LT3803B - Process for the preparation of calcium hydrosilicates - Google Patents

Abstract

Production method of calcium hydro-silicates proposed in the invention may be used for active aggregates, adsorbents, chemo-sorbents, catalysts, carriers, filtering powder and for the production of thermo insulation materials and articles. The calcium hydro-silicate is obtained by a reaction of calcium oxide with active amorphous SiO2 n H2O in hydrothermal conditions provided by further de-watering and drying of the obtained product. What is new is that the natural raw-materials and technogenic products, that contain active dispersion SiO2 no less than 75 %, are being used as reaction components and reaction itself is provided in a cavity of satiated steam in autoclaves at a temperature range from 120 to 250 degrees Celsius.

Description

Siūlomas išradimas priskiriairias kalcio hidrosilikatų gavimo technologijai,kurie gali būti naudojami kaip užpil dai,adsorbentai,chemosorbentai,katalizatorių nešėjai,filtruojantys milteliai ir termoizoliacinių statybinių gaminių ir medžiagų gamyboje.The present invention relates to a technology for the production of calcium hydrosilicates, which can be used as fillers, adsorbents, chemosorbents, catalyst carriers, filter powders and in the manufacture of thermal insulation products and materials.

Žinomas kalcio hidrosilikatų gavimo būdas reaguojant kalkėms ir silicio dioksidui ekvivalentiniais kiekiais esant slėgiui ir. temperatūrai apie 200°0 (Japonijos pa raiška kr. 56 - 22812,kl, C 01 B 33/24, ±971 ) „ Gauti kalcio hidrosilikatai panaudojami kaip mineralizatoriai, iš jų gaunamas volastonitas ir pigmentai.A known process for preparing calcium hydrosilicates by reacting lime and silica in equivalent amounts under pressure and. temperature about 200 ° 0 (Japanese Application No. 56 - 22812, Cl, C 01 B 33/24, ± 971) “Calcium hydrosilicates obtained are used as mineralizers and produce volastonite and pigments.

Taip pat žinomas kalcio hidrosilikatų gavimo būdas, šarminėje terpėje,reaguojant silicio rūgščiai su kalcio oksidu temperatūroje 190 - 250°C (Vokietijos paraiška i-Tr. 19182195, kl. C 01 B 33/24, 1969 ).Also known is the preparation of calcium hydrosilicates by reacting silicic acid with calcium oxide in an alkaline medium at a temperature of 190-250 ° C (German Application i-Tr. 19182195, cl. C 01 B 33/24, 1969).

Šių kalcio hidrosilikatų gavimo būdų trūkumai šie : reakcijai vykdyti panaudojamos aukštos kokybės bei reakcin gurno medžiagos ir papildomi deficitiniai ir brangūs komponentai - natrio bei kalio, šarmai,kas gamybinėse sąlygose didina produkto savikainą.The disadvantages of these methods of obtaining calcium hydrosilicates are the following: high quality and reactive lump materials are used for the reaction and additional deficient and expensive components - sodium and potassium, alkali, which in the production conditions increase the cost of the product.

Artimiausiais pateiktam išradimui yra kalcio hidrosilikatų gavimo būdas,reaguojant kalcio oksidui su amorfiniu silicio dioksidu atmosferiniame slėgyje 25 -I00°C temperatūroj e,naudoj ant intensifikatorių 0,1 - 20 % nuo sausų medžiagų masės (Lietuvos resp. patentas Nr.3O39 <!♦ C OI B 33/24, I992).Šio būdo trūkumas tas,kad reikaLingi napildomi komponentą,! — intensifikatoriai,kaip natrio silikatas,natrio sulfatas,aliuminio oksidas,fosforo rūgštis,bario sulfatas,kas kas didina produkto savikainą.The present invention relates to a process for preparing calcium hydrosilicates by reacting calcium oxide with amorphous silica at atmospheric pressure at 25 to 100 ° C, using 0.1 to 20% by weight on dry weight basis of intensifiers (Lithuanian Patent No. 3O39 <! ♦ C OI B 33/24, I992) .The disadvantage of this method is that it requires a component to be consumed! - intensifiers like sodium silicate, sodium sulphate, alumina, phosphoric acid, barium sulphate, which increases the cost of the product.

Išradimo tikslas - praplėsti žaliavų bazę, o panaudojant pramoninės gamybos atliekas dalinai sprendžiamiThe object of the invention is to expand the base of raw materials, and partially solving industrial waste

- 2 ir ekologiniai klausimai, tuo pačiu sumažinant gaunamų kalcio hidrosilikat.ų savikainą.- 2 and ecological issues while reducing the cost of incoming calcium hydrosilicates.

