Щелочные силикатные системы

Щелочные силикатные связки — это концентрированные водные растворы кремнезема в щелочах, а также микрогетерогенные системы, содержащие кремнезем различной степени полимерности при pH > 7 и проявляющие способность к адгезионному отвердеванию при высыхании системы или при взаимодействии с отвердителями [10]. [c.294]

По химическому составу по мере возрастания щелочности, характеризующейся отношением 5102/М20 мольн. (силикатным модулем системы п) щелочные силикатные системы образуют ряд, соответствующий четырем вышеприведенным формам кремнезема [c.8]

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ РАСТВОРИМОГО СТЕКЛА 2.1. Безводные щелочные силикатные системы [c.9]

Водные щелочные силикатные системы [c.21]

Высокомодульные щелочные силикатные системы можно условно разделить на две группы. Системы с силикатным модулем Выше 25 обычно называют золями. Это чисто коллоидные раство-РЬ1 с частицами кремнезема определенных размеров, стабилизированные щелочами. Несмотря на полимерное происхождение, о кремнеземе уже говорят не как о полимере, а как о частицах кремнезема размерами от 2—3 нм и выше. Другая группа образует так называемые полисиликатные растворы с модулем от 4 до 25 и является, по существу, переходной от истинных растворов к коллоид- [c.63]

Таким образом, щелочные силикатные системы — жидкие стекла представлены широким диапазоном составов, характеризующихся разной щелочностью, различной природой катионов (включая органические), р ЭЭличным составом силикат-анионов от мономерных до высокополимерных, присутствием в системе коллоидного кремнезема различных форм, различным агрегатным состоянием связок от жидкостей до порошков. В этом многообразии систем традиционные и широко применяемые в промышленности натриевые и калиевые жидкие стекла представлены сравнительно узким диапазоном составов и являются по существу частным случаем жидких стекол. Жидкие стекла, как видно из приведенной классификации, характеризуются широким диапазоном составов, а следовательно, и свойств. Специфической особенностью таких систем является то, что при монотонном (непрерывном) изменении химического состава по мере уменьшения щелочности от высокощелочных систем до золей кремнезема, происходит изменение их свойств, связанное с принципиальными изменениями физико-химической природы растворов, в частности с появлением в системе высокополимерного кремнезема в коллоидной форме. [c.8]

Таким образом, группа жидких стекол — щелочных силикатных растворов весьма обширна. Входящие в эту группу силикатные системы классифицируют по следующим признакам. [c.7]

Сведения о безводных кристаллических и стеклообразных щелочных силикатах и о фазовых соотношениях в соответствующих системах являются основой промышленного синтеза щелочных силикатных стекол (силикат-глыбы) и процесса их превращения в жидкие водные системы. Данные о безводных щелочных силикатах в кристаллическом и стеклообразном состоянии необходимы также для изучения продуктов твердения жидких (раст- [c.9]

Исходя из круга рассматриваемых вопросов, следует выделить два раздела безводных щелочных силикатных систем, имеющих значение для производства и применения растворимого стекла, — это кристаллические щелочные силикаты и щелочные силикатные стекла. Из кристаллических щелочных силикатов практическое значение имеют бинарные системы — силикаты натрия, калия и лития как продукты фазовых взаимодействий. в соответствующих бинарных системах НагО—ЗЮг, К2О—5102 и ЫгО—ЗЮг. Щелочные кристаллические силикаты со смешанными катионами неизвестны. [c.11]

Реакции жидких стекол с некоторыми металлами и металлоидами основаны исключительно на щелочных свойствах силикатных растворов, поэтому с высокомодульными стеклами они практически не протекают. Такими реакциями являются реакции диспропорционирования галогенов и серы в щелочных растворах с образованием галогенидов и гипогалогенидов и, соответственно, сульфидов и гипосульфитов. Кальций, барий и щелочные металлы восстанавливают водород из воды, и эта реакция с растворами силикатов протекает при любых pH практически до конца. Металлический цинк, алюминий, кремний в мелкодисперсном состоянии тоже вытесняют водород из воды при высоких pH, образуя твердеющие системы. В частности хорошо известны цинковые противокоррозионные покрытия по железу на жидкостекольной основе. В щелочных силикатных системах окисление цинка, кремния и алюминия может замедляться на какой-то стадии взаимодействия, при этом образуются не вспучивающиеся в дальнейшем от выделения водорода самотвердеющие системы. Подобной активностью по отношению к жидким стеклам обладают некоторые силициды, в частности силицид железа. [c.63]

