Способ получения топкодисперсной кремниевой кислоты — SU 335823 (original) (raw)
ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПАТЕНТУ Союз Советских Социалистичесиих Республи( 1443914/23 аяв 1452317/23-26 с присоединением заявк Приоритет 01.ЧП.19Р 1933292.4, ФРГ Опубликовано 11,1 Ч.1933291 9,972. Б митет по де изобретений и аткрыти при Совете Министров УДК 66.097.3:661,68етень сания 8.Ч 1,197 Дат икования Авторы зобретени Инос Альфре(Ав и Вальтер еративная Ре Иностра Де еративная Рера И гяигеи стрия)Нойгебауерспублика Гериная фирмагуссаспублика Гер танин витель Фед анни СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКОДИСПЕРСН КРЕМНИЕВОЙ КИСЛОТЫнкодисперс- ктротермикремния в имер угле- полученной окись креми и отделеЗависимый от патентаИзвестен способ получения то пой кремниевой кислоты путем эл ческого восстановления двуокиси присутствии восстановителя, нап рода, с последующим окислением газообразной смеси, содеркащей ния и окись углерода, охлаждение нием от тазов конечного продукта,Однако получаемая, кремниевая кислота не обладает сильными затущающихт и тиксотртхпным свойствами.С целью устранения указанного недостатка предлагается кварц или вещества, содержащие двуокись кремния, восстанавливать,злектротермически в присутствии восстановителя, например кокса, кремния, магния, алюминия, карбида кремния.Восстановление ведут в дуговой электропечи при температуре вьвше 1500 С, На полученную газовую смесь, содержащую окись кремния, при температуре выше 1500 С действуют,водяным паровьСоотношение воды и окиси, кремния (в моль) 5 - 50:1; время реакции - от 0,001 до 0,1 сек. Полученная после охлаждения тонкодисперсная кремниевая кислота (промежуточныи продукт) обладает высокими восстановительными свойствами, которые увеличиваются при взаимодействии водяного пара и окиси кремния в присутствии водорода. Качество промежуточного и конечного продуктов повышают путем пропускания в электрическую дуггу (до взаимодействия окиси, кремния ,с водяным паром) газов, например водорода, азота, окиси углерода, инертных газов, а так ке тазовой смеси, содержащей, например водород, и окись углерода. Газы, разбавляющие окись кремния, вводят в объемном отношении 1 - 4: 1. Продукты взаимодействия окиси кремния и воды охлаждают до 300 - 400 С с 15 газом или смесью газов, таких как (азот, водород, окись утлерода, инертные газы). Полученный промежуточный продукт обладает ярко,выраженными восстановительными свойствами и при обработке его водой при,ком натной температуре выделяет водород, что непозволяет использовать его в качестве наполнителя,Для получения тонкодисперсного продуктас сильными загущающим и тиксотропным 25 свойствами промежуточный продукт подвергают термообрабопке при температуре 100 - 1000 С (предпочтительно 200 в 7 С) в аппарате с кипящим слоем при продувании через аппарат воздуха или аара,П р и м е р 1. В электродуговой печи из с.аеси кварцевого песка и нефтяного кокса (соотношение 5:1), получают 3,8 кг/час газообразной окиси кремния и 2,4 кг/час окиси утлерода. При 1500 - 2500 С выходящую из печи газовую смесь обрабатывают 40 м водяного пара, а затем обрабатывают 90 м азота. Из циклона отбирают рыхлый хлопьевидный белый продукт, содержащий 16,8% по весу кремнемуравьиной кислоты (Н 8100 Н), насыпной вес 24 г/л; удельная поверхность, измеренная по сорбции азота, 171 м/л. П р и мер 2, Опыт ведут по примеру 1, ноподают 10 м водяного пара и 122 м азота, Получают белый продукт с 10 вес. % кремне- муравьиной кислоты и удельной поверхностью 159 м/г.Пример 3. Опыт ведут аналогично примеру 1, но подавая в газовый поток, выходящий из электродуговой печи и содержащий 3,8,кг/час окиси. кремния и 2,4 кг/час окиси углеродачерез нижнюю;камеру 40 мз/час, а через верхнюю - 96 Ячас водяного пара. Получают белый продукт, содержащий 10,9 вес. % кремнемуравьиной кислоты, насыпной вес 29 г/л, удельная поверхность 161 м/г.