硫酸或明矾的含悬浮液,其制备方法和应用

申请号 CN96110336.1 申请日 1996-04-03 公开(公告)号 CN1081607C 公开(公告)日 2002-03-27
申请人 罗纳·布朗克化学公司; 发明人 L·弗劳因; E·普拉特;
摘要 本 发明 涉及沉淀 二 氧 化 硅 、 硫酸 铝 含 水 悬浮液,所述的含水悬浮液的pH低于4,它的干物质含量是10-50%(重量),在静置48小时后含水悬浮液呈凝胶状,所述的凝胶在轻微剪应 力 下是可逆的。本发明还涉及制备这些悬浮液的方法及其应用,尤其是在 水泥 浆、 砂浆 和 混凝土 方面的应用。
权利要求

1.和选自硫酸式硫酸铝、明矾和它们的混合 物的铝化合物的含悬浮液,其特征在于它的pH值低于4,干物质 含量是10-50%(重量),在静置48小时后,所述悬浮液呈凝胶状, 所述凝胶在轻微剪应作用下是可逆的。
2.权利要求1的悬浮液,其特征在于它的pH值低于3.5。
3.权利要求1或2的悬浮液,其特征在于它的二氧化硅含量以 无水二氧化硅表示是1-49%(重量)。
4.权利要求1-3中任一项的悬浮液,其特征在于它的铝化合 物含量以无水铝化合物表示是1-49%(重量)。
5.权利要求1-4中任一项的悬浮液,其特征在于所述铝化合 物是硫酸铝。
6.权利要求1-5中任一项的悬浮液,其特征在于所述二氧化 硅选自二氧化硅烟、沉淀二氧化硅和它们的混合物。
7.权利要求6的悬浮液,其特征在于它含有至少一种沉淀二 氧化硅作为二氧化硅。
8.权利要求6或7的悬浮液,其特征在于所述沉淀二氧化硅 呈基本是球形的小球状,其比表面BET是140-200平方米/克, 比表面CTAB是140-200平方米/克,其孔分布使得由直径为175 -275埃的孔组成的孔体积是至少50%由直径小于或等于400埃 的孔组成的孔体积,其平均尺寸是至少80微米。
9.权利要求6或7的悬浮液,其特征在于所述沉淀二氧化硅 具有:
-比表面CTAB是140-240平方米/克,
-超声解聚集因子FD高于11ml,
-在超声解聚集后平均直径中Φ50低于2.5微米。
10.权利要求6或7的悬浮液,其特征在于所述沉淀二氧化硅 具有:
-比表面CTAB是140-240平方米/克,
-其孔分布使得由直径为175-275埃的孔组成的孔体积是少 于50%由直径小于或等于400埃的孔组成的孔体积,
-超声解聚集因子FD高于5.5ml,
-在超声解聚集后平均直径Φ50低于5微米。
11.权利要求6或7的悬浮液,其特征在于所述沉淀二氧化硅 具有:
-比表面CTAB是100-140平方米/克,
-在超声解聚集后平均直径Φ50低于2.8微米。
12.权利要求6或7的悬浮液,其特征在于所述沉淀二氧化硅 具有:
-比表面CTAB是100-140平方米/克,
-其孔分布使得由直径为175-275埃的孔组成的孔体积是少 于55%由直径小于或等于400埃的孔组成的孔体积,
-在超声解聚集后平均直径Φ50低于4.5微米。
13.权利要求1-12中任一项的悬浮液,其特征在于它在静置 24小时之后呈凝胶状,所述的凝胶在轻微剪应力作用下是可逆的。
14.权利要求1-13中任一项的悬浮液,其特征在于它在静置 2小时之后呈凝胶状,所述凝胶在轻微剪应力下作用是可逆的。
15.权利要求1-14中任一项的悬浮液,其特征在于它在静置 24小时之后呈凝胶状,所述凝胶在1S-1剪应力下1分钟测定的 粘度V1高于0.6Pa·s。
16.权利要求1-15中任一项的悬浮液,其特征在于所述凝胶 是这样的:在500S-1剪应力下1分钟使凝胶转变成在50S-1剪 应力下1分钟测定的粘度Vr为至多0.35Pa·S的悬浮液。
17.权利要求1-16中任一项的悬浮液,其特征在于所述二氧 化硅是细分散的。
18.权利要求1-16中任一项的悬浮液,其特征在于所述二氧 化硅的粒度分布为d10=4-10微米,d50=15-30微米,d90=50-100 微米。
19.权利要求1-18中任一项的悬浮液的制备方法,其特征在 于该方法包括在搅拌下将固体状二氧化硅与铝化合物水溶液混合。
20.权利要求19的方法,其特征在于所述沉淀二氧化硅是权 利要求8-12中任一项所限定的。
