Ультрафильтрация кремнезоля - Мои файлы - Каталог файлов

Диоксид кремния (SiO2) применяют в металлургической промышленности, производстве стекла, керамики, абразивов, бетонных изделий, а также в качестве наполнителя при изготовлении резин и кремнеземистых огнеупоров. В лакокрасочной отрасли он обеспечивает износостойкость и огнезащитные свойства покрытия на его основе, широко используется в производстве эмульсионных красок. Кремнезем применяется в качестве матирующей добавки с целью снижения блеска и придания красящему составу тиксотропных свойств. Кроме того, кремнезем предотвращает выпадение осадка пигмента при хранении продукта, обеспечивает стабилизацию эмульсии, а также возможность нанесения красящих веществ без образования капель. Кремнезем также используется в качестве армирующего наполнителя в производстве каучуков, практически полностью на сегодняшний день заменив углеродную черную сажу. Благодаря сетчатой структуре его можно легко диспергировать путем измельчения на мельницах. Это делает возможным изготовление упругих прочных резиновых изделий, имеющих цвета, отличные от черного. Тонкодисперсный кремнезем является необходимым компонентом для силиконовых эластомеров. Золь кремниевой кислоты (кремнезоль или коллоидный кремнезём) - это коллоидный раствор, состоящий из дисперсионной среды, которой является вода, и дисперсной фазы, представляющей собой мицеллы аморфного кремнезема. Мицеллы кремнезоля, насыщенные молекулами воды, обладают полимерной природой, обладают развитой поверхностью и большим количеством функциональных групп, что обеспечивает высокую реакционную способность и возможность модифицирования поверхности частиц путем адсорбирования различных ионов. Мицеллы кремнезоля представляют собой сферические частицы, насыщенные водой и ионами щелочных металлов. Данный коллоидный раствор характеризуется опалесценцией и характерным белесым цветом. Основным видом кремнезоля, востребованным промышленностью, является щелочной золь, стабилизированный гидроксидом натрия. Коммерческие растворы имеют концентрацию по оксиду кремния до 30 %. Выпускаются кремнезоли, стабилизированные так же ионами аммония, калия. При этом есть марки, на основе щелочного золя, модифицированные оксидом алюминия, железа, хрома, минеральными кислотами. Концентрирование кремнезоля в промышленности производится либо мембранной ультрафильтрацией либо выпариванием. Лидирующие компании-производители кремнезема все больше отдают предпочтение ультрафильтрации по причине меньшей энергоемкости, компактности оборудования и возможности дополнительной очистки кремнезема при диафильтрации концентрата. Благодаря широкому спектру выпускаемых мембран с различным номиналом пор при проведении пилотных работ можно подобрать именно тот номинал пор, который будет обладать требуемой задержкой по мицеллам и эффективно пропускать в фильтрат примесные соединения. Отсутствие турбулизаторов в трубчатых мембранных элементах позволяет проводить процесс концентрирования золя без образования труднопромываемых застойных зон, что положительно сказывается на производительности фильтрующего модуля. Мембранные элементы диапазона «микрофильтрация-ультрафильтрация-нанофильтрация», выполненные из оксида алюминия и титана позволяют проводить концентрирование кремнезема в сильнощелочной и сильнокислотной среде благодаря своей химической инертности. Одновременно с этим, эти же элементы могут быть использованы при разработке процесса при высоких температурах фильтруемой среды – до 80-90 °С. Для концентрирования золя до высоких концентраций, а разными производителями достигаются концентрации до 45 %, в промышленных фильтрационных установках используются мембранные элементы с различными внутренними диаметрами мембранных элементов. В настоящее время промышленно выпускаются мембранные элементы с внутренним диаметром элементов от 2,8 до 8 мм. Для специфических применений, когда есть риск фильтрации потенциально абразивных жидкостей, используются специальные модифицированные мембраны, так называемые, абразивоустойчивые мембраны. Концентрирование оксида титана осуществляется на аналогичном оборудовании, различие в котором диктуется особенностями технологий производства и стабилизацией золей.