Получение диоксида кремния из жидкого стекла завод

Когда говорят про получение диоксида кремния из жидкого стекла, часто представляют простой осадочный процесс — но на деле это целая цепочка зависимостей: от качества сырья до тонкостей сушки. Многие недооценивают влияние ионного состава жидкого стекла на конечную структуру SiO?.

Основные подходы к производству диоксида кремния

В промышленности чаще всего используют кислотное осаждение — серной, соляной кислотой. Но здесь есть нюанс: если взять слишком концентрированное жидкое стекло, образуются плотные агрегаты, которые потом сложно диспергировать. Мы на своем опыте в ООО ?Шаньдун Инжуй Новые Материалы? пробовали разные модули силиката — выше 3,2 уже начинаются проблемы с фильтрацией.

Иногда кажется, что можно просто лить кислоту до достижения нужного pH, но на самом деле скорость введения и температура влияют на размер частиц сильнее, чем конечная кислотность. Один раз перегрели реактор до 70°C — получили крупные, неравномерные гранулы, которые не прошли по спецификации для покрытий.

Еще момент — промывка. Если плохо отмыть сульфаты, материал будет гигроскопичным. Приходится контролировать электропроводность промывных вод, и это удлиняет цикл. Но без этого — брак.

Оборудование и его влияние на процесс

Реакторы с якорными мешалками не всегда обеспечивают равномерное осаждение. Мы перешли на комбинированные мешалки — турбинная плюс рамная. Стало меньше комков, но энергозатраты выросли. Думаем над двухстадийным вводом кислоты — сначала быстро до зоны геля, потом медленно.

Фильтр-прессы — отдельная тема. Если осадок мелкодисперсный, цикл промывки занимает часы. Пробовали мембранные фильтр-прессы — эффективнее, но дорого. Для некоторых марок диоксида кремния это оправдано, для массовых — пока нет.

Сушка — распылительные сушилки дают хорошие результаты, но нужно точно подбирать температуру газа на входе. Слишком высокая — частицы становятся хрупкими, низкая — материал слипается в камере. Оптимально для нашего производства — 220–240°C.

Контроль качества и типичные проблемы

Основные параметры, которые мы отслеживаем в ООО ?Шаньдун Инжуй Новые Материалы? — удельная поверхность (БЭТ), насыпная плотность и остаточная влажность. Но есть и менее очевидные: например, содержание железа. Если в жидком стекле есть примеси, железо катализирует спекание частиц при сушке.

Однажды столкнулись с тем, что диоксид кремния давал желтоватый оттенок в прозрачных силиконовых герметиках. Оказалось — проблема в воде для промывки, содержались ионы тяжелых металлов. Пришлось ставить дополнительную систему очистки.

Еще важный момент — стабильность партий. Жидкое стекло от разных поставщиков ведет себя по-разному, даже если модуль одинаковый. Сейчас работаем в основном с двумя проверенными заводами-производителями силикатов.

Применение и требования рынка

Наш диоксид кремния, полученный из жидкого стекла, используется в покрытиях, чернилах, клеях — там, где важна диспергируемость и стабильность. Для полировальных суспензий нужны более твердые частицы, для каучуков — высокая удельная поверхность.

Иногда клиенты просят ?как у пирогенного?, но по цене осажденного. Приходится объяснять, что это разные материалы с разной структурой. Хотя для некоторых применений наш SiO? подходит лучше — например, в силиконовых герметиках, где важна экономичность.

В ООО ?Шаньдун Инжуй Новые Материалы? мы постоянно работаем над модификацией поверхности — обрабатываем силанами, чтобы улучшить совместимость с полимерными матрицами. Это позволяет расширять применение нашего диоксида кремния.

Перспективы и ограничения технологии

Метод получения из жидкого стекла — один из самых экономичных для массового производства. Но у него есть потолок по чистоте — трудно получить SiO? с содержанием менее 0,1% примесей. Для электроники уже не подходит.

Сейчас экспериментируем с многостадийным осаждением — сначала получаем зародыши, потом достраиваем на них слой с контролируемой пористостью. Получаются интересные материалы для катализаторов.

В целом, получение диоксида кремния из жидкого стекла остается востребованной технологией, особенно там, где важна стоимость и объем производства. Главное — понимать все этапы процесса и не экономить на контроле качества. Наш опыт в ООО ?Шаньдун Инжуй Новые Материалы? показывает, что стабильность параметров важнее, чем попытки удешевить производство в ущерб свойствам продукта.