RU2567954C1

RU2567954C1 - METHOD OF OBTAINING SYNTHETIC SiO2 (SILICON DIOXIDE)

Info

Publication number: RU2567954C1
Application number: RU2014131916/05A
Authority: RU
Inventors: Степан Юрьевич Дударев; Игорь Григорьевич Тертышный
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Экологические Системы"
Priority date: 2014-08-01
Filing date: 2014-08-01
Publication date: 2015-11-10

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention relates to a method of obtaining synthetic SiO₂ from ash, formed as a result of burning an organic fuel (coal or brown coal, peat, lignite, oil shales, wood, wastes of animal breeding, poultry farming, and agriculture) which contains SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, K₂O, CaO, MgO, rare and rare-earth elements. The method includes mixing an initial raw material - ashes with ammonium fluoride in a quantity of 1.2-1.4 of a stoichiometric value, mixture heating, exposure in the heated condition until the formation of ammonium hexafluorosilicate is completed, sublimation and precipitation of volatile ammonium hexafluorosilicate in a condenser, its following dissolution in water, interaction of the obtained solution with ammonia water to form a sediment of synthetic SiO₂, extracted by filtration, with a mixture of ash with ammonium fluoride directly before heating being subjected to mechanic-activation for 5-15 minutes with supporting the ratio of the supplied power of mechanical energy to the specific surface of the mixture in a range of 0.0133-17 W × kg × m^-2.

EFFECT: reduced duration of the stage of heating the mixture of ash with ammonium fluoride and extraction of volatile ammonium hexafluorosilicate due to the acceleration of a chemical reaction between solid bodies by the mechanic-activation of the mixture of the initial raw material and the chemical reagent with the reduction of power consumption.

3 ex

Description

Изобретение относится к способу получения синтетического SiO₂ из золы, образующейся в результате сжигания органического топлива (уголь каменный или бурый, торф, лигниты, горючие сланцы, древесина, отходы животноводства, птицеводства, сельского хозяйства), содержащей SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, K₂O, CaO, MgO, редкие и редкоземельные элементы.The invention relates to a method for producing synthetic SiO ₂ from ash resulting from the burning of fossil fuels (coal or brown coal, peat, lignites, oil shale, wood, animal waste, poultry farming, agriculture), containing SiO ₂ , Al ₂ O ₃ , Fe ₂ O ₃ , K ₂ O, CaO, MgO, rare and rare earth elements.

Синтетический SiO₂ (диоксид кремния) под наименованием «белая сажа» широко используется в шинной, резинотехнической, химической, фармацевтической и других отраслях промьшшенности. Единственным производителем «белой сажи» в России является ОАО «Сода» г. Стерлитамак, Башкортостан. Технология данного производства основана на взаимодействии силиката натрия с растворами хлористого кальция и неорганических кислот. Согласно ГОСТ 18307-78 «Сажа белая» эта технология обеспечивает содержание SiO₂ в «белой саже» в диапазоне 76-87% масс.Synthetic SiO ₂ (silicon dioxide) under the name "white carbon black" is widely used in tire, rubber, chemical, pharmaceutical and other industries. The only producer of “white soot” in Russia is OJSC “Soda” in Sterlitamak, Bashkortostan. The technology of this production is based on the interaction of sodium silicate with solutions of calcium chloride and inorganic acids. According to GOST 18307-78 "White soot" this technology provides the content of SiO ₂ in "white soot" in the range of 76-87% of the mass.

Технической задачей, решаемой данным изобретением, является использование нового и дешевого вида сырья (зола) и снижение энергозатрат при получении синтетического SiO₂ методом обработки сырья фторидом аммония. Технология получения синтетического SiO₂ из золы является актуальной задачей, так как отечественным и зарубежными рынками востребован синтетический SiO₂ с повышенным содержанием SiO₂.The technical problem solved by this invention is the use of a new and cheap type of raw material (ash) and the reduction of energy consumption when producing synthetic SiO ₂ by processing raw materials with ammonium fluoride. The technology for producing synthetic SiO ₂ from ash is an urgent task, since synthetic SiO ₂ with a high content of SiO _{2 is in} demand in domestic and foreign markets.