Tai pasiekiama kalcio oksidui reaguojant vandeniniame tirpale su malto, turinčio S = 300 — 500 m/kg,kvarcinio smėlio silicio dioksidu„kineskopų šlifavimo atliekų silicio dioksidu,metalurgijos formavimo žemių kvarciniu komponentu_rAIF^ gamybos atliekų silikageliu,esant moliniam CaO/SiO₂ t „y „C/S santykiui: 0,83, 1,0 bei 1,2, o vandens/kietų medžiagų santykiui V/K nuo 4,0 iki 20, laiko- intervale, nuo 1,0 iki 24 valandų, temperatūrose nuo 120° iki 25O°C„This is achieved by reacting calcium oxide in an aqueous solution with silica silica of S = 300 - 500 m / kg quartz sand silica 'Tube abrasive waste, quartz component of metallurgical forming earth _r AIF ^ in the presence of molar CaO / SiO ₂ t. "Y" for C / S ratios of 0.83, 1.0 and 1.2 and for water / solids V / K of 4.0 to 20, over a time interval of 1.0 to 24 hours, at temperatures from 120 ° to 25 ° C

CaO ir Si0₂ moliniai santykiai atitinka kalcio hidro* silikato tobermorito ir- ksonotlito C^S^Ii molinį santykį ir- tuo sąlygoja vyraujančio produkto išeigą.The molar ratios of CaO to SiO ₂ correspond to the molar ratio of calcium hydro- silicate tobermorite and C x S ^ Ii of xonotlite and thus determine the yield of the predominant product.

G-amybos būdas realizuojamas taip :The G-assembly method is implemented as follows:

Komponentai, žaliavos :Components, raw materials:

Kalkės,ak tyvumasLime, activity

Perosili.cio pramoninės gamybos atliekos Vandens/kietų me džiagų santykis komponentų molinis santykis Darbo eiga :Industrial / industrial waste water / solids ratio molar ratio of components Workflow:

Esant eksperimentinio reaktoriaus - autoklavo talpai 0,63 (Silikatinių dirbinių gamykloje A/B ”Albitas” - Kaune),sudozuoti komponentų kiekiai ir vanduo supilami į reaktorių : CaO - 36,6 kg, SiO₂ - 34,1 kg, vanduo - 475 1 «Įjungus maišytuvą ir elektrinį kaitinimą per 5 vai» temperatūra pakeliama iki 200°C (15 atm.).Izoterminio išlaikymo trukmė hidroterminėje ertmėje - 6 valandos.Gautas hidrosilikatinis sintezės produktas - ksonotlitas (GgS^H),nuvandeninamas,.išdžiovinamas 125 — 150 G temperatūroje laike 24 val»Koonot—1-ito milteliai gali būti naudojami kaip užpildas gumos,popieriaus,plastmasių,izoliacinių statybinių medžiagų gamyboje ir kt.In the case of an experimental reactor - autoclave capacity of 0.63 (at Silicate Works A / B ”Albitas” - Kaunas), the dosed components and water are added to the reactor: CaO - 36.6 kg, SiO ₂ - 34.1 kg, water - 475 1 «Turn on mixer and heat in 5 hours» raise the temperature to 200 ° C (15 atm) .The isothermal residence time in the hydrothermal cavity is 6 hours.The resulting hydrosilicate synthesis product - Xonotlite (GgS ^ H), anhydrous,. At 150 G for 24 hours »Koonot — 1 powder can be used as a filler in rubber, paper, plastics, insulation, and more.

Pavyzdžiai:Examples:

I pavyzdys : Komponentai : CaO ir AlP^ gamybos atliekos CaO - 85%Example I: Components: 85% CaO and AlP ^ production waste CaO

Si0₂- 90% V/K = 6 c/s = 1,0 silikagelis. C/S = 1,0; V/K = 10; t = 120 C, trukmė = 3 vai· Vyraujantis hidrosiiikatas C-S-H(I).SiO ₂ - 90% V / K = 6 c / s = 1.0 silica gel. C / S = 1.0; V / K = 10; t = 120 C, duration = 3 hours · The predominant CSH (I) hydrosilicate.

