×
14.03.2019
219.016.df07

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДНОГО РАСТВОРА БИКАРБОНАТА МАГНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение может быть использовано в промышленности строительных материалов для получения жидкости затворения. Способ включает карбонизацию водной суспензии магнезиального сырья при температуре не более 20°C и давлении углекислого газа 0,2 МПа в течение 30 мин в автоклаве с мешалкой. В качестве магнезиального сырья используют предварительно прокаленную при 400°C гидромагнезитовую породу. Изобретение обеспечивает упрощенную и недорогую технологию получения водного раствора бикарбоната магния с высокой концентрацией по бикарбонат-иону не менее 3,5 г/л при пониженном избыточном давлении углекислого газа для получения водостойкого магнезиального вяжущего и изделий на его основе. 1 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к неорганической химии, а именно, к получению раствора бикарбоната и может быть использовано в промышленности строительных материалов в качестве жидкости затворения для получения водостойкого магнезиального вяжущего и изделий на его основе, а также в химической промышленности при получении чистых магнезиальных материалов бикарбонатным способом.

Известен способ получения водного раствора бикарбоната магния [US 20050255174 A1, МПК A61K 33/10, опубл. 17.11.2005], по которому получают раствор бикарбоната магния с оптимальной концентрацией по бикарбонат-иону 500-700 мг/л с рН не более 8,0-8,6. Для приготовления такого раствора используют магнезиальные вещества, карбонат магния, гидроксид магния или гидроксокарбонаты магния. Наиболее подходящим является пентагидрат гидроксикарбоната магния или диппенгит 4MgCO3⋅Mg(OH)2⋅5H2O, полученный искусственным путем. Общее давление карбонизации составляет 0,05-0,5 МПа. Длительность процесса карбонизации до 6 часов. По указанному способу получают водный раствор бикарбоната магния для перорального применения лекарственных средств при снижении кислотности организма, поэтому концентрация раствора низкая.

Способ является дорогостоящим из-за необходимости многократного очищения воды и использования искусственных, специально полученных, чистых карбонатов магния.

Известен способ получения водного раствора бикарбоната магния [RU 2404144 C1 МПК C04B 9/00 (2006.01), опубл. 20.11.2010], включающий карбонизацию суспензии каустического магнезита в автоклаве при давлении углекислого газа 0,5-1,0 МПа. При контакте суспензии каустического магнезита с углекислым газом, растворенным в воде, протекают реакции, в результате которых образуется раствор бикарбоната магния с концентрацией до 35 г/л, определенной методом выпаривания по сухому остатку. Для получения раствора бикарбоната магния используют каустический магнезит, полученный при температуре 800°C. Для обеспечения протекания реакций и получения раствора Mg(HCO3)2 необходимой концентрации углекислый газ подают в автоклав под большим давлением.

Известен способ получения раствора бикарбоната магния [SU 1495300 A1, МПК4 C01F 5/24, опубл. 23.07.1989], выбранный в качестве прототипа, включающий репульпирование измельченного магнезиального сырья водой в автоклаве с мешалкой и карбонизацию полученной суспензии диоксидом углерода. Раствор бикарбоната магния получают при общем давлении 0,5 МПа и парциальном давлении диоксида углерода 0,2 МПа углекислого газа из каустического магнезита, который получен при температуре 800°C.

Такой каустический магнезит должен обладать высокой активностью при содержании активного MgO не менее 93-95%. Концентрация получаемого по данному способу раствора бикарбоната магния составляет 24,8-26,8 г/л (метод выпаривания по сухому остатку).

К магнезиальному сырью предъявляют повышенные требования по содержанию активного MgO в каустическом магнезите, что вызывает необходимость применения только свежеобожженого при 800°C высокомагнезиальной породы. Процесс карбонизации в автоклаве протекает при повышенном давлении углекислого газа - 0,5 МПа.

Предложенное изобретение позволяет осуществить получение раствора бикарбоната магния по упрощенной технологии с повышенной концентрацией и с применением природного недорогостоящего магнезиального сырья.

Способ получения водного раствора бикарбоната магния также, как в прототипе, включает карбонизацию водной суспензии магнезиального сырья в среде углекислого газа в автоклаве с мешалкой.

Согласно изобретению, в качестве магнезиального сырья используют предварительно прокаленную при 400°C гидромагнезитовую породу. Процесс карбонизации суспензии проводят в автоклаве при общем давлении углекислого газа 0,2 МПа в течение 30 мин.