21.权利要求1-18中任一项的悬浮液的制备方法,其特征在 于该方法包括在搅拌下将二氧化硅的含水悬浮液与所述的粉末状 铝化合物与任选的水混合。
22.权利要求1-18中任一项的悬浮液的制备方法,其特征在 于该方法包括在搅拌下将二氧化硅含水悬浮液和任选的水与温度 为15-130℃的所述铝化合物溶液混合。
23.权利要求22的方法,其特征在于该方法包括在机械搅拌 下将沉淀法二氧化硅含水悬浮液和任选的水与温度为95-130℃ 的硫酸铝溶液混合。
24.权利要求21-23中任一项的方法,其特征在于所述二氧 化硅含水悬浮液通过固体状二氧化硅在搅拌下悬浮在水中得到。
25.权利要求24的方法,其特征在于所述二氧化硅含水悬浮 液通过沉淀二氧化硅在机械搅拌下被悬浮得到。
26.权利要求24或25的方法,其特征在于在悬浮于水中的步 骤之后,机械打碎所述悬浮液。
27.权利要求26的方法,其特征在于通过加入铝酸钠和酸以 便使悬浮液的pH值保持在6-7并且使铝/二氧化硅重量比是1000 -3300ppm,在完成机械打碎的同时进行化学打碎。
28.权利要求24-27中任一项的方法,其特征在于在悬浮于 水中的步骤或打碎步骤之后,对悬浮液进行湿磨细或超声解聚集。
29.权利要求21-23中任一项的方法,其特征在于所述二氧 化硅含水悬浮液是沉淀二氧化硅含水悬浮液,它通过机械打碎由二 氧化硅沉淀反应所得到的滤饼制成。
30.权利要求29的方法,其特征在于所述滤饼通过包括下述 步骤的方法得到: (A)通过碱金属M硅酸盐与酸化剂作用完成的二氧化硅沉淀反应, 其中
①制备起始槽底液,它含有参加反应的碱金属M硅酸盐总量中 的至少一部分以及电解质,在所述起始槽底液中以二氧化硅表示的 硅酸盐的浓度低于100克/升,在所述起始槽底液中电解质的浓度 低于17克/升,
②在所述槽底液中加入酸化剂,直至反应介质的pH值达到至 少约为7为止,
③在反应介质中加入酸化剂,必要时同时加入残余量碱金属M 硅酸盐, (B)过滤反应混合物,以便回收其中干物质含量是8-40%(重 量)的滤饼。
31.权利要求29的方法,其特征在于所述滤饼通过包括下述 步骤的方法得到: (A)通过碱金属M硅酸盐与酸化剂作用完成的二氧化硅沉淀反应, 其中
①制备起始槽底液,它含有参加反应的碱金属M硅酸盐总量中 的一部分,在所述起始槽底液中以二氧化硅表示的硅酸盐的浓度低 于20克/升,
②在所述起始槽底液中加入酸化剂,直至在所述起始槽底液中 至少5%M2O量被中和为止,
③在反应介质中同时加入酸化剂和残余量碱金属M硅酸盐,以 便使所加入的以二氧化硅表示的硅酸盐数量/在起始槽底液中以 SiO2表示的硅酸盐量之比高于4,至多是100, (B)过滤反应混合物,以便回收其中干物质含量是8-40%(重 量)的滤饼。
32.权利要求30或31的方法,其特征在于采用加压过滤进行 阶段(B)的过滤。
33.权利要求29-32中任一项的方法,其特征在于通过加入 铝酸钠和一种酸以便使悬浮液的pH值保持在6-7并且使铝/二氧 化硅重量比是1000-3300ppm,在完成机械打碎的同时进行化学打 碎。
34.权利要求29-33中任一项的方法,其特征在于在打碎步 骤之后对所述悬浮液进行湿磨细或超声解聚集。
35.权利要求34的方法,其特征在于所述沉淀二氧化硅含水 悬浮液是这样的,在所述湿磨细或超声解聚集之后,干物质的含量 是10-40%(重量),在50S-1剪应力下1分钟测定的粘度低于 4×10-2Pa·S,以7500转/分离心分离所述悬浮液达30分钟之后得 到的上清液中所含的二氧化硅量为悬浮液中含有的二氧化硅重量 的50%以上。
36.权利要求1-18中任一项的或按照权利要求19-35中任 一项的方法制备的悬浮液在制备纸浆或用于水处理方面的用途。
37.权利要求1-18中任一项的或按照权利要求19-35中任 一项的方法制备的悬浮液在制备水泥浆、砂浆混凝土方面的用 途。
38.权利要求1-18中任一项的或按照权利要求19-35中任 一项的方法制备的悬浮液在制备用于加固油井的水泥浆、砂浆或混 凝土方面的用途。

