3.11.5 Способы и оборудование для растворения силикатной глыбы
Силикатная глыба может растворяться в воде безавтоклавным — открытым способом (при этом возможно растворение кусковой и предварительно измельченной в порошок глыбы с зернами размером 0,5—0,6 мм) и автоклавным способом под давлением.
В производственных условиях практическое применение находит второй способ, который и будет рассмотрен.
Растворение глыбы под давлением может осуществляться в стационарных или во вращающихся автоклавах (силикатных барабанах). Во всех случаях время и полнота растворения зависят от модуля, состава, количества примесей, крупности кусков глыбы, давления, температуры и количества воды, взятой для растворения. Время растворения растет с увеличением модуля, содержания в глыбе примесей и размера кусков глыбы. При одинаковых модуле, крупности, содержании примесей и условиях растворения натриевая глыба растворяется медленнее, чем калиевая или смешанная. На рис. 3.21, 3.22 показаны стационарный и вращающийся автоклавы. Для ускорения процесса растворения глыбы желательно применять смягченную питьевую воду.
Силикатная глыба в стационарных автоклавах может растворяться по различной технологии. Процесс можно вести:
с пуском пара в рабочий объем в течение всего процесса при наличии в автоклаве воды;
с частичным пуском пара в начале процесса для проведения предварительной гидратации и последующим наполнением автоклава водой;
с
автономной подачей пара через глухой
змеевик или наружным обогревом (в этом
случае не исключается возможность
пуска пара в рабочий объем для проведения
гидратации в начале процесса).
Р
исунок
3.21 Стационарный автоклав
При нормальной работе нерастворимый остаток глыбы не превышает 10% от массы загрузки, снижаясь в отдельных случаях до 4—5%. При неблагоприятных условиях, особенно при разварке высокомодульной глыбы и глыбы, имеющей большое содержание примесей, остаток может достигать 20% и более. В качестве средства, облегчающего удаление нерастворившихся остатков, может быть рекомендована их разварка в 30%-ном растворе едкой щелочи. Для облегчения удаления из автоклава остатков нерастворившейся глыбы, а также для частичной фильтрации раствора жидкого стекла автоклав в нижней части оборудуется решеткой, на которую загружается слой шлака толщиной 200—250 мм. Подача пара и слив стекла осуществляются по трубам, имеющим выход в рабочий объем автоклава ниже решетки. Остатки шлаковой подушки удаляются через люки, расположенные на уровне решетки; через эти же люки укладывается слой шлака. При наличии давления в автоклаве выдача готового раствора не представляет трудностей.
Рисунок 3.22 Вращающийся автоклав:
Растворение силикатной глыбы во вращающихся автоклавах ведется с пуском пара в рабочий объем. Пар пускают до тех пор, пока в автоклаве не установится давление, равное давлению в сети, после чего пуск пара прекращают. Рекомендуется загружать автоклав предварительно промытой глыбой в кусках размером не более 50-60 мм.
Независимо от принятого процесса разварки силикатной глыбы контролируются: модуль глыбы, ее чистота (наличие посторонних загрязнений), крупность кусков, количество загружаемой глыбы и воды, плотность раствора в процессе разварки, время разварки, давление пара. Наиболее доступным методом контроля готовности раствора является проверка его плотности по пробам, отбираемым по ходу процесса разварки. При контроле пробы измеряют температуру и плотность раствора; полученное значение плотности приводится к нормальной ' температуре. У растворов калиевых и смешанных калиево-натриевых и натриево-калиевых силикатов часто наблюдается резкое изменение плотности с падением температуры
Обычно разваркой силикатной глыбы заканчивается процесс изготовления растворов жидкого стекла. Однако эти растворы содержат много взвешенных частиц, не обладают стабильными свойствами и сразу после получения не могут использоваться при изготовлении электродов.