способ получения алюмосиликата щелочноземельного металла
Классы МПК: | C01B33/20 силикаты C01B33/26 алюмосодержащие силикаты |
Автор(ы): | Аввакумов Е.Г., Девяткина Е.Т., Косова Н.В., Ляхов Н.З. |
Патентообладатель(и): | Институт химии твердого тела и переработки минерального сырья СО РАН |
Приоритеты: |
подача заявки:
1993-05-31 публикация патента:
27.04.1997 |
Изобретение относится к химической технологии и неорганической химии силикатов. В способе получения силикатов и алюмосиликатов щелочноземельных металлов в качестве исходных компонентов используют силикат щелочноземельного металла, гидроксиды алюминия, кремния или их соединения, взятых в соотношениях, соответствующих стехиометрии конечного продукта. Смесь активируют в измельчительном аппарате при мощности 10 - 50 Вт/г смеси в течение 0,01 - 0,1 ч в присутствии воды в количестве 10 - 50 мас. % смеси. 2 ил., 1 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
Способ получения алюмосиликата щелочноземельного металла, включающий механическую активацию и последующую термообработку смеси кислородсодержащих соединений щелочноземельного металла, алюминия и кремния, отличающийся тем, что в качестве кислородсодержащего соединения щелочноземельного металла используют силикат щелочноземельного металла, в качестве кислородсодержащих соединений алюминия и кремния используют гидроксид алюминия и гидратированный оксид кремния или алюмосиликат, взятые в стехиометрических количествах, активацию проводят в измельчительном аппарате в течение 0,01 0,1 ч в присутствии связанной или свободной воды, взятой в количестве 10 -50 от массы смеси.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к химической технологии и неорганической химии керамических материалов и может быть использовано для получения силиката кальция (волластонита), силиката магния (форстерита), силиката алюминия (муллита), силиката циркония (циркона), алюмосиликата кальция (анортита), алюмосиликата магния (кордиерита), алюмосиликата бария (цельзиана) и других. Известны способы получения указанный соединений с применением механической активности (Морозкова В. Е. Карагедов Г. Р. Бергер А. С. Влияние механической активности на синтез и спекание кордиерита. Изв. СО АН, сер. Химия. Сиб. хим. журнал, 1993, N 1, с. 115 117; Корнилович Б. Ю. Запольский А. К. Лысенко В. И. Маляренко В. В. Влияние механической активности на твердофазный синтез алюмосиликатов бария. Изв. СО АН СССР, неорг. материалы, 1988, т. 24, N 6, с. 984 987). Известен способ получения муллита, в котором смесь оксидов или гидроксидов перед термообработкой подвергают механической активизации путем обработки в планетарной мельнице при мощности 3 150 Вт/г в течение 0,1 3 ч. а термообработку проводят при 1150 1300oC в течение 4 20 ч (авт. св. N 1213679). Недостатком указанного способа являются высокие энергетические затраты на механическую активацию, которые составляют 15 кВт![способ получения алюмосиликата щелочноземельного металла, патент № 2078037](/images/patents/394/2078008/183.gif)
50 по отношению к весу смесей, содержащей компоненты в стехиометрических соотношениях. Использование смесей с указанным содержанием воды обеспечивает существенное ускорение химического взаимодействия оксидов, протекающего в условиях механической активации, по сравнению с прототипом за счет эффективного кислотно-основного взаимодействия, налагающегося на механически стимулированный процесс. Как следует из таблицы, в которой приведены значения изобарно-изотермических потенциалов реакцией образования силикатов и алюмосиликатов из исходных компонентов, вероятность протекания реакции в смеси гидратированных оксидов почти в два раза выше, чем для реакции безводных оксидов. С увеличение содержания воды вероятность протекания реакции затем снижается, т.е. в зависимости от содержания воды в смеси вероятности протекания имеет максимум 5 50 Как показывают экспериментальные данные, приведенные ниже, скорость взаимодействия оксидов в зависимости от содержания связанной и свободной воды в области указанных содержаний воды действительно имеет максимум, скорость взаимодействия, в которой в 2 3 раза превышает скорость реакции для безводных оксидов. Это обеспечивает снижение времени механической активации по сравнению с прототипом в 2 3 раза. Таким образом, преимущество технического решения заключается в сокращении времени механической активации смесей, что позволяет существенно сократить энергетические затраты и износ оборудования. В присутствии добавок воды механически активированные смеси обладают высокими пластическими свойствами, порошки не слипаются, являются "воздушно-легкими", и хорошо пересыпаются. Это важно для последующих операций изготовления изделий, которое может быть сделано практически в три операции: активация важных смесей _
![способ получения алюмосиликата щелочноземельного металла, патент № 2078037](/images/patents/394/2078034/8594.gif)
Пример 3. Для получения анортита смесь оксидов при разных содержаниях воды в стехиометрическом соотношении CaO:Al2O3:2SiO2 1:1:2 подвергалась механической активации в условиях примера 1 в течение 5 мин. После активации смеси отличались при 1000oC в течение 4 ч. По данным РФА в смеси безводных оксидов обнаруживается анортита 18 остальное исходные оксиды. В смеси, содержащей 24 мас. получен чистый анортит. При содержании воды 28 наряду с анортитом обнаруживаются фазы исходных компонентов. Пример 4. Для получения кордиерита 2MgO
![способ получения алюмосиликата щелочноземельного металла, патент № 2078037](/images/patents/394/2078008/183.gif)
![способ получения алюмосиликата щелочноземельного металла, патент № 2078037](/images/patents/394/2078008/183.gif)
![способ получения алюмосиликата щелочноземельного металла, патент № 2078037](/images/patents/394/2078008/183.gif)
![способ получения алюмосиликата щелочноземельного металла, патент № 2078037](/images/patents/394/2078008/183.gif)
![способ получения алюмосиликата щелочноземельного металла, патент № 2078037](/images/patents/394/2078008/183.gif)
сократить время механической активации тем, самым снизить энергетические затраты на процесс получения силикатов и алюмосиликатов;
улучшить пластические свойства активированных смесей.
Класс C01B33/26 алюмосодержащие силикаты