Пример 4. Опыт ведут по примеру 3, но применяют электроды с отверстиями, через которые в электрическую дугу подают б м/час водорода. Получают рыхлый белый продукт с 24,3 вес. %,кремнемуравьиной,кислоты, с насыпным вес. 18 г/л и удельной, поверхностью214 м/г.При мер 5. В электродуговую печь непрерывно подают 5,45 кг/час кварцевого песка и 1,09 кг/час кокса. В выходящий из печи газовый поток с температурой около 1500 - 2500 С, содержащий окись кремния и окись углерода, подают водяной пар при 120 - 130 С в количестве 60 кг/час.Газовый поток охлаждают воздухом (250 м) до 350 в 4 С.Из полученного газового потока в центробежном циклоне отделяют высокодисперсный промежуточный продукт, который об 1 рабатывают 10 мин в аппарате с кипящим слоем,при 520 С, В качестве среды для кипящего слоя применяют воздух (б м/час), получают продукт белого цвета с насыпным вес. 15 г/л, удельной поверхностью 219 м/г, рН 4%-ной водной суапензии 6,3.Вязкость в бутандиоле 310 сп на висковесах и 1480 сп на реометре. В ненасыщенном полиэфирном лаке по реометру вязкость составляет 1710 сп.Снимки на электронном мпкроскопе показывают наличие сферических компактных частиц размером от 5 до 150 ммк.Пример 6. Из электродуговой печи, куда подают смесь молотого кварцита и кускового кремния в соотношении 2 - 1: 1, 1 получают газовый поток с 3,8 кг/час окиси кремния,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 в этог поток подают 220 кг/час водяного пара.Образующийся в результате реакции продукт, содержащий силан и силанольные группы, отделяют в циклоне из газового пото,ка и получают 5 кг/час продукта, который направляют во вращающуюся трубчатую печь и при температуре 500 С 10 мин пропускают поток воздуха,Полученная белая двуокись кремния с удельной поверхностью 134 м/г в бутаноле имеет вязкость 285 сп по висковесам и 1130 сп по реометру. Вязкость в ненасыщенном полиэфирном лаке 1420 сп. Насыпной вес 30 г/л.П р и м е р 7. В электродуговую,печь 1 час непрерывно подают смесь 5,5 кг кварцевой крошки и 1,1 кг измельченного нефтяного кокса. Получают газовую смесь, содержащую 4,1 кг/час окиси кремния и 2,5 кг/час окиси углерода, и ведут реакцию в печи с 50 кг водяного пара. Реакционную смесь охлаждают над реакционной зоной 200 в 2 м воздуха, после чего отделяют в циклоне промежуточный продукт и обрабатывают 1 мин воздухом в кипящем слое при 680 С. Отобранные в,разное время пробы продукта в бутандиоле имеют вязкость от 235 до 250 сп на виако 1 весах. При аналогичных условиях через овверстия в полых электродах прямо в электрическую дугу, подают 4 м,/час артона. Горение дуги при этом не ухудшалось, а даже несколько улучшалось за счет образования аргоновой плазмы. Вязкость,продукта, отобранного из кипящего слоя, 270 - 295 сп (бутандиол, висковесы). Предмет изобретения 1. Способ получения тонкодисперсной кремниевой,кислоты путем электротермического восстановления двуокиси кремния, например углеродом, с последующим окислением получаемой газообразной смеси, содержащей окись кремния, охлаждением и отделением от газов конечного 1 продукта, отличающийся тем, что, с целью получения кремниевой кислоты, обладающей сильными загущающим и тиксотропным свойствами, окисление газообразной смеси, содержащей окись кремния, осуществляют водой, взятой в мольном соотношении к окиси кремния, равном 5 - 50: 1 процессы восстановления и последующето окисления ведут при температуре выше 1500 С, конечный продукт реакции подвергают термообработке при темперапуре 100 - 1000 С, предпочтительно при температуре 200 - 700 С, в аппарате с кипящим слоем.2. Способ,по п. 1, отличающийся тем, что газообразную смесь, содержащую окисыкремния, до окисления ее водой разбавляют газами, например азотом, водородом, инертными газами или полученной непосредственно в самом .процессе тазовой смесью, содержащей, например водород и окись углерода, взятых в объемном отношении к окиси кремния равном 1 - 4:1.