Спосіб одержання нанодисперсного кремнезему

1. Спосіб одержання нанодисперсного кремнезему, що включає взаємодію водного розчину кремнійвмісної сировини з водним розчином підкислювача і наступне виділення і висушування готового продукту, який відрізняється тим, що розчин кремнійвмісної сировини одержують шляхом додавання в профільтровану воду силікату натрію із 3 силікат, висушують суспензію зі змістом сухої речовини не більш 24 мас. %, причому, після додавання до реакційного середовища одночасно підкислюючого агента і силікату додатково здійснюють одну з наступних стадій (а) чи (б): (а) у реакційне середовище вводять щонайменше одне з'єднання цинку, потім агент основного характеру і, коли вищевказаний поділ здійснюють шляхом операцій, що включають фільтрацію і розшаровування осаду, отриманого після фільтрації, вищевказане розшаровування переважно здійснюють у присутності щонайменше одного з'єднання алюмінію; (б) у реакційне середовище одночасно вводять силікат і щонайменше одне з'єднання цинку і, коли вищевказаний поділ здійснюють шляхом операцій, що включають фільтрацію і розшаровування осаду, отриманого після фільтрації, розшаровування переважно здійснюють у присутності щонайменше одного з'єднання алюмінію (RU 2130425, С1, С01В 33/193, С09С 1/30, С08Д 03/36, 20.05.1999). Недоліком цього технічного рішення також є відносно висока складність, що обумовлена необхідністю здійснення, принаймні однієї з наступних стадій (а) чи (б): (а) у реакційне середовище вводять щонайменше одне з'єднання цинку, потім агент основного характеру і, коли вищевказаний поділ здійснюють шляхом операцій, що включають фільтрацію і розшаровування осаду, отриманого після фільтрації, вищевказане розшаровування переважно здійснюють у присутності, щонайменше, одного з'єднання алюмінію; (б) у реакційне середовище одночасно вводять силікат і щонайменше одне з'єднання цинку і, коли вищевказаний поділ здійснюють шляхом операцій, що включають фільтрацію і розшаровування осаду, отриманого після фільтрації, розшаровування переважно здійснюють у присутності щонайменше одного з'єднання алюмінію. Крім того, відомий спосіб має відносно вузьку область застосування, оскільки не забезпечує відносно малі за розмірами частки кремнезему. Готовий продукт отримують із дрібних зважених у воді первородних часток шляхом висушування води. При висушуванні вода між перворідними частками відносно повільно випаровується, причому, у процесі випару відбувається зближення первородних часток в результаті дії сил поверхневого натягу й у результаті наступної агломерації вони стягаються в щільні кулясті частки з дрібними порами. Подальше використання такого готового продукту у вигляді компонента різних субстанцій не дозволяє забезпечити високотиксотропні властивості останніх і усунути седиментацію (осадження готового продукту під дією сили ваги). В основу створення корисної моделі, що заявляється, поставлена задача створення спрощеного способу одержання нанодисперсного кремнезему і розширення області його застосування. Поставлена задача вирішується тим, що при здійсненні способу одержання нанодисперсного кремнезему, що включає взаємодію водного розчину кремнійвмісної сировини з водним розчином підкислювача і наступне виділення і висушування готового продукту, відповідно до корисної моделі розчин кремнійвмісної сировини одержують шля 65340 4 хом додавання в профільтровану воду силікату натрію із силікатним модулем 2,8-3,7 при ретельному перемішуванні, підігріві до 100 °С і підтримці щільності розчину не менш 1,09 г/см. куб, водний розчин підкислювача одержують шляхом додавання в профільтровану воду підкислювача при ретельному перемішуванні і підтримці щільності розчину не менш 1,02 г/см куб, піддають дозріванню гель, утворений при взаємодії водного розчину кремнійвмісної сировини з водним розчином підкислювача, протягом не менш 20 хв, а виділення і висушування готового продукту роблять шляхом різкого зниження тиску в середовищі утвореного і елю. Як підкислювач допускається використання кислот, їхніх розчинів, а також розчинів у воді кислотоутворюючих