Интересно выяснить, приложимы ли развитые выше для силикатных систем представления к другим родственным системам. Гольдшмидт [201] предположил, что ВеРг и его соединения с фторидами щелочных металлов ведут себя до некоторой степени аналогично двуокиси кремния и ее соединениям с окислами щелочноземельных металлов. Рой и сотр. [202] ис следовали смеси ВеРг с фторидами щелочных металлов и подтвердили их сходство с силикатными системами. Однако между ними существует и одно существенное различие. Большинство смесей 5102 с окислами щелочноземельных металлов обнаруживает склонность к расслоению в большом интервале концентраций, тогда как соответствующие фторидные системы расслоению не подвержены. [c.288]

По аналогии с силикатными системами ВеРг с добавкой фторидов щелочных металлов можно представить как систему [c.288]

Бораты щелочных металлов. Добавление к борному ангидриду окислов щелочных металлов приводит к резкому возрастанию температуры ликвидуса (рис. 40—42) в соответствующих силикатных системах наблюдается обратная картина. Сопоставление диаграмм состояния показывает, что бораты щелочных металлов имеют температуры плавления такого же порядка, что и силикаты, несмотря на то что у ВгОз температура плавления намного ниже, чем у 5102. [c.107]

Рис. 56. Размеры областей расслаивания в двойных силикатных системах. Касательные к 8-образным кривым ликвидуса для силикатов щелочных металлов указывают составы предполагаемых метастабильных жидких фаз, обогащенных модификатором [6].

Как показывает опыт щелочного, полимерно-щелочного и силикатно-щелочного заводнения на промыслах, одним из перспективных реагентов-флокулянтов в системе ОЩ-2— высокоминерализованная пластовая вода является жидкое стекло (ЖС). При смешении композиции отработанная щелочь -Ь -I- жидкое стекло на минерализованной воде происходит образование осадков силикатов, гидроксидов и карбонатов кальция и магния по следующим известным уравнениям [c.317]

Диспергаторы обеспечивают образование тонкодисперсной системы, которая уносится потоком нефти, что препятствует отложению кристаллов парафина на стенках труб. К ним относятся соли металлов, соли высших синтетических жирных кислот, силикатно-сульфа-нольные растворы, сульфатированный щелочной лигнин [224]. [c.112]

Водостойкость щелочных силикатных стекол — весьма услов-/ понятие, поскольку конечной целью синтеза таких стекол ляются не сами стекла, а продукты их растворения в воде— . идкие стекла, и их низкая водостойкость служит технологиче- ой гарантией полного растворения и образования доброкаче-(-твенных щелочных силикатных растворов. Сведения о растворимости в щелочных силикатных системах приведены в п. 2.3 при рассмотрении соответствующих гидросиликатных систем. Основ-ные факторы, влияющие на кинетику растворения щелочного силикатного стекла в воде, — это величина силикатного модуля и присутствие в стекле примесных ионов металлов. [c.21]

Взаимодействие растворов щелочных силикатов с растворимыми солями других поливалентных металлов, таких как цинк, кадмий, медь, никель, железо, марганец, свинец и другие, во многом протекает аналогично взаимодействию с солями щелочноземельных металлов. Образование студенистых осадков малорастворимых гидроксидов металлов происходит еще более легко и также способствует созданию мембран на границах смешиваемых фаз. Образование кристаллических продуктов тоже маловероятно ввиду полимерности не только анионов, но и катионов. Редкое исключение составляет относительно легко кристаллизующийся силикат меди, образующийся при взаимодействии щелочных силикатов с растворами сульфата или хлорида меди. В местах контакта фаз pH резко изменяется, так как ионы гидроксила поглощаются катионами поливалентного металла, что способствует полимеризации кремнезема. Поверхность студенистых осадков более развита и склонность к адсорбции и соосаждению различных ионов больше. Продукты взаимодействия представляют собой смесь гидроксидов, силикатов и основных солей в аморфном состоянии, причем соотношение между ними определяется теми же условиями проведения реакции. Оксиды цинка и свинца, в том числе сурик РЬз04, осаждают кремнезем из растворов жидких стекол, причем их активность зависит от температурной обработки, которой они подвергались. Хорошо сформированные состарившиеся окислы большинства тяжелых металлов практически инертны в щелочных силикатных системах. С высшими окислами молибдена и вольфрама, находя-, щимися в ионной форме молибдатов и вольфраматов, в кислых средах мономерный кремнезем образует гетерополикислоты. Полимерные и коллоидные формы кремнезема взаимодействуют с молибденовой кислотой медленней по мере образования мономерных форм, на этом основано условное деление общего содержания кремнезема в жидких силикатных системах на растворимый (а-5102) и коллоидный. Хроматы и бихроматы осаждают кремнезем из растворов щелочных силикатов, при этом отмечается появление полезных технических свойств осажденных форм. [c.62]