Изучены физико-химические закономерности взаимодействия фторида аммония с диоксидом кремния и другими оксидами, находящимися в рудном сырье: B.C. Римкевич, А.А. Пушкин, И.В. Гиренко и др. «Фторидный метод комплексной переработки кианитовых концентратов», международное совещание «Плаксинские чтения 2013», 16-19 сентября 2013, г. Томск, Россия, стр. 301-304, Р.И. Крайденко «Фтораммонийное разделение многокомпонентных силикатных систем на индивидуальные оксиды», диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук, Томск, 2008.The physicochemical laws of the interaction of ammonium fluoride with silicon dioxide and other oxides in the ore are studied: B.C. Rimkevich, A.A. Pushkin, I.V. Girenko et al. “Fluoride method of complex processing of kyanite concentrates”, international meeting “Plaksinsky readings 2013”, September 16-19, 2013, Tomsk, Russia, pp. 301-304, R.I. Kraidenko “Fluoro ammonium separation of multicomponent silicate systems into individual oxides”, dissertation for the degree of candidate of chemical sciences, Tomsk, 2008.

Фторид аммония при температуре более +150°С взаимодействует с диоксидом кремния по реакции (1):Ammonium fluoride at a temperature of more than + 150 ° C interacts with silicon dioxide by the reaction (1):

образуя гексафторсиликат аммония. При этом выделяются аммиак и пары воды, которые улавливают и в виде аммиачной воды (NH₄OH) используют при последующем аммиачном гидролизе.forming ammonium hexafluorosilicate. In this case, ammonia and water vapors are released, which are captured and used in the form of ammonia water (NH ₄ OH) during subsequent ammonia hydrolysis.

Гексафторсиликат аммония отделяют от прореагировавшего сырья путем сублимации при температуре более +320°С и подвергают аммиачному гидролизу по реакции (2), в результате которой получают осадок SiO₂ и раствор NH₄F.Ammonium hexafluorosilicate is separated from the reacted feed by sublimation at a temperature of more than + 320 ° C and subjected to ammonia hydrolysis by reaction (2), resulting in a precipitate of SiO ₂ and a solution of NH ₄ F.

Раствор NH₄F выпаривают и полученный фторид аммония возвращают на повторное использование. Особенностями этого метода являются повышенное содержание SiO₂ в конечном продукте (не менее 93% масс.) и полная регенерация химического реагента.The NH ₄ F solution was evaporated and the resulting ammonium fluoride was returned for reuse. The features of this method are the increased content of SiO ₂ in the final product (at least 93% by weight) and the complete regeneration of the chemical reagent.

Получить чистый фторид аммония выпариванием водного раствора невозможно, так как в результате улетучивания аммиака раствор обогащается гидродифторидом аммония. Поэтому регенерированный фторид аммония будет представлять смесь из 21% фторида и 70% гидродифторида аммония [В.И. Зайцев, А.А. Новиков, В.И. Родин, «Производство фтористых соединений при переработке фосфатного сырья», М.: Химия, 1982, стр. 78-85]. В дальнейшем описании под фторидом аммония мы будем иметь в виду эту смесь, поскольку изобретение предполагает использование регенерированного химического реагента.It is impossible to obtain pure ammonium fluoride by evaporation of an aqueous solution, since as a result of the volatilization of ammonia, the solution is enriched with ammonium hydrodifluoride. Therefore, the regenerated ammonium fluoride will be a mixture of 21% fluoride and 70% ammonium hydrodifluoride [V.I. Zaitsev, A.A. Novikov, V.I. Rodin, “Production of fluoride compounds in the processing of phosphate raw materials”, M .: Chemistry, 1982, pp. 78-85]. In the following description, by ammonium fluoride we will mean this mixture, since the invention involves the use of a regenerated chemical reagent.