Гидромагнезитовая порода представляет собой смесь минералов гидрокарбонатов магния - гидромагнезита Mg5(CO3)4(OH)2⋅4H2O, дипингита Mg5(CO3)4(OH)2⋅5H2O, несквигонита Mg(HCO3)(OH)⋅2H2O, а также серпентинитовых минералов в виде клинохризотила Mg3Si2O5(OH)4, образованных при выветривании ультраосновных пород - дунитов, базальтов, а также их метаморфических последователей - магнезитов, серпентинитов. Они залегают в виде прожилок и корок в серпентинитах и магнезитах и представляют собой серую высокодисперсную рыхлую породу. Гидромагнезитовая порода имеет следующий химический состав, мас. %: MgO 43,32, SiO2 9,86, Al2O3 0,69, СаО 0,52, Fe2O3 1,17, MnO 0,03, Δmпр 45,33. Большое значение потерь при прокаливании подтверждает гидрокарбонатную структуру.

В силу своей уникальной минералогической и структурной особенности гидромагнезитовая порода наиболее хорошо подходит для получения водного раствора бикарбоната магния. При термообработке до 800-1000°C данная порода проходит ступенчатое преобразование, постепенно теряя структурную воду и претерпевая декарбонизацию:

При этом значительно возрастает удельная поверхность проб за счет образования дефектной структуры. Это является благоприятным фактором при проведении карбонизации, которая проходит по следующим реакциям:

Термическая обработка гидромагнезитов при температуре 400°C позволяет получить высокодефектный продукт xMgCO3⋅yMg(ОН)2, прошедший дегиратацию, частичное дегидроксилирование и начальную декарбонизацию. Данная дефектная структура в большей степени подвержена растворению и переходу бикарбонат-ионов и катионов магния Mg2+ в раствор в присутствии растворенного в воде СО2, вследствие чего концентрация водного раствора бикарбоната магния по бикарбонат-иону будет наибольшая без применения повышенного давления углекислого газа в автоклаве.

Таким образом, использование гидромагнезитовой породы, прокаленной при температуре 400°C, позволяет получать водный раствор бикарбоната магния с концентрацией 38 г/л при карбонизации под давлением углекислого газа 0,2 МПа в течение 30 мин.

По сравнению с прототипом существенным отличием предлагаемого способа является отсутствие необходимости применения повышенного давления газа CO2, что значительно упрощает технологию получения раствора бикарбоната магния.

Пример.

Для приготовления водного раствора бикарбоната магния использовали тонкоизмельченную до удельной поверхности 280-350 м2/г гидромагнезитовую породу Халиловского месторождения следующего химического состава, мас. %: MgO 43,32, SiO2 9,86, Al2O3 0,69, СаО 0,52, Fe2O3 1,17, MnO 0,03, Δmпр 45,33. Породу прокаливали в муфельной печи при температуре 400°C с выдержкой 1 час. При этой температуре получили дегидратированный высокоактивный гидромагнезит по реакции (1). В автоклав периодического действия емкостью 5 литров, снабженный перемешивающим устройством с числом оборотов 4,0-6,0 мин-1, загрузили воду с температурой 20°C и прокаленный порошок гидромагнезитовой породы в соотношении 10 г порошка на 1 л воды. Автоклав герметично закрыли, подключили перемешивающее устройство для перевода твердых частиц во взвешенное состояние и их репульпирования водой. При этом частицы прокаленного гидромагнезита начинают взаимодействовать с водой. После перешивания суспензии в течение 30 сек, в автоклав из баллона подали углекислый газ под давлением 0,2 МПа. Процесс карбонизации проводили в течение 30 мин при непрерывном перемешивании. После завершения процесса карбонизации прекратили подачу газа CO2, открыли автоклав, водный раствор бикарбоната перелили в приемные емкости.

Концентрация приготовленного водного раствора бикарбоната магния, определенная титриметрическим способом, по бикарбонат иону составила 3512 мг/л (3,5 г/л), Mg2+ - 227 мг/л. Концентрация раствора по методу выпаривания составила 38 г/л. При хранении при нормальных условиях данный раствор практически не меняет концентрацию.

Получаемый таким образом водный раствор бикарбоната магния можно использовать в качестве жидкости затворения при получении водостойкого магнезиального вяжущего, обладающего высокими эксплуатационными свойствами, в том числе коррозионной стойкостью в агрессивных водных средах.

Способ получения водного раствора бикарбоната магния, включающий карбонизацию водной суспензии магнезиального сырья под давлением углекислого газа в автоклаве с мешалкой, отличающийся тем, что в качестве магнезиального сырья используют предварительно прокаленную при 400°С гидромагнезитовую породу, а карбонизацию проводят при давлении углекислого газа 0,2 МПа в течение 30 мин.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 21-30 of 255 items.
20.05.2016
№216.015.3e39

Способ определения статических характеристик нагрузки по напряжению

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для определения статических характеристик нагрузки по напряжению. Способ заключается в том, что в узле нагрузки производят последовательные изменения напряжения, измеряют напряжение и мощность и переводят измеренные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584338
Дата охранного документа: 20.05.2016
20.05.2016
№216.015.3e67

Способ управления подводным объектом

Изобретение относится к способу управления подводным объектом. Для перемещения подводного объекта по вертикали со стороны судна изменяют длину первой из двух частей механической связи между объектом и судном, поддерживая усилие, равное весу подводного объекта в воде, осуществляют дополнительное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584351
Дата охранного документа: 20.05.2016
20.05.2016
№216.015.3ef1

