Научная статья | Open Access | Рецензия: есть

Поступила: 27.02.2019 г. | Принята к публикации: 25.03.2019 г. | Доступна онлайн: 30.03.2019 г.

Экологические аспекты воздействия примесей в техногенном микрокремнеземе при его переработке

Мамченков Евгений Андреевич¹, Прокофьев Валерий Юрьевич¹, Кочетков Сергей Павлович²

¹ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ивановский государственный химико-технологический университет», г. Иваново, Россия

² Коломенский институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московский политехнический университет», г. Коломна, Россия

DOI: 10.35688/2413-8452-2019-01-001

Аннотация

Исследован механизм ингибирующего воздействия примесей техногенного микрокремнезема на процесс растворения диоксида кремния. Актуальность работы обусловлена востребованностью жидкого стекла на предприятиях Центральной России и более низкой себестоимостью сырья, а именно, силиката натрия, по сравнению с аналогами. Утилизация отходов способствует решению проблем ресурсосбережения и рационального природопользования. Микрокремнезем исследован методом дифференциальнотермического анализа на приборе TGA 2 в температурном интервале 20...800 °С со скоростью нагрева 20 °С/мин в атмосфере воздуха. Модификация микрокремнезема осуществлялась путем смешения с гидроксидом натрия концентрацией 15...25 % (по массе) при температуре 20...50 °С при перемешивании 600 об./мин. На основе полученных данных определен механизм образования побочных продуктов. Наибольший вклад в ингибирующее воздействие на процесс получения жидкого стекла вносят ионы алюминия. Образующийся побочный продукт, гидроалюмосиликат натрия образуется в несколько стадий и катализируется силикатом натрия. Уменьшение скорости массопереноса и температуры в процессе модификации микрокремнезема позволяет снизить количество получаемых побочных продуктов. В работе определен механизм ингибирования процесса растворения микрокремнезема, побочного продукта производства фторида алюминия. Предложен механизм образования побочных продуктов. Получена энергия активации образующегося в результате побочных реакций полимера. Найденное значение энергии активации, равное 7,73 кДж/моль свидетельствует о том, что процесс синтеза протекает в диффузной области. Определены оптимальные параметры физико-химической модификации. Микрокремнезем обрабатывается гидроксидом натрия концентрации 25 % при температуре 20 °С со скоростью 600 об./мин.

Ключевые слова

микрокремнезем, жидкое стекло, побочные продукты, модификация

Цитировать

Мамченков Е.А., Прокофьев В.Ю., Кочетков С.П. Экологические аспекты воздействия примесей в техногенном микрокремнеземе при его переработке // Экология и строительство. 2019. # 1. C. 4–11. DOI: 10.35688/2413-8452-2019-01-001.

© 2019 Автор(ы), Экология и строительство.