Известен способ получения синтетического SiO₂ (патент RU 2237015, 2002) из отходов ферросплавного производства, при котором используют отходы фракций 0,002-0,02 мм, обрабатывают их раствором щелочи при концентрации Na₂O 50-150 г/л, температуре +100-120°С при соотношении жидкого к твердому 3:1 в течение 1,5-2 ч, охлаждают ниже температуры +100°С и фильтруют, очищенную жидкую фазу нагревают до температуры +50-60°С, добавляют минеральную кислоту до получения рН=5-6, фильтруют, полученный осадок промывают и сушат. Недостатком способа является использование агрессивных реагентов (щелочь и кислота) при повышенных температурах и образование большого объема кислых стоков, нуждающихся в очистке.A known method of producing synthetic SiO ₂ (patent RU 2237015, 2002) from waste ferroalloy production, in which waste fractions of 0.002-0.02 mm are used, they are treated with an alkali solution at a concentration of Na ₂ O of 50-150 g / l, temperature + 100- 120 ° C with a liquid to solid ratio of 3: 1 for 1.5-2 hours, cooled below + 100 ° C and filtered, the purified liquid phase is heated to a temperature of + 50-60 ° C, mineral acid is added until pH = 5-6, filtered, the resulting precipitate is washed and dried. The disadvantage of this method is the use of aggressive reagents (alkali and acid) at elevated temperatures and the formation of a large volume of acidic effluents that need to be cleaned.

Известен способ получения синтетического SiO₂ (патент RU 2280614, 2005) путем термического воздействия на кремнеземсодержащее сырье, отличающийся тем, что предварительно сырье смешивают с гексафторосиликатом аммония в мольном соотношении (NH₄)₂SiF₆:SiO₂, равном (0,5-5):1, а термическое воздействие осуществляют при температуре 220-320°С с последующим выделением из образовавшегося возгона аморфного диоксида кремния. Недостатком способа является необходимость наличия отдельного производства гексафторсиликата аммония, что увеличивает стоимость полученного SiO₂.A known method of producing synthetic SiO ₂ (patent RU 2280614, 2005) by thermal exposure to silica-containing raw materials, characterized in that the raw materials are preliminarily mixed with ammonium hexafluorosilicate in a molar ratio of (NH ₄ ) ₂ SiF ₆ : SiO ₂ equal to (0.5- 5): 1, and the thermal effect is carried out at a temperature of 220-320 ° C, followed by the release of amorphous silicon dioxide from the resulting sublimate. The disadvantage of this method is the need for a separate production of ammonium hexafluorosilicate, which increases the cost of the obtained SiO ₂ .

Известен способ (прототип) переработки материалов, содержащих диоксид кремния, с помощью фторида аммония и получения синтетического SiO₂ (патент RU 2286947, 2005), включающий смешивание исходного материала с фторидом или гидродифторидом аммония при массовом соотношении 1:2,3÷2,8, нагрев смеси, выдержку в нагретом состоянии до образования порошкообразного спека, возгонку порошкообразного спека с продувкой водяным паром и выделение летучего гексафторсиликата аммония, последующее выделение из него твердого осадка, отличающийся тем, что возгонку порошкообразного спека проводят при температуре не менее 350°С в восстановительной, окислительной или инертной среде, а летучий продукт - гексафторсиликат аммония, растворяют в воде до его концентрации 10÷25 масс. % и подвергают взаимодействию с аммиачной водой при температуре 30-90°С до образования суспензии, которую выдерживают в нагретом состоянии до получения при указанной температуре SiO₂ в виде твердого осадка, который затем выделяют. Недостатком способа является значительная продолжительность стадий нагрева смеси исходного материала и фторида аммония (4-12 часов) и выделения летучего гексафторсиликата аммония (2-8 часов), которая обуславливает дополнительные затраты электроэнергии.A known method (prototype) of the processing of materials containing silicon dioxide using ammonium fluoride and obtain synthetic SiO ₂ (patent RU 2286947, 2005), comprising mixing the starting material with ammonium fluoride or hydrodifluoride in a mass ratio of 1: 2.3 ÷ 2.8 , heating the mixture, holding in a heated state until a powdery cake is formed, sublimation of the powdery cake with water vapor purification and evolution of volatile ammonium hexafluorosilicate, subsequent precipitation of a solid precipitate from it, characterized in that sublimation of pores shkoobraznogo cake is conducted at a temperature of at least 350 ° C in a reducing, oxidizing or inert atmosphere, and the volatile product - ammonium hexafluorosilicate was dissolved in water to a concentration of 10 ÷ 25 wt. % and is subjected to interaction with ammonia water at a temperature of 30-90 ° C until a suspension is formed, which is kept in a heated state until SiO ₂ is obtained at the indicated temperature in the form of a solid precipitate, which is then isolated. The disadvantage of this method is the significant duration of the stages of heating the mixture of the starting material and ammonium fluoride (4-12 hours) and the release of volatile ammonium hexafluorosilicate (2-8 hours), which leads to additional energy costs.

