Разработка малоотходной технологии растворов силиката натрия из опоки Щербаковского месторождения

• Автор: Валиев, Ашраф Раилович
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 138 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Физикохимические свойства и структурные особенности растворов силиката натрия

1.1.1 Физикохимические свойства силикатов натрия

1.1.2 Структурные особенности силикатных растворов и методы их исследования

1.1.3 Химические свойства растворов силикатов натрия

1.1.4 Высокомодульные водные силикатные системы

1.2. Использование кристаллических и аморфных кремнеземсодержащих пород в процессах получения силикатов натрия

1.2.1 Общие сведения о кремнеземсодержащих породах

1.2.2 Структурные особенности кремнеземсодержащих пород

1.2.3 Способы получения раствора силиката натрия
1.2.3.1 Сухие способы производства раствора силиката на трия
1.2.3.2 Мокрые способы производства раствора силиката натрия
1.2.3.3 Прочие способы производства раствора силиката натрия
1.3 Применение раствора силиката натрия в различных отраслях
промышленности
ГЛАВА МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
ГЛАВА III ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ОПОК И
ТРЕПЕЛОВ КАК СЫРЬЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРОВ
СИЛИКАТА НАТРИЯ
3.1 Комплексная аналитикотехнологическая оценка качества кремнеземсодержащих пород
3.1.1 Минеральный фазовый состав
3.1.2 Химический элементный состав
3.1.3 Физикомеханические параметры
3.1.4 Свойства опок и трепелов
3.2 Поисковые исследования по получению растворов силиката натрия из опок и трепелов ГЛАВА IV РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ РАСТВОРА СИЛИКАТА
НАТРИЯ ГИДРОТЕРМАЛЬНЫМ МЕТОДОМ ИЗ ОПОКИ
ЩЕРБАКОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
4.1 Основные стадии процесса получения раствора силиката натрия
4.2 Сравнительная оценка качества исходной и активированной опоки и ее твердых остатков после щелочной обработки
4.2.1 Химический и минеральный составы исходной, отмытой и термически обработанной опоки
4.2.2 Исследование твердых остатков опоки после щелочной обработки
4.3 Технические требования к качеству опоки Щербаковского месторождения как к сырью для получения растворов силиката натрия гидротермальным методом
4.4 Технологическая схема получения раствора силиката натрия
4.5 Техникоэкономические показатели получения раствора силиката
П1АВА V ПОЛУЧЕНИЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ И ОГНЕЗАЩИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ РАСТВОРА СИЛИКАТА НАТРИЯ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Впервые установлена взаимосвязь свойств опок (минеральный и химический составы, физико-механические и адсорбционно-структурные параметры) с характеристиками получаемых растворов силиката натрия (силикатный модуль, содержание 8Ю2 и №, выход готового продукта). Данная зависимость может быть применена для прогнозирования характеристик растворов силиката натрия в зависимости от параметров опок. Выявлены оптимальные технологические параметры получения растворов силикатов натрия из опоки Щербаковского месторождения (концентрация раствора натриевой щелочи - 9%, время обработки - 5 часов). Разработаны научные основы малоотходной технологии растворов силикатов натрия из опоки Щербаковского месторождения. Разработаны технические требования к качеству опоки Щербаковского месторождения как к сырыо для производства растворов силиката натрия гидротермальным методом. В ходе проведенных исследований разработана малоотходная технология растворов силиката натрия из опоки Щербаковского месторождения гидротермальным методом. Для прогноза характеристик растворов силиката натрия рекомендованы следующие характеристики опок и трепелов: химический и минеральный состав, физико-механические и адсорбционноструктурные параметры. Составлены технические требования к качеству опоки Щербаковского месторождения для получения растворов силиката натрия. При низких значениях окупаемости и общих капитальных вложений разработанная технология имеет высокие показатели доходности. Показана принципиальная возможность получения теплоизоляционных и огнезащитных материалов на основе раствора силиката натрия, полученного из опоки Щербаковского месторождения. Щербаковского месторождения. Основные результаты работы обсуждались на научно-практическом семинаре «Перспективы развития химической и нефтехимической промышленности в Республики Татарстан» (г. Казань, ), научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Актуальные проблемы геологического изучения недр и воспроизводства минерально-сырьевой базы твердых полезных ископаемых» (г. Москва, ), VII Конгрессе обогатителей стран СНГ (Москва, ), V Сту денческой научно-технической конференции «Химическая технология неорганических веществ и материалов», (г. Казань, ). Получен патент РФ на способ получения жидкого стекла. Диссертационная работа изложена на 8 страницах и состоит из введения, обзора литературы, методической части, результатов исследования и их обсуждения, выводов, списка цитируемой литературы из источников. Работа содержит рисунка и таблиц. Объектом исследования являются опоки четырех (Щербаковского, Ширяевского, Усть-Грязнухинского и Фокинского) месторождений и трепелы двух (Дабужского и Хотынецкого) месторождений. Переработка опоки в раствор силиката натрия проводилась гидротермальным методом при температуре кипения раствора и атмосферном давлении. Работа выполнена на кафедре технологии неорганических веществ и материалов Казанского государственного технологического университета и в ФГУП «ЦНИИгеолнеруд». Благодарю ведущего научного сотрудника, кандидата технических наук Конюхову Татьяну Петровну за консультации при выполнении работ. Физико-химические свойства растворов силиката натрия Основными характеристиками растворов щелочных силикатов являются силикатный модуль, содержание ЭЮг, М (Ыа или К), или содержание твердого вещества (8Ю2+М). Штыренковым [] предложена эмпирическая формула для определения силикатного модуля натриевых силикатов: п=. Ы-2,. N - нормальность щелочи в этом растворе, определенная титрованием. На рис. К-8і-Н графики, позволяющие по плотности и содержанию К и 8Ю2 определить модуль раствора, или наоборот, причем графики, предназначенные для работы, делают более крупными и наносят на них частую сотку. Для определения плотности в технических целях используют наборы ареометров. При более точных измерениях прибегают к пикнометричс-скому методу с обязательным термостатированием. Не менее важной из технологических характеристик растворов щелочных силикатов является вязкость, которая ограничивает использование растворов с высокой концентрацией ввиду сложности транспортировки таких жидкостей.