Низкотемпературный синтез жидкого стекла и получение теплоизоляционных материалов на его основе

• Автор: Тарасова, Ирина Даниловна
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 167 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
стр.
Введение .
1. Теоретические основы и практический опыт производства жидкого стекла и силикатных материалов на жидком стекле

1.1. Современное состояние производства жидкого стекла.

1.2. Направления научных исследований и разработок по созданию . новых технологий получения силикатных материалов на основе жидкого стекла.

1.3. Научные разработки по созданию теплоизоляционных материалов

с использованием жидкого стекла.

1.4. Способы отверждения жидкостекольных композиций и повышение водостойкости готовых изделий на их основе

1.5. Механизм твердения жидкостекольных композиций.

Г Выводы.
2. Методы исследований и характеристика исходных материалов . .
2.1. Методы исследований
2.2. Характеристика кремнеземсодержащих материалов на основе кристаллического диоксида кремния.
2.3. Характеристика природных материалов, содержащих кремнезем в аморфном виде.
2.4. Характеристика щелочных материалов и отходов
промышленности, использованных в данной работе
Выводы .
3. Экспериментальные исследования по получению жидкого стекла .
методом прямого низкотемпературного синтеза.
3.1. Синтез жидкого стекла с использованием кремнеземсодержащих
1 сырьевых материалов на основе кристаллического кремнезема
Выводы .
3.2. Синтез жидкого стекла из кремнеземсодержащих материалов на
основе аморфного диоксида кремния.
Выводы
3.3. Технологическая реализация разработанных методов синтеза
жидкого стекла.
Выводы.
4. Эффективность метода прямого низкотемпературного синтеза жидкого стекла.
4.1. Производственные испытания жидкого стекла, полученного методом прямого низкотемпературного синтеза
4.2. Экономическая эффективность получения жидкого стекла
методом прямого низкотемпературного синтеза
Выводы
5. Получение силикатных материалов на основе жидкого стекла
5.1. Технологические параметры образования теплоизоляционных
материалов на жидком стекле без введения добавок.
Выводы
5.2. Технологические параметры образования блочных теплоизоляционных материалов на жидком стекле с введением
добавок
5.3. Технологические параметры образования гранулированного
теплоизоляционного материала.
Выводы
. Основные выводы работы .
Список использованной литературы


S>A- 0 см2/г, размер частиц менее 0,2мкм - Атмосферное <0 -0 мин Карнаухов Ю. Трепел (молдавский), диатомит (тюменский), перлит (армянский) автоклав - 0 > 1 ч Мелконян Г. С. [] Мелконян Р. При использовании в качестве кремнеземсодержащего компонента кварцевого песка необходимо его измельчение, с целью интенсификации процесса растворения. При этом измельчение кварца сопровождается аморфизацией его поверхностных слоев, толщина которых зависит от среды измельчения. При мокром измельчении толщина аморфного слоя остается постоянной, равной около 2 нм, до значений удельной поверхности - м /г. При сухом измельчении толщина аморфного слоя вследствие уменьшения поверхностной концентрации активных загрязнений изменяется от 2 нм для грубого и до нескольких десятков нанометров - для высокодисперсного порошка. По данным Ходакова Г. С. [0] растворимость тонкоизмельченного кварца в воде при комнатной температуре не менее чем в раз превосходит растворимость крупнокристаллического кварца. Особый интерес в плане получения жидкого стекла прямым растворением представляют кремнеземсодержащие горные породы и отходы промышленных предприятий. Одним из них является конденсированный микрокремнезем, который образуется при газоочистке печей в производстве кристаллического кремния, ферросилиция, феросиликохрома. Микрокремнезем - ультрадисперсный порошок с содержанием -% двуокиси кремния. Зерна микрокремнезема представляют собой высокопористые агрегаты округлых аморфных частиц размером менее 0,2 мкм. На основе такого микрокремнезема было получено жидкое стекло с невысокими параметрами процесса его растворения в едком натре: атмосферное давление, температура менее 0сС и время -0 мин [, ]. Также на основе уральских диатомитов получено жидкое стекло с модулем от 1,0 до 2,7, с концентрацией кремнезема - мас. При этом температура обработки составила °С, в течение 4 часов []. Использование горных пород, содержащих примеси до мас. Поэтому, жидкое стекло, полученное на основе горных пород, необходимо использовать только в производстве строительных и технических материалов, где нелимитирована прозрачность и цвет. Направления научных исследований и разработок по созданию новых технологий получения силикатных материалов на основе жидкого стекла. Жидкое стекло обладает рядом свойств, которые делают этот материал уникальным. В естественных условиях жидкое стекло способно образовывать прозрачные полимеры; при нагревании оно вспенивается с образованием мелкопористого материала. Эти свойства обусловлены свойствами и строением кремнезема []. Растворы жидкого стекла по своим свойствам напоминают растворы кремнезоля. Наряду с частицами силикатов в растворах жидкого стекла присутствуют анионы типа |«4 в которых атомы кислорода расположены в вершинах правильного тетраэдра [2]. При содержании оксида натрия больше, чем в дисиликате натрия, в растворах находится дисиликат натрия -На'2$Ю2 и свободный гидроксид натрия - 2ЫаЮ2 + Н=№2$и+2Ыа0Н, при высоких значениях pH происходит деполимеризация полисиликатных анионов. Растворы силикатов, содержащие оксид натрия в количестве меньшем, чем в дисиликате натрия, состоят из дисиликата натрия и свободной кремневой кислоты. С понижением концентрации щелочи, процессы полимеризации усиливаются. В концентрированных силикатных растворах могут существовать в виде определенных химических соединений Ыа 5Ю2 и Ка Ю2 . Все остальные соотношения Ыа:8Ю2 следует рассматривать как смесь мета - и дисиликата с избытком гидроксида натрия или коллоидного гидратированного кремнезема. При синтезе силикатов водным путем в обычных условиях не образуются продукты определенного химического состава, а происходит образование смесей, состоящих из гидратированных соединений, гидроксидов и комплексных образований силикатов с кремнеземом. Оз + п$Ю2) у$Ю5Н]‘ +уН+. ЯОз + пН) уБЮзН]- +уЫа* []. Принцип образования коллоидного кремнезема в щелочных условиях при помоле в шаровой мельнице используется для получения комплексных шамотно-кварцевых [, ], кремнеземисто-алюмосиликатных [.