Технический результат, на решение которого направлено настоящее изобретение, заключается в снижении продолжительности стадий нагрева смеси и выделения летучего гексафторсиликата аммония при уменьшении затрат электроэнергии за счет ускорения химической реакции между твердыми телами путем механоактивации смеси исходного сырья и химического реагента (механоактивация - это активирование твердых веществ их механической обработкой для образования химически активных сырьевых материалов, за счет увеличения поверхностной энергии, существенно снижающих энергию активации реакции химического взаимодействия).The technical result, the solution of which the present invention is directed, is to reduce the duration of the stages of heating the mixture and the release of volatile ammonium hexafluorosilicate while reducing energy costs by accelerating the chemical reaction between solids by mechanically activating a mixture of feedstock and a chemical reagent (mechanical activation is the activation of their solids machining to form chemically active raw materials, by increasing surface energy, existing significantly reducing the activation energy of the chemical reaction).

Технический результат достигается в способе получения синтетического SiO₂ из золы, включающем смешивание исходного материала с фторидом или гидродифторидом аммония в количестве 1,2-1,4 от стехиометрического значения, нагрев смеси, выдержку в нагретом состоянии до завершения образования гексафторсиликата аммония, возгонку и осаждение летучего гексафторсиликата аммония в конденсаторе, последующее его растворение в воде, взаимодействие полученного раствора с аммиачной водой для образования осадка синтетического SiO₂, выделяемого фильтрованием. От прототипа настоящее изобретение отличается тем, что смесь непосредственно перед нагреванием подвергают механоактивации в течение 5-15 минут при поддержании отношения подводимой мощности механической энергии к удельной поверхности смеси в интервале 0,0133-17 Вт × кг × м^-2.The technical result is achieved in a method for producing synthetic SiO ₂ from ash, comprising mixing the starting material with ammonium fluoride or hydrodifluoride in an amount of 1.2-1.4 of the stoichiometric value, heating the mixture, holding in a heated state until the formation of ammonium hexafluorosilicate is complete, sublimation and precipitation volatile ammonium hexafluorosilicate in a condenser, its subsequent dissolution in water, the interaction of the resulting solution with ammonia water to form a synthetic SiO ₂ precipitate emitted by filters maneuver. The present invention differs from the prototype in that the mixture is subjected to mechanical activation immediately before heating for 5-15 minutes while maintaining the ratio of the supplied mechanical energy to the specific surface of the mixture in the range of 0.0133-17 W × kg × m ^-2 .

Отличительные признаки способа по настоящему изобретению состоят в том, что смесь исходного сырья и химического реагента непосредственно перед стадией ее нагревания подвергают механоактивации в течение 5-15 минут при поддержании отношения подводимой мощности механической энергии к удельной поверхности смеси в интервале 0,0133-17 Вт × кг × ^-2.Distinctive features of the method of the present invention are that the mixture of feedstock and chemical reagent immediately before the stage of its heating is subjected to mechanical activation for 5-15 minutes while maintaining the ratio of the input mechanical power to the specific surface area of the mixture in the range of 0.0133-17 W × kg × ^-2 .