说明书全文

发明涉及,具体地是沉淀二氧化硅,和化合物,具 体地是硫酸铝的含悬浮液,及其制备方法。

本发明还涉及应用,具体地是在以水泥和水,砂浆混凝土为 主要组分的水泥浆方面的应用。

在很多方面,特别是造纸和混凝土工业中都使用二氧化硅含水 悬浮液。 

对于这些不同的应用来说,尤其是在混凝土方面的应用,都对 具有高的干物质含量的悬浮液感兴趣。然而,这样的悬浮液还具有 过高的粘度,这尤其使得送困难,因此,降低了工业应用的可 能性。

此外,这些悬浮液,特别是高粒度的二氧化硅悬浮液,在储存过 程中有沉积或倾析的趋势。事实上经常观察到,在储存几天之后, 在缺少干物质的流体浆上生成一层很硬的层。这时往往不可能将 二氧化硅再制成悬浮液或得到容易泵送,因此在工业上可使用的均 匀、足够低粘度的浆体。

本发明的具体目的是提出新的含二氧化硅的含水悬浮液,所述 的二氧化硅没有上述缺陷

于是,本发明的基本内容在于含二氧化硅,优选地是沉淀二氧 化硅的含水悬浮液(或浆体),这种悬浮液在静置时具有生成凝胶的 能,这就避免了在储存过程中产品的沉积或倾析,从而保证该悬 浮液在数星期,甚至数月都是稳定的,即在这样的期限里悬浮液基 本上保持其均匀性。所生成的凝胶在低应力下还是完全可逆的:这 样,在低剪切(应)力或搅拌下,所述的凝胶转变成均匀、低粘度,因 此易于泵送的悬浮液。 

本发明的悬浮液是二氧化硅和铝化合物的含水悬浮液,所述的 铝化合物选自于硫酸铝、式硫酸铝、明矾和它们的混合物,其特 征在于所述的悬浮液的pH小于4,而干物质的含量是10-50%(重量 ),其特征还在于在静置48小时之后,所述的悬浮液呈凝胶状,所述 的凝胶在低剪应力下是可逆的。

本发明悬浮液中干物质含量是10-50%(重量),优选地是15 -45%(重量)。例如,所述的含量是20-40%(重量)。

本发明的悬浮液具有的pH(根据ISO 787/9标准测定的(在水 中5%悬浮液的pH)低于4,优选地低于3.5,例如低于3。这个pH一般 还至少是2,尤其是至少为2.2。

所述的悬浮液有利地含有的二氧化硅含量(以无水二氧化硅表 示)是1-49%(重量),优选地是3-35(重量)。这个含量可以是5-30 %(重量),尤其是8-20%(重量)。

所述的悬浮液有利地含有铝化合物含量(以无水铝化合物表示 )是1-49%(重量),优选地是3-40(重量)。这个含量可以是5-35% (重量),尤其是10-30%(重量)。 量是11-20%(重量)和/或铝化合物含量(以无水铝化合物表示) 是21-30%(重量)。

