ПОЛУЧЕНИЕ СИЛИКАТА НАТРИЯ ИЗ МОДИФИЦИРОВАННОГО СИЛИКАГЕЛЯ, ПОБОЧНОГО ПРОДУКТА ФТОРИДА АЛЮМИНИЯ
Аннотация
В статье рассматривается процесс производства силиката натрия из модифицированного микрокремнезема, побочного продукта производства фтористых солей. Предлагаемый метод соответствует принципам ресурсо- и энергосбережения. Получение растворимого силиката натрия осуществляется из техногенного сырья при атмосферном давлении исключая использования сложных в обслуживании аппаратов. Микрокремнезем представляет собой аморфный диоксид кремния с примесями фторида алюминия и, в некоторых случаях, кремнефтористоводородной кислоты. Использованный в работе микрокремнезем является побочным продуктом производства фторида алюминия предприятия «Фосагро» Череповец. Целью данного исследования является изучение возможностей использования предварительно модифицированного микрокремнезема для производства силиката натрия. Исследования показывают, что гидроксид натрия значительно эффективнее, по сравнению с минеральными кислотами, с целью химической модификации поверхностного слоя микрокремнезема при 20 °C. Модифицирующий раствор с концентрацией щелочи 25% и более может использоваться многократно в процессе обработки диоксида кремния. Определена оптимальная концентрация щелочи и время модификации микрокремнезема. В исследовании были проанализированы следующие параметры обработки микрокремнезема: время реакции (от 0 до 90 мин), молярное отношение SiO2/NaOH (1, 2, 3), массовое отношение воды и диоксида кремния (1; 2,5; 5) и температура (60, 80, 95 и 105 ° С). Установлено, что соотношение диоксида кремния и гидроксида натрия достигает 2,8 при 95 ° С в течение 12-15 мин. В процессе растворения модифицированного микрокремнезема удалось достигнуть перехода в растворимый силикат натрия около 92% диоксида кремния.
Литература
Vaičiukynienė D., Kantautas A., Vaitkevičius V., Sasnauskas V. Using of modified AlF3 production waste in cement-based materials. Mater. Sci. 2009. V. 15. N 3. P. 255-261. DOI: 10.5755/j01.ms.18.2.1925.
Mahmoud B., Abbas T. Investigation of different stages of aluminum fluoride crystal growth. Chem. Chem. Eng. 2005. V. 24. N 1. P. 27-32.
Kubiliūtė R., Kaminskas R. The pozzolanic activity of calcined clay – silica gel composites. Mater. Sci. 2013. V. 19. P. 453-460. DOI: 10.5755/j01.ms.19.4.2300.
Vaičiukynienė D., Kantautas A., Vaitkevičius V., Sasnauskas V. Effect of AlF3 production waste on the properties of hardened cement Paste. Mater. Sci. 2012. V. 18. P. 187-191. DOI: 10.5755/j01.ms.18.2.1925.
Vaičiukynienė D., Vaitkevičius V., Kantautas A. Mechanochemical treated technogenic silica gel additive in Portland cement based mate-rials Conference. 18 Internationale Baustofftagung IBAUSIL 12-15 September 2012. Weimar, Germany. 2011. V. 1. P. 0929-0934. DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2011.08.009.
Vaičiukynienė D., Borg R., Kielė A., Kantautas A. Alka-li-activated blends of calcined AlF3 production waste and clay. Ceram. Inter. 2018. V. 44. P. 7-10. DOI: 10.1016/j.ceramint.2018.04.054.
Kawai K., Osako M. Reduction of natural resource con-sumption in cement production in Japan by waste utiliza-tion. J. Mater. Cycles Waste Manag. 2012. V. 14. N 2. P. 94-101. DOI: 10.1007/s10163-012-0042-4.
Vaitkevičius V., Vaiciukyniene D., Kantautas A., Kar-tovickis A., Rudžionis Ž. Blended cements produced with synthetic zeolite made from industrial by-product. Mater. Sci. 2015. V. 21. P. 136-143. DOI: 10.5755/j01.ms.21.1.5635.
Vaičiukynienėa D., Vaitkevičiusa V., Kantautasb A., Sasnauskasa V. Utilization of by-product waste ailica in concrete–based materials. Mater. Res. 2012. V. 15. N 4. P. 561-567. DOI: 10.1590/S1516-14392012005000082.
Bocullo V., Vaičiukynienė D., Vaitkevičius V. The influ-ence of the silica/sodium ratio on the fly ash geopolymer binder. Cheminė Technologija. 2017. V. 1. P. 23-28. DOI: 10.1016/j.ceramint.2018.04.054.
Bocullo V., Vaičiukynienė D., Kantautas A., Borg R., Briguglio C. Alkaline activation of hybrid cements bind-ers based on industrial by-products. J. Sust. Arch. Civil En. 2017. V. 19. P. 65-73. DOI: 10.5755/j01.sace.19.2.17836.
Pishch I.V., Maslennikova G.N., Podbolotov K.B., Kari-zna Yu.A., Belyakovich I.V. Silica based pigments. Glass Ceram. 2011. V. 68. N 3-4. P. 71-75. DOI: 10.1007/s10717-011-9324-x.
Doneliene J., Vančukiniene D., Kantautas A. The influ-ence of alumosilicate gel aging on the synthesis of NaX zeolite scientific. J. Riga Technical University. 2010. V. 22. P. 30-34.
Vaičiukynienė D., Kantautas A., Vaitkevičius V., Jakevičius L., Rudžionis Ž., Paškevičius M. Effects of ultrasonic treatment on zeo-lite NaA synthesized from by-product silica. Ultrason. Sonochem. 2015. V. 27. P. 515-521. DOI: 10.1016/j.ultsonch.2015.06.001.
Fadi M., Trabzuni S. US Patent N 8734750. Sodium sili-cate solutions. Publ. 2014-05-27.
Fadi M., Trabzuni S. US Patent N 8512664. Sodium sili-cate solutions. Publ. 2013-08-20.
Fadi M., Trabzuni S. US Patent N 8287833. Sodium sili-cate solutions. Publ. 2012-10-16.
Fadi M., Trabzuni S. US Patent N 8057770. Process for hydrothermal production of sodium silicate solutions and precipitated silicas. Publ. 2011-11-15.
Fadi M., Trabzuni S. US Patent N 7622097. Process for hydrothermal production of sodium silicate solutions and precipitated silicas. Publ. Nov 24, 2009.
Estruga M., Meng F., Li L., Chen L., Li X., Jin S. Large-scale solution synthesis of α-AlF3∙3H2O nanorods under low supersaturation conditions and their conversion to po-rous β-AlF3 nanorods. J. Mater. Chem. 2012. V. 22. P. 20991-20997. DOI: 10.1039/C2JM33782G.
