Синтез растворимого стекла с использованием сульфатных вторичных продуктов производства алкилсульфоната натрия

• Автор: Тамазов, Максим Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 189 с.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.1. Основные способы получения растворимого стекла, их преимущества

и недостатки, характеристика сырьевых материалов

1.2. Исследование процесса варки силикатов натрия на сульфате.

1.3. Проблемы получения декоративных отделочных материалов

на основе силикатнатриевых композиций

1.4. Выводы.

1.5. Цели и задачи исследования.

2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА МАТЕРИАЛОВ

2.1. Характеристика сырьевых материалов, используемых

для исследований

2.2. Методика проведенных исследований
2.2.1. Расчет термодинамических характеристик гетерофазовых
реакций
2.2.2. Дифференциальнотермический анализ, как инструмент изучения кинетики усвоения сульфата натрия
2.2.3. Исследование кинетики гетерофазовых реакций синтеза растворимого стекла, фазового состава ОДВ и продуктов их гидратации
2.2.4. Получение ОДВ на различных декоративных заполнителях и физикомеханические испытания свойств ОДВ
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМОДИНАМИКИ СИЛИКАТООБРАЗОВАНИЯ В СИСТЕМЕ В СИСТЕМЕ Ыа8Ю
3.1. Термодинамический расчт процессов силикатообразования, протекающих в отсутствии восстановителя.
3.2. Термодинамический расчт процессов силикатообразования,
протекающих в слабовосстановительных условиях
3.3. Термодинамический расчт процессов силикатообразования, протекающих при избытке восстановителя.
3.4. Выводы.
4. ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ ЭНЕРГО И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ СУЛЬФАТНОЙ ТЕХНОЛОГИИ.
4.1. Особенности десульфатации сырьевой смеси на базе вторичных продуктов алкилсульфонатного производства
4.2. Исследование тврдофазовых процессов, предшествующих
варке силикатглыбы
4.3. Взаимосвязь силикатного модуля, температуры синтеза с энергомкостью производства растворимого стекла в условиях равномерного нагрева
4.4. Кинетика силикатообразования в изотермических условиях
4.5. Оптимизация кинетики синтеза щелочных силикатов из отходов алкилсульфонатного производства.
4.6. Оптимизация математической модели варки стекла в изотермических условиях
4.7. Исследование твердофазовых процессов силикатообразования натриевой силикатглыбы методом инфракрасной спектроскопии
4.8. Выводы
5. ОСНОВЫ ЭНЕРГО И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ ДЕКОРАТИВНЫХ ВЯЖУЩИХ МАТЕРИАЛОВ
5.1. Современные представления о шлакощелочных вяжущих,
как основы для синтеза ОДВ
5.2. Зависимость вяжущей способности шлакощелочных композиций на основе жидкого стекла от кислотноосновных свойств сырьевых компонентов.
5.3. Получение ОДВ с использованием различных декоративных
наполнителей.
5.4. Строительнотехнические характеристики ОДВ
5.5. Улучшение эстетических свойств декоративных отделочных
материалов на основе синтезированных ОДВ.
5.6. Выводы
6. ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННАЯ АПРОБАЦИЯ СУЛЬФАТНОЙ ТЕХНОЛОГИИ РАСТВОРИМОГО СТЕКЛА И СОСТАВОВ ОТДЕЛОЧНЫХ ДЕКОРАТИВНЫХ КОМПОЗИТОВ.
7. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ


Для производства содовой силикатглыбы применяется сода кальцинированная безводная Ыа2СОз по ГОСТ Е, для содовосульфатной силикатглыбы сульфат натрия в смеси с содой. Поташ К2СОз белый гигроскопичный порошок используется в кальцинированной безводной форме по ГОСТ 0 для получения калиевой силикатглыбы. Для производства калиевонатриевой и натриевокалиевой силикатглыбы может применяться содовопоташная смесь, содержащая свыше К2СОз Ыа2С0з. Такая смесь является побочным продуктом переработки нефелиновых руд и концентратов на глинозем. При производстве содовосульфатной силикатглыбы в состав стекольной шихты вводят кокс коксовую мелочь, который выступает в роли восстановителя . Корнеев В. И. и Данилов В. В. считают, что при силикатообразовании и формировании силикатглыбы протекают следующие процессы стекольная шихта для производства силикатглыбы представляет собой механическую смесь соды с кварцевым песком для варки содовой силикатглыбы, поташа с кварцевым песком для калиевой силикатглыбы и соды, сульфата натрия и
кокса с кварцевым песком для варки содовосульфатной силИкатглыбы. Одновременно с перемешиванием компонентов осуществляют небольшое увлажнение до 4. В работах , , представлены данные термодинамических расчтов окислительновосстановительных процессов вероятности образования различных щелочесодержащих соединений в зависимости от модуля растворимого стекла, состава газовой среды и темпатуры синтеза. Силикатообразование и последующее формирование силикатглыбы являются многостадийными. Эти последовательно и одновременно протекающие высокотемпературные процессы взаимодействия компонентов как в твердом, так и жидком расплавленном состоянии включают удаление гигроскопичной влаги при 0 . С и влаги кристаллогидратной, сформировавшейся, в частности, при увлажнении Шихты при температуре выше
0С полиморфные превращения кварца, кварц, . С, сульфата натрия 2, 5С термическую диссоциацию карбоната калия 0С плавление компонентов шихты Ыа2СОз при 5С твердофазное образование силикатов натрия и калия 0. С образование эвтектических расплавов в системах i формирование спеков силикатов щелочных металлов и кварца плавление образовавшихся спеков и растворение кремнезема в щелочносиликатном расплаве формирование стекломассы С и ее охлаждение. С по схеме i2 i С. Полное связывание соды завершается при температурах 0. С. Продукты реакции представляют собой спекшуюся массу высокоосновных силикатов натрия метасиликата натрия, кремнезема и щелочносиликатного стекла переменного состава. Схема реакции силикатообразования при производстве калиевой силикатглыбы i К2С i С. Наиболее интенсивно образование силикатов калия фиксируется в температурном интервале
Специфика использования сульфата натрия. С 2 ,
2 I . Интенсивное силикатообразование в сульфатсодержащих шихтах наблюдается в интервале 0. В патенте показана возможность восстановления , содержащегося в отходящих газах, до элементарной серы за счт снижения коэффициента избытка воздуха а до 0, в газовой среде печи, что позволит улучшить экологическую обстановку окружающей среды. СОН2 СН. Как видно, образовавшийся за счет реакций . Избыточное количество кремнезема по отношению к сформировавшимся щелочным силикатам составляет около массы исходного i. Наиболее низкая температура появления щелочносиликатного расплава при варке содовой силикатглыбы 0С, что соответствует эвтектике дисиликат натрия кварц. Для растворения кварца в силикатном расплаве и формирования однородного расплава, отвечающего составу промышленной силикатглыбы, требуется температура до С. На этапе стеклообразования остатки кварцевых зерен медленно растворяются в вязком расплаве силикатов. Вокруг каждого зерна в результате растворения образуется пограничная зона с повышенным содержанием i. По мере насыщения зоны растворение кварцевого зерна затормаживается. Удаление избыточного диоксида кремния из реакционной зоны происходит диффузионным путем под влиянием градиента концентраций. Скорость диффузии i в расплаве, определяющая скорость стеклообразования, зависит от таких факторов, как температура процесса, вязкость .