在本发明悬浮液中含有的铝化合物选自硫酸铝,明矾和它们 的混合物。

关于明矾,人们可以理解为通式是MAI(SO4)2.12H2O(其 中例如M=锂、钠或)的硫酸铝与碱金属硫酸盐的复合物。铵或 一价铊也可以与硫酸铝生成明矾。

更有利地,铝化合物是硫酸铝。

所述的硫酸铝可以来自无水硫酸铝(Al2(SO4)3)或水合 硫酸铝(具体地,化学式是Al2(SO4)3·14H2O或 Al2(SO4)3.18H2O)。

还可能涉及选自例如下述化学式的碱式硫酸铝:

[AlA(OH)B(SO4)C(H2O)E]nn是正整数 A等于1, B是0.75-2, C是0.5-1.12, 当硫酸盐是固体时,E是1.5-4,当硫酸盐呈水溶液时,E大于4, 以及B+2C=3。例如可能涉及在US-A-4 877 597中描述的碱式 硫酸铝。

还可能涉及选自例如下述化学式的碱式硫酸铝:

              AlA(OH)B(SO4)C(SiOX)D(H2O)EA等于1, B是0.75-2, C是0.3-1.12, D是0.005-0.1, 2<X≤4, 当硫酸盐是固体时,E是1.5-4,当硫酸盐呈水溶液时,E高于4, 以及3=B+2C+2D(X-2)。例如可能涉及在US-A-4 981 675中 描述的碱式硫酸铝。

如果本发明悬浮液中含有的二氧化硅可以具体地选自二氧 化硅烟、沉淀二氧化硅、主要含二氧化硅的二氧化硅的化合物, 它们选自于硅铝酸盐,例如由Rhone-Poulenc公司销售的 Tixosil28,蒙脱石或蒙脱石类型的镁的硅酸盐和它们的混合物, 优选地使用至少一种沉淀二氧化硅作为二氧化硅。

关于沉淀二氧化硅,在这里应理解为由碱金属硅酸盐与酸 (一般是无机酸)在沉淀介质的适宜pH值,具体地碱性、中性或 略带酸性的pH条件下进行反应,由沉淀所得到的二氧化硅;制 备二氧化硅的方式可以是任意的(将酸加入硅酸盐槽底液中, 将全部或部分酸或硅酸盐同时加入到水或硅酸盐溶液的槽底 液中等),这种操作方式依据所希望得到的二氧化硅类型进行 选择;从沉淀步骤出来,一般按照任何已知的方法进行二氧化 硅与反应介质的分离步骤,例如压滤或真空过滤;这样回收到 滤饼,如有必要应洗涤滤饼;这种滤饼或许在打碎后采用任 何已知的方法进行干燥,具体地采用雾化干燥,然后或许磨 许在打碎后采用任何已知的方法进行干燥,具体地采用雾化干燥, 然后或许磨细和/或粘结(团聚)。    

在下面的说明书中,比表面BET是采用下述方法测定的:在“ The journal of the American Chemical Society,Vol 60,p.309,2,1938”中描述的BRUNAUER-EMMET-TELLER方法,这 种方法相应于NFT 45007标准(1987,11)。

比表面CTAB是根据标准NFT 45007(1987,11)(5.12)测定外表 面。

最后可明确指出:所给出的孔体积是采用汞孔隙仪测定的,孔 的直径是由WASHBURN关系式,以及θ接触等于130°和γ表面张 力等于484达因/厘米计算出来的(MICROMERITICS 9300孔隙仪)。

本发明悬浮液中可利用二氧化硅的较好分散和解聚集能力可 以用特定的解聚集试验进行定量测定。

解聚集试验是根据下述方案进行的: 

通过对预先用声波解聚集的二氧化硅悬浮液进行粒度测定( 采用激光衍射)可以了解聚结体的粘着;这样测定了二氧化硅的解 聚集能力(0.1至几十微米的物体断裂)。采用配备了直径19毫米探 测器的VIBRACELL BIOBLOCK sonificateur(600W)进行超声解聚 集。粒度测定是在SYMPATEC粒度计上用激光衍射进行的。

在制丸机中(高6厘米,直径4厘米)称量2克二氧化硅,并用交换 水将其补充到50克:这时采用磁搅拌2分钟制成均匀的4%二氧化硅 的含水悬浮液。然后,如下述那样进行超声解聚集:将探测器浸没 长度达4厘米,调节其功率以便使表度盘指针偏转指示20%(这相应 于探测头发出的能量为120瓦/平方厘米)。进行解聚集420秒钟。 然后,在往粒度测定槽中加入已知体积(以毫升表示)的均匀悬浮液 后进行粒度测定。

