Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_5040
.pdf
указанных выше размеров. Материал с такими характеристиками имеет большую ценность для
использования в фильтрации, деэмульгировании, теплоизоляции, в качестве компонента бетона и цемента,
носителя для каталитических агентов, а также в качестве наполнителя в многочисленных соединениях, таких
как каучук, продукты конденсации фенола, полироли и т. д.
Данный процесс может быть осуществлен в аппарате, схематически изображенном на прилагаемом чертеже.
Всякий раз, когда необходимо обжечь известняк для получения извести для этого процесса, известняк
загружают в подходящую печь 1, а углекислый газ используют позже. Обожженная известь может быть
измельчена или иным образом доведена до требуемой степени измельчения в любом подходящем аппарате
6, а затем подана в смесительный резервуар или реакционную камеру 2, которая может представлять собой,
например, открытый сверху резервуар, имеющий средства 9 для подачи в него холодной или предварительно
нагретой воды, средства для подачи тепла, например, с помощью паровых змеевиков, и средства 8 для
подачи в него порошкообразного кремнеземистого материала. Резервуар 2 должен быть снабжен
соответствующими средствами перемешивания.
После завершения реакции полученный продукт может быть транспортирован по трубопроводу 11 в
подходящее устройство для обезвоживания или разделения 3, которое может состоять из вакуумных
фильтров или отстойных резервуаров. Затем обезвоженный продукт транспортируется по трубопроводу 12 в
печь для обжига соответствующей конструкции 4. Выходной поток из разделительного аппарата 3 может быть
возвращен в реакционную камеру посредством средства 14 или сброшен в отходы.
В качестве альтернативного метода производства продукт реакционной камеры 2 может подаваться по
трубопроводу 13 непосредственно в печь для обжига 4.
В другом варианте этого процесса резервуар 2 может использоваться просто как смесительная камера, а
смешанная масса транспортируется средством 21 в автоклав или резервуар высокого давления 22, имеющий
подходящие средства для подачи пара 23 или нагрева к нему, при этом реакция может происходить при
сверхвысоком атмосферном давлении и температурах, превышающих 1000 °C. Продукт такой реакции затем
транспортируется подходящим средством 24 в печь для обжига или обжарки 4. Или же операцию по
окучиванию в резервуаре 2 можно исключить, а известь, воду и кремнеземный материал подавать
непосредственно в автоклав или резервуар высокого давления 22. В этом резервуаре следует предусмотреть
соответствующие средства для перемешивания, чтобы обеспечить тщательное смешивание ингредиентов и
предотвратить чрезмерную утечку или слипание.
После обжига полученный мелкодисперсный материал может быть транспортирован, как показано на рисунке
18, в камеру карбонизации 5, где он может подвергаться воздействию большого объема воздуха или других
газов, содержащих CO, при надлежащих условиях. Углекислый газ, образующийся в результате обжига на
этапе 1, может подаваться в эту цепную камеру средствами 15 и 17. После карбонизации продукт находится в
мелкодисперсном состоянии и готов к коммерческому использованию. В качестве альтернативного этапа в
моем процессе углекислый газ 80, образующийся в результате операции прокаливания при температуре 1 м,
может подаваться средствами 15 и 16 в печь для прокаливания 4, а операции прокаливания и карбонизации
выполняются одновременно. 85 При высокогидратированном силикате кальция, подвергнутом
кальцинированию при температурах от 500°C до 1000°C, получается порошкообразный, неощутимый на
ощупь материал, размер частиц которого несколько варьируется в зависимости от количества извести,
используемой в реакции, количества добавленной воды и температуры кальцинирования.
Образцы содержат? Были получены сорта, в которых средний размер частиц составлял в основном менее
одного микрона (0,001%), но гораздо более крупные сорта можно получить путем более длительного нагрева
массы, уменьшения количества используемой извести и т. д. Когда ан.