Высокий эффект дает применение алюмосиликатной присадки СредазНИИГаза [71. Ее вводят в мазут в виде эмульсии. В топочной камере парогенераторов алюмосиликаты взаимодействуют с сульфатами щелочных и щелочно- земельных металлов, находящимися в виде отложений на трубах НРЧ, и образуют сложные силикатные системы с высокой температурой плавления. Отложения становятся в ре- [c.247]

В течение прошедших 50 лет коренным образом изменились воззрения о природе кремнезема, находящегося в обычных щелочных силикатных растворах с отношениями ЗгОг ЫагО от 2 1 до 4 1. Сходство физических свойств вязких, тягучих растворов растворимых силикатов с растворами линейных органических полимеров давало повод в некоторых случаях предполагать, что вязкие силикатные растворы должны были содержать линейные полимеры с высокими молекулярными массами. (Такое представле ше имело место, несмотря на тот очевидный факт, что конценгрированные растворы или сиропы сахара, т. е. вещества с низкой молекулярной массой, также оказываются очень вязкими.) Более того, быстрое гелеобразование в силикатных растворах при добавлении кислоты, по-видимому, поддерживало идею о том, что механизм образования геля по аналогии с органическими полимерными системами включал стадию поперечной сшивки уже существовавших к этому моменту линейных полимеров. Развитие таких теоретических представлений, применимых к органическим полимерам и ошибочно используемых при рассмотрении растворимых силикатов, может задержать выявление правильной интерпретации неорганической системы. Полимерные линейные силикатные разновидности, безусловно, в растворе встречаются, но они не очень вытянуты, а механизм полимеризации совершенно иной, чем в любой органической системе. [c.157]

С 1950 г. опыты по гидротермальному синтезу кварца в ИК АН СССР проводились под руководством В. П. Бутузова. Наряду с ростовыми экспериментами были исследованы фазовые равновесия в водно-солевой системе Н2О—5102—Na2 Oз. В 1948 г. И. Фридман установила явление расслоения в гидротермальных щелочно-силикатных растворах. Затем В. П. Бутузов совместно с Л. В. Брятовым определил состав тяжелой жидкой фазы 5102 55—60 7о, Na20 10—20 7о, Н2О 35—20 % и оценил растворимость кварца в водных растворах карбоната натрия в температурном диапазоне 250—500 С и давлении до 200 МПа с учетом процесса ликвации. [c.6]

В. Г. Ильин (Институт физической химии им. Л. В. Писаржевского АН УССР, Киев). Синтезированные нами недавно пористые кристаллические полисиликаты и поликремниевые кислоты могут существенно дополнить группу слоистых минералов с расширяющейся решеткой [см. Докл. АН СССР,] 209, 1102 (1973)). Благодаря однородной структуре, составу и отсутствию примесей (неизбежных в природных сорбентах) эти препараты, по-видимому, позволят в более явном виде определить общие закономерности, связывающие адсорбционные свойства и пористость. Синтез полисиликатов осуществляется низкотемпературной гидротермальной кристаллизацией щелочных силикатных систем. К настоящему времени наиболее полно изучена система N320—3102—Н2О, но получены также полисиликаты лития и калия. [c.70]

Расплавы щелочных силикатов натрия и калия склонны к стек-лообразованию. Границы стеклообразования в этих системах весьма обширны и составляют, по данным различных исследователей, для натриево-силикатной системы от О до 52% ЫагО, для калиево-силикатной системы от О до 54,5% К2О, т. е. теоретически Натриевая силикат-глыба существует при силикатном модуле >0,9, а калиевая — при модуле п>1,8. Расчетный массовый, [c.15]

