и физикохимических свойств синтетических ксонотлита и волластонита.
3.2. Тврдофазный синтез волластонита из диатомита и мела
3.2.1. Исследование процесса получения волластонита.
3.2.2. Изучение состава и свойств целевого продукта.
Выводы по главе
ГЛАВА 4. Исследование свойств материалов на основе
ксонотлита и волластонита
4.1. Изучение сорбционных характеристик
4.1.1. Кинетика процесса сорбции
4.1.2. Коэффициенты распределения металлов в зависимости от кислотности среды
4.1.3. Статическая обменная мкость.
4.1.4. Механизм сорбции катионов металлов
4.2. Исследование свойств тврдых экстрагентов ТВЭКСов
4.2.1. Тврдые экстрагенты на основе силикатов кальция.
4.2.2. Свойства тврдых бинарных экстрагентов на основе ксонотлита.
4.2.2.1. Кинетические характеристики экстракции скандия
4.2.2.2. Влияние кислотности водной фазы на степень извлечения скандия.
4.2.2.3. Влияние температуры на экстракцию скандия
4.2.2.4. Влияние концентрации бинарного реагента в ТВЭКСах
на процесс экстракции скандия
4.2.2.5. Влияние концентрации ионов скандия в растворе
на процесс эксзракции.
4.2.2.6. Зависимость степени извлечения скандия
от соотношения тврдой и жидкой фаз.
4.2.2.7. Зависимость степени извлечения и коэффициентов распределения скандия от анионного состава
водной фазы
4.2.2.8. Определение экстракционной мкости ТВЭКСов по
отношению к ионам скандия
Выводы по главе
ГЛАВА 5. Разработка промышленных технологий получения синтетических силикатов кальция
5.1. Организация производства синтетических ксонотлита и волластонита
из фосфогипса и кремнегеля.
5.1.1. Описание технологического процесса
5.1.2. Создание технологического участка по производству синтетического волластонита.
5.2. Организация производства синтетического волластонита
из диатомита и мела
5.2.1. Описание технологического процесса
5.2.2. Создание производства синтетического волластонита.
Выводы по главе
ГЛАВА 6. Исследование перспективных областей применения ксонотлита и волластонита
6.1. Применение ксонотлита в процессах очистки сточных вод.
6.1.1. Очистка сточных вод гальванического производства
6.1.2. Сорбция высокомолекулярных органических соединений нефтепродукты, водорастворимые красители
6.2. Применение ТВЭКСов для определения металлов в сточных водах и технологических растворах
6.3. Оболочковые пигменты на основе ксонотлита и волластонита
6.3.1. Синтез композиционных оболочковых пигментов.
6.3.2. Изучение физикохимических и технологических свойств органонеорганических пигментов и цветных гидросиликатов кальция
6.3.3. Области применения оболочковых пигментов на основе ксонотлита и волластонита.
Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


В качестве катализатора и плавня, а также для исключения образования белита используют сульфат меди или медьсодержащие отходы гальванического производства , . Повышение чистоты получаемого продукта за счт обеспечения более полного взаимодействия исходных компонентов достигают с помощью инициаторов направленного синтеза, в качестве которых используют оксиды магния, цинка, берилия, стронция, никеля II, кобальта II, железа III, хрома III . Кроме того, введение в шихту небольших количеств волластонита или боя изделий из силиката кальция также способствует более полному взаимодействию исходных компонентов . Частицы волластонита выступают в качестве готовых центров кристаллизации, интенсифицируя процесс синтеза целевого продукта . Установлено, что состав, структура, свойства синтетических гидросиликатов и силикатов кальция во многом зависят от того, из каких исходных материалов, при каком соотношении кальций и кремнийсодержащих компонентов, каким путм и при каких условиях они получены . Основными параметрами, оптимизируемыми при синтезе, являются выход целевого продукта, энергетические и материальные затраты, продолжительность синтеза, сокращение вредных примесей оксиды металлов, кальцит, кремнезм и др Основными факторами, влияющими на оптимизируемые параметры, являются состав и соотношение компонентов исходной смеси, инициирующие добавки и катализаторы, параметры предварительной подготовки исходного сырья время помола, увлажннность, степень гомогенизации и др. Для успешного проведения синтеза важную роль имеет пробоподготовка. Большое значение при предварительной подготовке сырья придатся наличию такого оборудования, которое бы исключало загрязнение исходного сырья прежде всего аппаратным железом. В соответствии с поставленными целями и задачами исследования особое внимание в обзоре было уделено синтетическим гидросиликатам и силикатам кальция со стехиометрическим соотношением кальций и кремнийсодержащих компонентов равным единице. Волластонит является единственным производимым в промышленном масштабе чисто белым минералом с совершенной игольчатой формой кристаллов отношение Ий 1, что позволяет широко использовать данный силикат в качестве усиливающего коротковолокнистого наполнителя разнообразных композиционных материалов . В настоящее время природный волластонит добывается сравнительно небольшим числом горных предприятий и, кроме того, во многих странах, являющихся потребителями волластонита, его месторождения вообще отсутствуют , . Вс это стимулирует интерес к разработке способов получения синтетических ксонотлита и волластонита из доступного сырья. Высокотемпературные методы получения волластонита. Первым, применявшимся ещ в веке, был метод кристаллизации из расплава состава i. Этот метод предполагает наличие высокотемпературных печей и является достаточно энергомким . Современные способы получения волластонита методом кристаллизации из расплава представлены в приложении 1. СаО и i. В этом плане особую привлекательность приобретают технологии с использованием вторичного минерального сырья , . Установлены режимы кристаллизации шлакового стекла и обжига реакционной смеси из вторичного минерального сырья, обеспечивающие в готовых продуктах содержание волластонита мелилита ранкинита или волластонита мелилита ранкинита . Для реализации процесса кристаллизации силикатов кальция разработана конструкция специальной туннельношнековой печи . Для получения волластонита установлена возможность использования доломита и двухкальциевого силикатного шлака ДСШ, являющегося отходом получения металлического магния. Способ включает приготовление шихты, содержащей ДСШ, источник кремнезема, флюс и с обжиг. К шихте могут добавляться связка и вода с последующим прессованием и получением изделия необходимой формы . Перспективным сырьм для производства синтетического волластонита могут быть также и шлаки электротермофосфорного производства , выход которых составляет 7,5 т на 1 т фосфора. Повышенный интерес к возможности использования шлаков обусловлен ещ и тем, что в ряде случаев их химический состав близок к составу волластонита.