Как будет объяснено ниже, при использовании избытка извести размер частиц уменьшится, вероятно, из-за
более полного и быстрого соединения измельченного диоксида кремния и извести и, следовательно, более
полного диссоциирования во время последующего прокаливания. Продукт, получаемый в результате
прокаливания суэ, состоит, по существу, из метасиликата кальция.
Если было использовано больше извести, чем теоретически необходимо для образования силиката, то
продукт содержит некоторое количество мелкодисперсной безводной извести (CaO). Если кальцинирование
проводится при температуре ниже 800 °C в присутствии диоксида углерода (CO), то избыток извести
образует мельчайшие частицы карбоната кальция, так что конечным продуктом является смесь метасилиата
кальция и карбоната кальция.
Таким образом, материал, который может быть получен с помощью вышеупомянутого нового процесса 120,
может содержать любое заранее определенное количество CaCO или не содержать его вовсе, в
зависимости от пропорционального количества используемой извести.
Прокаливание реакционной смеси отличается от медленной сушки тем, что оно полностью обезвоживает
массу, останавливает рост кристаллов путем быстрого удаления воды (которая является средой или
носителем, через который происходит рост) 130 и предотвращает агломерацию и эоалесценцию, которые
обычно происходят при медленной сушке мелкодисперсных осажденных материалов. Эффект, возникающий
при калеинировании, вероятно, аналогичен тому, что произошло бы, если бы герметичная стеклянная
лампочка, частично заполненная водой, внезапно подверглась воздействию высокой температуры.
Вода быстро испаряется и разрушает частицы, расщепляя их на различные мелкие сегменты.
Один из конкретных методов выполнения процесса выглядит следующим образом:
кг мелкодисперсной диатомитовой земли или другого мелкодисперсного кремнезема диспергируют в 500 кг
воды, и смесь нагревают до кипения.
Затем постепенно, при постоянном перемешивании, добавляют около 56 кг свежесожженной негашеной
извести, и время от времени, по мере протекания реакции, добавляют еще воду, пока общее количество
добавленной воды не достигнет 500 кг. Затем смесь кипятят в течение трех часов при постоянном
перемешивании, чтобы предотвратить пригорание ко дну емкости, после чего объемную, сильно увлажненную
массу частично обезвоживают или удаляют избыток содержащейся в ней влаги с помощью вакуумного
фильтра. Затем влажную массу подают в печь, нагретую до температуры от 500 до 000°C, при этом вся
гидратационная вода удаляется, и масса измельчается до очень мелкой фракции. Прокаливание при
температуре около 7500 °C в течение примерно получаса дает очень хорошие результаты.
Предпочтительно использовать избыточное количество извести, поскольку это увеличивает скорость реакции
в нагревательно-кипящем аппарате и, сокращая необходимое время реакции, предотвращает рост крупных
кристаллов CaO-SiO, 21/2-IO, которые вредны для получения конечного продукта с тонкой фракцией.
Теоретически для реакции с 60 частями кремнезема с образованием CaSiO3 требуется всего 56 частей
извести, но использовались и большие количества, например, 112 частей извести на 60 частей кремнезема,
при этом получался продукт, состоящий почти из равных частей CaSiO3 и CaCO3.
Один из методов осуществления этого процесса, при использовании указанных эквивалентных количеств,
заключается в следующем: сырой известняк сжигают при температуре около 80°C, а негашеную известь
добавляют к кипящей суспензии диатомитовой земли в воде в приблизительном соотношении 112 кг извести к
60 кг диатомитовой земли. После выдерживания смеси при температуре около 100°C в течение достаточного
времени для обеспечения полного соединения силикагеля с известью, масса частично очищается от
механически удерживаемой воды с помощью подходящего фильтра или обезвоживающего устройства
(например, фильтра непрерывного действия или отстойника), а затем загружается в подходящую печь или
сушильный шкаф, где она подвергается воздействию температуры от 1000 до 1500°F. Карбонизация 70
CGaO, полученного при прокаливании гидратированной массы, может быть осуществлена в печи путем
проведения такой прокалки в атмосфере CO; или после прокаливания продукт может быть подвергнут
воздействию CO; или карбонизация может включать горячие методы.