газів і солей. Завдяки запропонованій сукупності операцій способу і режимів їх виконання, досягається необхідний технічний результат, що полягає в спрощенні здійснення способу, оскільки відпадає необхідність здійснення, принаймні, однієї з наступних стадій (а) чи (б): (а) у реакційне середовище вводять щонайменше одне з'єднання цинку, потім агент основного характеру і, коли вищевказаний поділ здійснюють шляхом операцій, що включають фільтрацію і розшаровування осаду, отриманого після фільтрації, вищевказане розшаровування переважно здійснюють у присутності, щонайменше, одного з'єднання алюмінію; (б) у реакційне середовище одночасно вводять силікат і щонайменше одне з'єднання цинку і, коли вищевказаний поділ здійснюють шляхом операцій, що включають фільтрацію і розшаровування осаду, отриманого після фільтрації, розшаровування переважно здійснюють у присутності щонайменше одного з'єднання алюмінію. Застосування способу одержання нанодисперсного кремнезему дозволяє досягти наступного технічного результату: спрощується технологічний процес одержання нанодисперсного кремнезему; забезпечується одержання сухого агломерату з пухкими частками, що при незначному механічному впливі легко розпадається на первородні частки розмірами від одиниць до декількох сотень нанометрів; забезпечуються високотиксотропні властивості різних субстанцій при слабковираженому седиментаційному ефекті (відсутність осадження готового продукту під дією сили ваги). Крім того: розширюється область застосування одержаного готового продукту. Приведемо приклад реалізації запропонованого способу одержання нанодисперсного кремнезему. 1. Готують водний розчин кремнійвмісної сировини шляхом додавання в профільтровану воду, наприклад у кількості 400 літрів, 100 літрів силікату натрію із силікатним модулем 2,8-3,7 при ретельному перемішуванні і підігрівом до 100 °С, підтримуючи щільність розчину не менш 1,09 г/см. куб. 2. Готують водний розчин підкислювача шляхом додавання в профільтровану воду, наприклад 5 у кількості 486 літрів, 14 літрів сірчаної кислоти стандартної щільності 1,835 г/см. куб при ретельному перемішуванні і підтримуючи щільність розчину не менш 1,02 г/см. куб. 3. У реактор пускають 50 л розчину приготованої кремнійвмісної сировини (силікату натрію) і потім здійснюють одночасну подачу приготованого розчину підкислювача з швидкістю не менше 8 л/мін і кремнійвмісної сировини, що залишилася, з швидкістю не менше 20 л/хв. Після повного витікання розчину кремнійвмісної сировини, з метою підвищення якості готового продукту, доводять pH гелю, що утворений, до значення 3,0-4,0 і дають час на його дозрівання мінімум на 20 хвилин, практично від 0,5 до 1,5 годин. 4. Після дозрівання гелю виділяють і висушують готовий продукт шляхом забезпечення випару води одночасно у всьому обсязі часток, що утворюють гель. Це можна забезпечить, наприклад, шляхом різкого зниження тиску в середовищі утвореного гелю, що знаходиться до цього при атмосферному тиску. Можна трохи підігріти гель і Комп’ютерна верстка А. Крулевський 65340 6 підвищити тиск із наступним різким зниженням тиску до атмосферного і, нарешті, можна використовувати динамічні області, у яких буде встановлюватися знижений тиск, що приведе до різкого випару води усередині часток у цих областях. Оскільки у всіх цих випадках вода з гелю випаровується одночасно у всьому об'ємі часток, то розміри пір не встигають істотно зменшитися й агломерат первородних часток залишається не щільним, а пухким. У результаті утворюється пухкий сухий агломерат первородних часток, що дозволяє розширити область застосування способу і використовувати його для одержання готового продукту, що забезпечує при його застосуванні високотиксотропні властивості різних субстанцій при слабковираженому седиментаційному ефекті (відсутність осадження готового продукту під дією сили ваги). Готовий продукт складається з пухких часток, що при незначному механічному впливі легко розпадається на частки розмірами від одиниць до декількох сотень нанометрів. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601