Вышеуказанный технический результат достигается, по мнению авторов, вследствие возникновения синергетического эффекта ускорения химического взаимодействия между твердыми телами, вызванного следующими непосредственно друг за другом последовательными воздействиями на смесь механоактивации с предлагаемым интервалом отношения мощности механической энергии к удельной поверхности смеси. Механоактивация, как известно, приводит к преимущественному разрушению кристаллов смеси в зонах микротрещин и дислокации (линейных дефектов) кристаллической структуры. При этом в исходном сырье и химическом реагенте, составляющих смесь, появляются богатые энергией валентно-ненасыщенные атомы. Кроме того, химический реагент как бы «вбивается» в разрушаемые микротрещины и дислокации исходного сырья. Как оказалось, в результате опытов, проведенных авторами, механоактивация в предлагаемом интервале технологических параметров применительно к процессу, осуществляемому в предлагаемом способе, обеспечивает максимальный эффект. Следствием этого синергетического эффекта, прежде всего, и механоактивации является снижение продолжительности стадий нагрева смеси и выделения летучего гексафторсиликата аммония за счет ускорения взаимодействия химического реагента и SiO₂, содержащегося в исходном сырье.The above technical result is achieved, according to the authors, due to the emergence of a synergistic effect of accelerating the chemical interaction between solids, caused by successive actions immediately following one after another on the mechanical activation mixture with the proposed interval of the ratio of mechanical energy to specific surface area of the mixture. Mechanical activation, as is known, leads to the predominant destruction of the mixture crystals in the zones of microcracks and dislocation (linear defects) of the crystal structure. At the same time, energy-rich valence-unsaturated atoms appear in the feedstock and chemical reagent that make up the mixture. In addition, the chemical reagent is “driven” into destructible microcracks and dislocations of the feedstock. As it turned out, as a result of experiments conducted by the authors, mechanical activation in the proposed range of technological parameters in relation to the process carried out in the proposed method provides the maximum effect. The consequence of this synergistic effect, first of all, and mechanical activation is a decrease in the duration of the stages of heating the mixture and the release of volatile ammonium hexafluorosilicate due to the acceleration of the interaction of the chemical reagent and SiO ₂ contained in the feedstock.

Настоящее изобретение соответствует условию патентоспособности - "новизна", поскольку из уровня техники не удалось найти технического решения, существенные признаки которого полностью совпадали бы со всеми признаками, имеющимися в независимом пункте формулы настоящего изобретения. Настоящее изобретение соответствует условию патентоспособности - "изобретательский уровень", поскольку из современного уровня техники не удалось найти технического решения, существенные признаки которого обеспечивали выполнение такой же технической задачи, на выполнение которой направлено настоящее изобретение.The present invention meets the condition of patentability - "novelty", since the prior art failed to find a technical solution, the essential features of which would completely coincide with all the features that are available in the independent claim of the present invention. The present invention meets the condition of patentability - "inventive step", because from the current level of technology it was not possible to find a technical solution, the essential features of which ensured the fulfillment of the same technical task to which the present invention is directed.

Изобретение поясняется нижеприведенными примерами.The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. Исходный материал в виде 0,1 кг золы Новокемеровской ТЭЦ, содержащей 58% SiO₂, смешивают с 0,215 кг фторида аммония (избыток реагента 1,2 по отношению к стехиометрии), помещают в мельницу лабораторную планетарную типа Э6-2×150 с мощностью электродвигателя 400 Вт, мелющие тела - шарики диаметром 3-5 мм из стали для подшипников ШХ-15. В этой мельнице данную смесь в течение 5 минут непосредственно перед нагреванием подвергают механоактивации при поддержании отношения подводимой мощности механической энергии N (Вт) к удельной поверхности активируемой смеси S (м²/кг), равного 0,0133 Вт × кг × м^-2. Сразу же после завершения механоактивации проактивированную смесь загружают в трубчатый реактор из стали 12Х18Н10Т, где ее нагревают до +195°С и выдерживают при этой температуре в течение 55 минут для образования гексафторсиликата аммония. Во время нагрева и выдержки из реактора выделяются аммиак и пары воды, которые улавливаются и в виде аммиачной воды (NH₄OH) используются на следующих стадиях переработки. Затем температуру в реакторе поднимают до +380°С и выдерживают в течение 70 минут для возгонки и осаждения летучего гексафторсиликата аммония в конденсаторной части реактора. Осажденный гексафторсиликат аммония удаляют из конденсатора, растворяют в воде, добавляют аммиачную воду для образования твердого осадка SiO₂, который отделяют фильтрованием. Полученный фильтрат в виде раствора фторида аммония упаривают и твердый фторид аммония повторно используют при переработке следующей порции исходного сырья.Example 1. The source material in the form of 0.1 kg of ash of the Novokemerovskaya TPP containing 58% SiO ₂ , mixed with 0.215 kg of ammonium fluoride (excess reagent 1.2 with respect to stoichiometry), placed in a laboratory laboratory planetary mill type E6-2 × 150 with an electric motor power of 400 W, grinding bodies - balls with a diameter of 3-5 mm from steel for bearings SHKh-15. In this mill, this mixture is subjected to mechanical activation for 5 minutes immediately before heating, while maintaining the ratio of the supplied mechanical energy power N (W) to the specific surface of the activated mixture S (m ² / kg) equal to 0.0133 W × kg × m ^-2 . Immediately after completion of mechanical activation, the proactivated mixture is loaded into a 12X18H10T steel tubular reactor, where it is heated to + 195 ° C and held at this temperature for 55 minutes to form ammonium hexafluorosilicate. During heating and aging, ammonia and water vapors are released from the reactor, which are captured and used as ammonia water (NH ₄ OH) in the next stages of processing. Then the temperature in the reactor was raised to + 380 ° C and held for 70 minutes to sublimate and precipitate the volatile ammonium hexafluorosilicate in the condenser part of the reactor. The precipitated ammonium hexafluorosilicate is removed from the condenser, dissolved in water, ammonia water is added to form a solid precipitate of SiO ₂ , which is separated by filtration. The resulting filtrate in the form of a solution of ammonium fluoride is evaporated and solid ammonium fluoride is reused in the processing of the next portion of the feedstock.