CO=. может быть легко получен в качестве побочного продукта при окалиневании известняка и использован
для абтонирования конечного продукта — прокаленного S80.
Реакция, возникающая при смешивании извести с кипящей суспензией диатомитовой земли в воде, настолько
бурная, что было признано целесообразным разбавлять суспензию большим количеством воды, чтобы
предотвратить разбрызгивание и потери.
Как уже говорилось ранее, рост кристаллов замедляется, и из концентрированных суспензий можно получить
более тонкий продукт, поэтому следующий метод может быть успешно применен.
Автоклав или закрытый паровой резервуар заполняется суспензией массой 120 кг.
мелкодисперсная диатомитовая земля смешивается с 95 750 кг воды, а 224 кг извести диспергированы в
дополнительных 750 кг воды. Затем всю смесь выдерживают при температуре около 45 минут при давлении
15 кг и температуре 1200 °C, и по истечении этого времени или после завершения реакции массу извлекают
из автоклава, прокаливают и кавронизируют, как описано выше.
При таком способе работы вода не теряется за счет испарения, реакция протекает гораздо быстрее, нет
необходимости удалять избыток воды фильтрацией, а также упрощается процесс прокаливания, и, поскольку
реакция протекает быстро, можно получить очень качественный продукт. Ингредиенты могут подаваться
непосредственно в автоклав, или, что предпочтительнее, сначала в смеситель, а затем в автоклав, так что
один смеситель может подавать материал для нескольких из 1115 последних установок.
Используя соответствующий избыток извести (примерно три химических эквивалента извести на количество
диатомитовой земли или кремнезема в зависимости от активности извести) и достаточно мелкодисперсную
диатомитовую землю или кремнезем, теплоту гидратации извести можно использовать для проведения
реакции, при этом после добавления извести к горячей суспензии диатомитовой земли или кремнезема
дальнейшее нагревание не требуется.
Продукт этой реакции затем подвергается кальцинированию, или же его можно прокалить, а затем
карбонизировать, как описано выше. 130 68,Q011 A !, 268,011 Продукт, полученный в соответствии с данным
изобретением, может использоваться в качестве наполнителя в красках, стоматологических порошках и
пастах, мыле, полиролях и различных других композициях. Мелкодисперсная структура конечного продукта
обеспечивает материалу большую площадь поверхности, и по этой причине он может эффективно
использоваться в качестве носителя для каталитических агентов, например, для никеля, в процессе
гидрирования.
Его также можно очень эффективно использовать в качестве абсорбента для газов, влаги, других жидкостей и
веществ с неприятным запахом.
Данный продукт может с большим успехом использоваться в производстве резиновых изделий, таких как
шины, протекторы, контейнеры и т. д., а также в качестве смазки и водонепроницаемого агента для бетона
или гидравлических цементных композиций.
Под термином «кремнеземный материал», используемым в настоящей Спецификации, следует понимать
более или менее чистый диоксид кремния в порошкообразном состоянии, например, диатомитовую землю, а
не любое химическое соединение, содержащее диоксид кремния в сочетании, например, щелочные силикаты,
глину или полевой шпат.
Теперь, подробно описав и определив природу указанного изобретения и способ его осуществления, как мне
сообщили мои зарубежные корреспонденты, я заявляю, что то, что я изложил::1. Процесс получения
мелкодисперсного материала, заключающийся в протекании реакции между мелкодисперсным кремнеземом
или кремнеземистым материалом, содержащим несвязанный кремнезем, гидроксидом щелочноземельного
металла и водным раствором.
Соседние файлы в папке патенты