Вязкость смеси СаСОз с низкомодульным жидким стеклом быстро растет во времени, в то время как такая же смесь с высокомодульным жидким стеклом может оставаться без видимых изменений длительное время. При модуле 2 натриевое жидкое стекло с СаСОз схватывается при 30 °С за 6 ч и при 40 °С менее чем за 2 ч при модуле 3,3 смесь начинает схватываться при этих же температурах соответственно за 100 и за 20 ч. Такая же смесь с модулем 4 в течение длительного времени обнаруживает только признаки взаимодействия. Кальциты гораздо менее реакционноспособны по сравнению с арагонитами. Свежеосажденный мел наиболее реакционноспособен в жидкостекольных системах. При взаимодействии щелочных силикатных растворов с различными кальцийсодержащими материалами переход Са + в раствор может предшествовать образованию силикатов кальция. В других случаях осаждение кремнезема на кальциевых поверхностях твердой фазы является первой стадией, и тогда взаимодействие реагентов в течение длительного времени ограничивается узкой зоной контакта фаз и диффузия ионов кальция оказывается лимитирующей стадией. Обновление поверхности механическими способами в таких случаях становится мощным кинетическим фактором. Некоторые сформировавшиеся в геологические эпохи кальций- или магнийсодержащие минералы столь прочно удерживают эти ионы в своей структуре, что практически инертны, и только поверхности минералов имеют сродство к кремнезему. Если при взаимодействии жидких стекол с растворимыми солями щелочноземельных металлов обнаружение й идентификация продуктов реакции является сложной и неоднозначно решаемой задачей, то в гетерогенных процессах эта проблема усугубляется. [c.61]

Гидроокись ЧА является сильным, полностью диссоциированным в воде основанием. С другой стороны, как уже отмечалось, ионы ЧА обладают сильным стабилизирующим действием на высокомодульные высококонцентрированные водные силикатные системы. Это двоякое действие приводит к тому, что достижение равновесия в водной системе кремнезем—гидроокись ЧА может быть глубоко заторможено. Поэтому в зависимости от формы использования кремнезема система может быть или сильно дифференцирована на мономерную и высокополимерную форму кремнезема, или, наоборот, быть однородной по анионному составу в течение долгого времени. Так, например, было показано [2], что Ма-золь кремнезема с частицами размером 2—3 нм и модулем 7—20 — может быть стабилизирован органическим основанием. И по величине модуля, и по размеру частиц, и по катиону щелочного металла в отсутствии органического основания это крайне Неустойчивые системы как в отношении гелеобразования, так и в мысле склонности к увеличению размеров частиц. [c.85]

Силикатообразование и последующее формирование силикат-глыбы являются многостадийными. Эти последовательно и одновременно протекающие высокотемпературные процессы взаимодействия компонентов как в твердом, так и жидком (расплавленном) состоянии включают удаление гигроскопичной влаги (при 110—120 °С) и влаги кристаллогидратной, сформировавшейся, в частности, при увлажнении шихты — при температуре выше 200 °С полиморфные превращения кварца (а = =р-кварц, 575 °С), сульфата натрия (а 5 Р-Ыа2504, 235 °С) термическую диссоциацию карбоната калия (410°С) плавление компонентов шихты (ЫагСОз — при 855 °С) твердофазное образование силикатов натрия и калия (800—900 °С) образование эвтектических расплавов в системах НгО—ЗЮг формирование спеков силикатов щелочных металлов и кварца плавление образовавшихся спеков и растворение кремнезема в щелочно-силикатном расплаве формирование стекломассы (1400 °С) и ее охлаждение. [c.132]

Образовавшийся за счет реакций силикатообразования спек щелочных силикатов с кремнеземом при дальнейшем повышении температуры претерпевает физико-химические изменения, связанные с увеличением в системе количества расплава и растворением в нем кремнезема. Избыточное количество кремнезема по отношению к сформировавшимся щелочным силикатам составляет около 30% массы исходного Si02. Наиболее низкая температура появления щелочно-силикатного расплава при варке содовой силикат-глыбы — 780 °С, что соответствует эвтектике дисиликат натрия — кварц. [c.133]

