Способ активации жидкого стекла

 

Изобретение относится к способам производства жидкого стекла для получения силикатных связующих для изготовления форм и стержней в литейном производстве. Сущность изобретения: в жидкое стекло вводят в качестве активирующей добавки раствор серной кислоты плотностью 1,14-1,15 г/см³ с последующим перемешиванием до полного растворения образовавшегося геля кремниевой кислоты. Массовое соотношение жидкого стекла и серной кислоты 60 (5 10). 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к способам производства жидкого стекла для нужд народного хозяйства, в частности для получения силикатных связующих для изготовления форм и стержней в литейном производстве.

Известны способы активации жидкого стекла путем электролитической обработки в диафрагмальном электролизере. Данные способы трудоемки, требуют специального оборудования, мало применимы в условиях литейного производства.

Наиболее близким к заявляемому решению является способ повышения активности жидкого стекла за счет добавки кубовых остатков ректификации сланцевых фенолов на основе двух- и трехатомных алкилфенолов. Недостатком данного способа является введение в состав смеси на основе жидкого стекла органических веществ, повышающих газотворную способность смеси.

Задача изобретения повышение активности жидкого стекла и за счет этого повышение прочностных свойств стержневых и формовочных смесей.

Поставленная задача достигается путем введения в жидкое стекло активирующей добавки раствора серной кислоты плотностью 1,14-1,15 г/см³ с последующим перемешиванием до полного растворения геля кремниевой кислоты.

Выделяющаяся кремниевая кислота сначала выпадает в виде кристаллоида, затем при перемешивании переходит в коллоидную форму, раствор становится гетерогенным, кремниевая кислота связывает ионы Na⁺, освобождая активные связи Si 0. В этой равновесной фазе активность жидкого стекла резко повышается, причем соотношение жидкого стекла и серной кислоты должно соответствовать пределам, мас.ч.

Жидкое стекло 60 Серная кислота (плотность 1,14-1,15) 5-10 При уменьшении добавки серной кислоты значительного увеличения прочности стержневой смеси не наблюдается, увеличение добавки выше верхнего предела приводит к коагуляции жидкого стекла.

Для каждой концентрации серной кислоты и жидкого стекла существует своя равновесная область, за пределами которой коагуляция не происходит.

Для проведения экспериментов использовали жидкое стекло, полученное по технологии, включающей загрузку в автоклав измельченного песка, 17% щелочи NaOH, создание давления 25 атм, при температуре 200^оС и перемешивание в течение 4 ч. Недостатком данного способа является получение жидкого стекла с низким модулем, не позволяющим получить смеси с высокими прочностными свойствами.

В табл. 1 приведены составы связующих с разным содержанием серной кислоты.

На связующих 1-7 были приготовлены составы стержневых смесей с одинаковым содержанием компонентов, мас.

Песок 96 Феррохромовый шлак 4 Связующее 6 (сверх 100%) В табл.2 приведены физико-механические свойства стержневых смесей.

Из табл. 2 следует, что активация жидкого стекла серной кислотой значительно повышает удельную прочность стержневых и формовочных смесей при удовлетворительной влажности и осыпаемости.

Формула изобретения

1. СПОСОБ АКТИВАЦИИ ЖИДКОГО СТЕКЛА, включающий введение активирующей добавки, отличающийся тем, что в качестве активирующей добавки используют раствор серной кислоты плотностью 1,14 1,15 г/см³ с последующим перемешиванием до полного растворения образовавшегося геля кремниевой кислоты.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что серную кислоту и жидкое стекло берут при массовом соотношении жидкое стекло: серная кислота 60 (5 10).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2