Механоактивация смеси исходного сырья и химического реагента при указанных параметрах обеспечивает продолжительность стадии нагрева смеси и выделения летучего гексафторсиликата аммония за 55 и 70 минут соответственно.The mechanical activation of the mixture of the feedstock and the chemical reagent with the indicated parameters ensures the duration of the stage of heating the mixture and the release of volatile ammonium hexafluorosilicate for 55 and 70 minutes, respectively.

Пример 2. Обработку исходного материала проводят по примеру 1, с тем отличием, что используют другую мельницу, а именно вибрационную вертикальную типа МВВ-0,6 с мощностью каждого из двух двигателей 22000 Вт, мелющие тела - шарики диаметром 20 мм из стали для подшипников ШХ-15. Исходный материал в виде 764 кг золы от сжигания навоза крупного рогатого скота, содержащей 31,3% SiO₂, смешивают с 1 236 кг фторида аммония (избыток реагента 1,4 по отношению к стехиометрии) и помещают в эту мельницу. Механоактивацию осуществляют в течение 15 минут при поддержании отношения N:S, равного 17 Вт × кг × м^-2.Example 2. The processing of the starting material is carried out according to example 1, with the difference that they use another mill, namely a vertical vibration type MVV-0.6 with a power of each of the two engines 22000 W, grinding media - balls with a diameter of 20 mm from steel for bearings SH-15. The source material in the form of 764 kg of ash from the burning of cattle manure containing 31.3% SiO ₂ is mixed with 1,236 kg of ammonium fluoride (excess reagent 1.4 with respect to stoichiometry) and placed in this mill. Mechanical activation is carried out for 15 minutes while maintaining the ratio N: S equal to 17 W × kg × m ^-2 .

Механоактивация смеси исходного сырья и химического реагента при указанных параметрах обеспечивает продолжительность стадии нагрева смеси и выделения летучего гексафторсиликата аммония за 45 и 60 минут соответственно.The mechanical activation of the mixture of the feedstock and the chemical reagent with the indicated parameters ensures the duration of the stage of heating the mixture and the release of volatile ammonium hexafluorosilicate for 45 and 60 minutes, respectively.

Пример 3. Обработку исходного материала проводят по примеру 1, с тем отличием, что используют другую мельницу, а именно мельницу типа МВ-0,2 с мощностью электродвигателя 11000 Вт, мелющие тела - шарики диаметром 15 мм из стали для подшипников ШХ-15. Исходный материал в виде 78,7 кг золы от сжигания подстилочно-пометной массы птицефабрики, содержащей 5,52% SiO₂, смешивают с 21,3 кг фторида аммония (избыток реагента 1,3 по отношению к стехиометрии) и помещают в эту мельницу. Механоактивацию осуществляют в течение 8 минут при поддержании отношения N:S, равного 12 Вт × кг × м^-2.Example 3. The processing of the starting material is carried out according to example 1, with the difference that they use another mill, namely a mill of type MV-0.2 with an electric motor power of 11000 W, grinding media - balls with a diameter of 15 mm from steel for bearings SHX-15. The source material in the form of 78.7 kg of ash from burning the litter mass of the poultry farm containing 5.52% SiO ₂ is mixed with 21.3 kg of ammonium fluoride (excess reagent 1.3 with respect to stoichiometry) and placed in this mill. Mechanical activation is carried out for 8 minutes while maintaining the N: S ratio of 12 W × kg × m ^-2 .