Синтез ноль-валентных наночастиц металлов переходной группы с поверхностью, ковалентно модифицированной органическими функциональными группами

Изобретение может быть использовано в неорганической химии. Способ синтеза ноль-валентных наночастиц переходных металлов - железа, или кобальта, или палладия, или марганца, или платины - с ковалентно модифицированной органическими функциональными группами поверхностью включает восстановление...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584288
Дата охранного документа: 20.05.2016
20.05.2016
№216.015.3fba

Устройство для максимальной токовой защиты электроустановок

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат: обеспечение регулирования уставок срабатывания защит в отсеках ячеек комплектных распределительных устройств напряжением 6-10 кВ. Устройство для максимальной токовой защиты электроустановок содержит три устройства для крепления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584548
Дата охранного документа: 20.05.2016
20.05.2016
№216.015.3ff9

Способ прогнозирования износостойкости твердосплавных режущих инструментов

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации. Сущность: осуществляют проведение испытания на изменение величины...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584339
Дата охранного документа: 20.05.2016
20.05.2016
№216.015.41a0

Способ прогнозирования износостойкости твердосплавных режущих инструментов

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации. Сущность: осуществляют проведение испытания на изменение величины...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584275
Дата охранного документа: 20.05.2016
27.05.2016
№216.015.420a

Устройство для определения амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик токовых шунтов

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для контроля и определения динамических метрологических характеристик при производстве и эксплуатации токовых шунтов. Устройство для определения амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик токовых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585326
Дата охранного документа: 27.05.2016
27.05.2016
№216.015.4276

Однофазный асинхронный электродвигатель

Изобретение относится к электротехнике, а именно к однофазным асинхронным электродвигателям с пусковой обмоткой, и может быть использовано при создании электрических машин для бытовой техники и электроинструмента. Технический результат: повышение пускового момента однофазного асинхронного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585280
Дата охранного документа: 27.05.2016
27.05.2016
№216.015.4294

Устройство для очистки плазменного потока дуговых испарителей от микрокапельной фракции

Изобретение относится к плазменным технологиям нанесения пленочных покрытий и может быть использовано в электронной, инструментальной, оптической, машиностроительной и других отраслях промышленности. Устройство содержит жалюзийную систему, выполненную в виде набора электродов, перекрывающих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585243
Дата охранного документа: 27.05.2016
10.06.2016
№216.015.46bc

Способ измерения коэффициентов диффузии водорода в титане

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения коэффициентов диффузии водорода в различных конструкционных материалах на основе титана, используемых в космической и атомной технике, в изделиях, подвергаемых наводороживанию в процессе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586960
Дата охранного документа: 10.06.2016
Showing 11-15 of 15 items.
09.06.2018
№218.016.5af5

Состав шихты для получения вспененного теплоизоляционного материала

Изобретение относится к производству теплоизоляционных материалов. Шихта для получения вспененного теплоизоляционного материала содержит, мас.%: аморфную кремнеземистую породу 50-52, гидроксид натрия 14-16, прокаленную доломитовую муку 4-6, воду 26-28. Технический результат – повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655499
Дата охранного документа: 28.05.2018
16.06.2018
№218.016.63ae

Способ получения вспененного теплоизоляционного материала

Изобретение относится к производству теплоизоляционных материалов с жесткой структурой. При приготовлении шихты сначала синтезируют первичный гидросиликат натрия с силикатным модулем 2,7-3,3 при смешении сухого гидроксида натрия с частью аморфной кремнеземистой породы и горячей водой,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657577
Дата охранного документа: 14.06.2018
30.08.2018
№218.016.8162

Сырьевая смесь для изготовления керамзита

Изобретение относится к производству пористых заполнителей из глинистого сырья для легкого бетона. Сырьевая смесь для изготовления керамзита содержит, мас.%: кирпичную глину 80 - 85, железосодержащие отходы станций обезжелезивания подземных вод, представляющие из себя гелеобразный золь,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665334
Дата охранного документа: 29.08.2018
14.03.2019
№219.016.df7c

Магнезиальное вяжущее

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для получения магнезиального цемента и различных изделий на его основе. Магнезиальное вяжущее содержит 90-95 мас. % порошка каустического магнезита, полученного или из кристаллического/аморфного магнезита, или из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002681746
Дата охранного документа: 12.03.2019
06.10.2019
№219.017.d2f2

Гранулированное комплексное удобрение и способ его получения

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Гранулированное комплексное удобрение состоит из гранул носителя и активного наполнителя, причем гранулы носителя изготовлены из гидросиликата кальция CaO⋅SiO⋅HO с размером 1-3 мм и развитой внутренней поверхностью до 300 м/г, в качестве активного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002702189
Дата охранного документа: 04.10.2019
+ добавить свой РИД