Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия «Материалы. Конструкции. Технологии»
Оптимизация технологических режимов синтезирования аморфного диоксида кремния из диатомита
Опубликована: 2018-04-23
Выпуск
Раздел
МАТЕРИАЛЫ
  • В. П. Селяев Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва (г. Саранск)
  • Л. И. Куприяшкина Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва (г. Саранск)
  • Е. Л. Кечуткина Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва (г. Саранск)
  • А. О. Горенков Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва (г. Саранск)

Аннотация

Аморфный диоксид кремния в виде порошков с частицами наноразмерного уровня находит широкое применение в различных отраслях: строительной, медицинской, атомной, авиационной, газовой. Он может быть использован для получения: чистых много- компонентных стекол для световодов; увиолевых стекол для УФ – источников света и световых приборов; высокопрочных, высококачественных бетонов, растворов; теплоизоляционных материалов с теплопроводностью 0,02-0,002 Вт/м·к. Поэтому создание технологии синтеза из доступного сырья микрокремнеземов с высоким содержанием диоксида кремния с частицами наноразмерного уровня является задачей актуальной.
Ведущие мировые производители диоксида кремния для получения чистого качественного продукта используют различные методы: осаждения; карбонизации жидкого стекла; сжигания рисовой шелухи; четыреххлористого кремния; щелочного гидролиза гексафторсиликата алюминия.
В предлагаемой статье разработана математическая модель, позволяющая оптимизировать технологические параметры режима синтеза аморфного диоксида кремня из диатомита. Математическая модель представлена в виде регрессионного уравнения второго порядка, позволяющего описывать зависимость выходных параметров – процентное содержание оксида кремния (??1) и крупность частиц микрокремнезема (??2) – от входных – концентрация водного раствора едкого натра (??1) и температура электролита (??2).
Для определения коэффициентов регрессионного уравнения был реализован D-оптимальный план Кифера-Кона, согласно которому экспериментальные технологические режимы соответствовали координатам точек в вершинах куба, в серединах ребер и в центре двумерных граней.
Статистический анализ экспериментальных данных позволил оценить значимость коэффициентов регрессии (по t-критерию) и адекватность уравнения регрессии (по критерию Фишера).
Установлено влияние температуры и концентрации водного раствора едкого натра на крупность частиц и выход аморфного диоксида кремния. Предложены технологические режимы синтезирования аморфного диоксида кремния из диатомита, которые позволяют получать порошки микрокремнезема с крупностью частиц в диапазоне 87÷187 Нм, содержанием диоксида кремния 98,98 %.

Биографии авторов

В. П. Селяев, Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва (г. Саранск)

академик РААСН, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой строительных конструкций, Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева, г. Саранск, Россия. Область научных интересов – долговечность строительных материалов и конструкций.

Л. И. Куприяшкина, Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва (г. Саранск)

канд. техн. наук, профессор кафедры строительных конструкций, Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева, г. Саранск, Россия. Область научных интересов – эффективные строительные материалы.

Е. Л. Кечуткина, Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва (г. Саранск)

инженер кафедры строительных конструкций, Мордовский государственный университет им Н.П. Огарева, г. Саранск, Россия. Область научных интересов – теплоизоляционные строительные материалы.

А. О. Горенков, Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва (г. Саранск)

магистрант кафедры строительных конструкций, Мордовский государственный университет им Н.П. Огарева, г. Саранск, Россия. Область научных интересов – минеральные наполнители, методы получения.