Еще Лемберг наблюдал подобные явления, но его внимание было обращено прежде всего на образо-ваняе кристаллических продуктов. Позднее гидротермальные исследования Мори (см. С. I, 170 и сл.) над щелочными силшсатами во многом отношении дополнили результаты Баруса. Он приготовил много водных стекол различного состава и коноистенции при содержания воды от 8 до 25% они были твердыми и хрупкими, а при непрерывном увеличении количества воды постепенно переходили в густую пасту и,, наконец, в вязкий раствор, напоминающий по своей сиропообразной консистенции обыкновенные промышленные щелочно-силикатные растворимые стекла. После исследования системы кремнезем — метасиликат калия — вода (см. С. I, 170 и ниже) стало очевидно, что вплоть до температуры 500°С жидкие растворы щелочных силикатов в воде сосуществуют в равновесии с кристаллическими и газовой фазами. Мори специально подчеркнул, что водные стекла , жидкие при высоких температурах,— это типичные расплавы, которые характеризуются значительным понижением точки плавления щелочных силикатов благодаря участию воды. Дисиликат калия плавится в безводном состоянии при температуре 1015 I , но в присутствии S% воды точка плавления понижается примерно до 500°С. [c.629]

На рис. 55 показан ход изменения парциального показателя преломления щелочных окислов в двойных силикатных системах МегО—510г. Значения рассчитаны по уравнению (8.6), поль- [c.145]

Относительно атомных группировок, богатых натрием, мон но сказать следующее. Поскольку полоса, вызываемая ими в спектре стекла, сильно сдвинута в сторону длинных волн даже но отношению к соответствующей полосе в спектре кристаллического ортосиликата натрия (рис. 11.35), то, нужно думать, что эти группировки представляют собой соединения, в которых содержание КазО 66,6%. Не исключена возможность того, что они будут представлять собой микрообласти высокощелочных водных силикатов, поскольку в шихту вместе с большим количеством карбоната натрия всегда в значительном количестве привносится вода. Весьма вероятно, что щелочные силикатные стекла с большим содержанием КааО нужно вообще рассматривать как относящиеся не к системе Ка20 —8102, к системе КазО—8Ю2—Н20. Если, как говорилось выше, считать, что области локальной неоднородности, вызывающие появление полосы у 9,5—9,6 МП, грубо приближенно имеют состав, промежуточный между составами соединений Ка 20-3810 2 и КааО-28102, то области локальной неоднородности, вызывающие появление второй полосы у 10,8 МК, должны иметь состав, лежащий между составами соединений ЗКазО 8Ю2 и 2Кэ20 8Ю2. При этих условиях будет сохранен нужный состав стекла. Само собой разумеется, что в стекле будет существовать не два, а большее количество видов атомных группировок промежуточного тина, но рассматриваемые два вида являются преобладающими. [c.191]

Часто в качестве неокислительных пассиваторов используют водорастворимые силикаты. К ним относятся продукты состава КгО-пЗЮг, где НгО есть К2О или Ыз20, а п — число молекул 5102- Отношение между числом молекул двуокиси кремния и числом молекул щелочного окисла называется силикатным модулем. Модуль является основной характёристикой силикатов их способности растворяться в воде, ионизироваться и гидро-лизоватся, образовывать коллоидные системы, взаимодействовать с электролитами и т. д. Для защиты металлов от коррозии рекомендуется использовать силикаты с высоким модулем. Оптимальная концентрация силиката натрия в пересчете на 8102 находится в пределах от 0,0008 до 0,012%. Силикат натрия пригоден для защиты многих цветных металлов и сплавов и входит в состав ряда моющих средств. [c.51]

Литий Li (лат. lithium, от греч. lithos — камень). Л. — элемент I группы 2-гс периода периодич. системы Д. И. Менделеева, п. н. 3, атомная масса 6,939. Л. был открыт в 1817 г. Достаточно широко распространен в природе (горные породы, минеральные источники, морская вода, каменный уголь, почвы, животные и растительные организмы). Л.—серебристо-белый, самый легкий металл, принадлежит к щелочным металлам. В соединениях Л. проявляет степень окисления Ь1. На воздухе тускнеет вследствие образования оксида LiaO и нитрида Li ,N. С водой реагирует менее энергично, чем другие щелочные металлы. Гидроксид Л. является сильным основанием. Л. окрашивает пламя в карминово-красный цвет. Получают Li электролизом хлорида лнтия. Л. Li имеет большое значение для ядерной энергетики его изотоп применяется для получения трития Ы -р 0 = Н -Ь jHe. Л. используют для изготовления регулирующих стержней в атомных реакторах, как теплоноситель в урановых реакторах. Л. применяют в черной и цветной металлургии, в химии (литийорганические соединения). Соединения Л. применяются Б силикатной промышленности и др. [c.77]