- 3 2 pavyzdys: Komponentai : CaO ir maltas kvarcinis smėlis, C/S = 0,63 j V/K = 20 j t = I75°G, trukmė = 24 vai.Vyraujantis hidrosilikatas - tobermoritas.- 3 Example 2: Components: CaO and ground quartz sand, C / S = 0.63 j V / K = 20 j t = I75 ° G, Duration = 24 hours. The predominant hydrosilicate is tobermorite.

pavyzdys: Komponentai : CaO ir PeSi dulkės. C/S = 1,0j V/K = 10 j t = 250 C, trukmė = 4 vai .Vyraujantis liidrosilikatas - ksonotlitas.example: Components: CaO and PeSi dust. C / S = 1.0j V / K = 10j t = 250C, Duration = 4 hours. The predominant hydrosilicate - xonotlite.

pavyzdys: Komponentai:· CaO ir- maltos kineskopų šlifavimo atliekos. C/S = 0,63} V/K = 10; t = I80°C, trukmė = vai .Vyraujantis hidrosilikatas - tobermoritas,.Example: Components: · CaO and ground tube grinding waste. C / S = 0.63} V / K = 10; t = I80 ° C, duration = va. The predominant hydrosilicate - tobermorite,.

pavyzdys: Komponentai: CaO ir maltos kineskopų šlifavimo atliekos. C/S = 1,0; V/K = 10}. t = 2OO°C9 trukmė = vai.Vyraujantis hidrosilikatas - ksonotlitas.Example: Components: CaO and ground tube grinding waste. C / S = 1.0; V / K = 10}. t = 2OO ° C9 duration = va. The predominant hydrosilicate - xonotlite.

Šiais būdais gauti kalcio hidrosilikatai gali būti naudojami, kaip tarpinis produktas statybinių termoizoliacinių medžiagų ir dirbinių gamyboj e,o išdžiovinti - ir kaip užpildas popieriaus, gumos, dažų, klijų ir plastmasinių dirbinių pramonėje, o taip pat kaip adsorbentas,chemosorbentas, filtruojantys milteliai, chemijos naftos,maisto pramonėje,oro-dujinių išlakų ir-skystų terpįų,tekstilės valyme ir t.t.Calcium hydrosilicates obtained by these processes can be used as an intermediate in the manufacture of constructional thermal insulation materials and articles, and as a filler in the paper, rubber, paint, glue and plastic industry, and as an adsorbent, chemosorbent, filter powder, chemical in oil, food industry, air-gaseous and liquid media, textile cleaning etc.

šiuo metodu gautą hidrosilikatinį produktą panaudojus statybinių terrnoizoliacinių plokščių garny boję, gauna mos pagrindinės charakteristikos : gaminio tankis 250 35O kg/m·^, šiluminis laidumo koeficientas 0,0b - 0,08 V/mK, stiprumas lenkiant - ne mažiau 0,3 Kirą, eksploatacinė temoeratura - nuo 75O°C iki IOOO^C.the hydrosilicate product obtained by this method, using the glazing of building thermal insulation boards, gives the main characteristics: product density 250 35O kg / m · ^, thermal conductivity coefficient 0.0b - 0.08 V / mK, bending strength no less than 0.3 Kira , operating temoerature - 75O ° C to IOOO ^ C.

Claims (2)

IŠRABIUO APIBRĖŽTISDEFINITIONS DEFINITION 1. Kalcio hidrosilikatų gavimo būdas₍reaguojant kalcio, oksidui. CaO su aktyviu amorfiniu SlOg n H^O hidroterminėse sąlygose^ ir tolesniu gauto produkto nuvandeninimu bei. išdžiovinimu,b e s i s k i r i a n t i s tuo,kad kaip reakcijos komponentus naudoja gamtines žaliavas ir pramoninės gamybos atliekas - technogeninius produktus, o reakciją vykdo sočių garų ertmėje, autoklavuose temperatūrų intervale nuo I20°C iki 25O°C„1. Method for the preparation of calcium hydrosilicates _(by reacting calcium oxide. CaO with active amorphous SlOg n H ^ O under hydrothermal conditions and subsequent dehydration and drying of the resulting product, characterized in that it uses natural raw materials and industrial production wastes as process components. , and the reaction is carried out in a saturated vapor cavity in autoclaves at temperatures between I20 ° C and 25 ° C " 2. Kalcio- hidrosilikatų gavimo būdas pagal I p·,b esi skiriantis tuo,kad kaip gamtines žaliavas ir technogeninius produktus naudoja medžiagas,kurios turi dispersinio aktyvaus SiOg ne mažiau 75 /»·2. The process for the preparation of calcium hydrosilicates according to Claim 1, characterized in that the substances used which contain at least 75% of the dispersed active SiOg are used as natural raw materials and technogenic products.