Механоактивация смеси исходного сырья и химического реагента при указанных параметрах обеспечивает продолжительность стадии нагрева смеси и выделения летучего гексафторсиликата аммония за 50 и 65 минут соответственно.The mechanical activation of the mixture of the feedstock and the chemical reagent with the indicated parameters ensures the duration of the stage of heating the mixture and the release of volatile ammonium hexafluorosilicate for 50 and 65 minutes, respectively.

При времени механоактивации смеси исходного сырья и химического реагента ниже нижнего предела (например, 4 минуты) и отношении подводимой мощности механической энергии к удельной поверхности активируемой смеси также ниже нижнего предела (например, 0,0130 Вт × кг × м^-2) в формуле изобретения продолжительность стадий нагрева смеси и выделения летучего гексафторсиликата аммония существенно увеличивается и составляет 4 и 2 часа соответственно, что объясняется недостаточной механоактивацией смеси. При времени механоактивации смеси исходного сырья и химического реагента выше верхнего предела (например, 16 минут) и отношении подводимой мощности механической энергии к удельной поверхности активируемой смеси также выше верхнего предела (например, 18 Вт × кг × м^-2) в формуле изобретения продолжительность стадий нагрева смеси и выделения летучего гексафторсиликата аммония не изменяется и составляет 45 и 60 минут соответственно. Следовательно, увеличивать степень механоактивации выше верхних пределов технологических параметров нецелесообразно с точки зрения снижения продолжительности стадий нагрева смеси и выделения летучего гексафторсиликата аммония и, кроме того, это ведет к перерасходу электроэнергии.When the time of mechanical activation of the mixture of feedstock and chemical reagent is lower than the lower limit (for example, 4 minutes) and the ratio of the input power of mechanical energy to the specific surface of the activated mixture is also lower than the lower limit (for example, 0.0130 W × kg × m ^-2 ) in the claims the duration of the stages of heating the mixture and the release of volatile ammonium hexafluorosilicate significantly increases and is 4 and 2 hours, respectively, due to insufficient mechanical activation of the mixture. When the time of mechanical activation of the mixture of the feedstock and the chemical reagent is above the upper limit (for example, 16 minutes) and the ratio of the input power of mechanical energy to the specific surface of the activated mixture is also higher than the upper limit (for example, 18 W × kg × m ^-2 ) in the claims, the duration of the steps heating the mixture and the allocation of volatile ammonium hexafluorosilicate does not change and is 45 and 60 minutes, respectively. Therefore, to increase the degree of mechanical activation above the upper limits of the technological parameters is impractical from the point of view of reducing the duration of the stages of heating the mixture and the release of volatile ammonium hexafluorosilicate and, in addition, this leads to an excessive consumption of electricity.

Claims

Способ получения синтетического SiO₂ из золы, включающий смешивание исходного сырья с фторидом аммония в количестве 1,2-1,4 от стехиометрического значения, нагрев смеси, выдержку в нагретом состоянии до завершения образования гексафторсиликата аммония, возгонку и осаждение летучего гексафторсиликата аммония в конденсаторе, последующее его растворение в воде, взаимодействие полученного раствора с аммиачной водой для образования осадка синтетического SiO₂, выделяемого фильтрованием, отличающийся тем, что смесь исходного сырья с фторидом аммония непосредственно перед нагревом подвергают механоактивации в течение 5-15 минут при поддержании отношения подводимой мощности механической энергии к удельной поверхности смеси в интервале 0,0133-17 Вт × кг × м^-2. A method of producing synthetic SiO ₂ from ash, comprising mixing the feedstock with ammonium fluoride in an amount of 1.2-1.4 of the stoichiometric value, heating the mixture, holding in a heated state until the formation of ammonium hexafluorosilicate is complete, sublimation and deposition of volatile ammonium hexafluorosilicate in a condenser, its subsequent dissolution in water, reacting the solution with ammonia water to form a precipitate of synthetic SiO ₂ emitted by filtration, characterized in that a mixture of feedstock with fluoride and Monia directly subjected to mechanical activation before heating for 5-15 minutes while maintaining the ratio of input power to mechanical energy of the specific surface of the mixture in the interval 0,0133-17 W × kg × m ^-2.