所得到的平均直径值Φ50是:二氧化硅的解聚集能力越高其 值越低。还测定了其比(10×加入的悬浮液体积(以毫升计)/采用粒 度测定法测定的悬浮液的光密度(这个光密度是20数量级)。这个 比是细粒比例的标号,即采用粒度测定法未测定到的小于0.1微米 微粒的比例。这个比例称之超声波解聚集因子(FD),其数值随着二 氧化硅解聚集能力升高而增长。

在本发明的悬浮液中,优选地含有的沉淀二氧化硅一般地具有 比表面CTAB为50-250平方米/克,尤其是100-240平方米/克。

本发明的悬浮液有利地含有沉淀二氧化硅,它们具有非常好的 分散能力和解聚集能力。

这时可以使用比如在EP 0520862专利申请中描述的沉淀二 氧化硅。具体地,这种沉淀二氧化硅(S1)优选地呈基本是球形的小 球状,它的比表面BET为140-200平方米/克,比表面CTAB为 140-200平方米/克,其孔分布使得由直径为175-275埃的孔构成 的孔体积是至少50%,例如至少60%由直径小于或等于400埃的 孔所构成的孔体积(优选地,平均尺寸至少为80微米,例如至少100 微米)。这些小球具有的超声解聚集因子(FD)高于5.5ml,平均直 径(Φ50)在超声解聚集后低于5微米。

还可以使用一般呈粉末、颗粒或基本是球形的小球状的沉淀二 氧化硅作为具有极好分散和解聚集能力的二氧化硅,它们选自:

·沉淀二氧化硅(S2)它具有:    

-比表面CTAB为140-240米2/克,

-超声解聚集因子(FD)高于11ml,例如高于12.5ml,

-在超声解聚集后的平均直径(Φ50)低于2,5微米,特别是低 于2.4微米,例如低于2.0微米;

·沉淀二氧化硅(S3)它具有:

-比表面CTAB为140-240米2/克,

-比如由直径175-275埃的孔所构成的孔体积的孔分布是,不 到50%,例如不到40%的孔体积由直径低于或等于400埃的孔构成,

-超声解聚集因子(FD)高于5.5ml,

-平均直径(Φ50)在超声解聚集后低于5微米;

·沉淀二氧化硅(S4)它具有:

-比表面CTAB为100-140米2/克,  

-平均直径(Φ50)在超声解聚集后低于2.8微米,尤其是低 于2.7微米,例如低于2.5微米,

-一般地,超声解聚集因子(FD)高于3.0ml;

·沉淀二氧化硅(S5)它具有:

-比表面CTAB为100-140米2/克,

-比如由直径为175-275埃的孔所构成的孔体积的孔分布是 ,55%以下,优选地50%以下,例如40%以下的孔体积是由直径低于 或等于400埃的孔构成的,

-平均直径(Φ50)在超声解聚集后低于4.5微米,特别是低于4 微米,例如低于3.8微米, 微米,例如低于3.8微米,

-一般地,超声解聚集因子(FD)高于3.0ml。

在本发明悬浮液中含有的二氧化硅,特别是沉淀二氧化硅可以 是细分散的,在磨碎(例如湿磨碎)或超声解聚集之后尤为如此。

然而,使用铝化合物,具体是硫酸铝,还能使不很细的,相反地 具有粗粒度的二氧化硅悬浮液稳定,所述的粒度具体如d10为 4-10微米,d50为15-30微米,d90为50-100微米。d10表示使 得10%二氧化硅颗粒总量具有较小直径的粒径;同样地,d50(分别 地,d90)表示使得50%(分别地90%)二氧化硅颗粒总量具有较小 直径的粒径。这些粒度测定最好是在粒度计CILAS上用激光衍射进 行。值得指出的是,这样的二氧化硅悬浮液在不加铝化合物的条件 下,在储存不到一星期之后倾析并导致生成沉淀,这种沉淀不容易 再分散,机械搅拌尤其不易将其再分散。

本发明悬浮液的一个重要特征是在静置后生成凝胶的能力;这 就避免了在储存过程中出现沉降或倾析的现象,从而保证悬浮液在 数星期或者甚至数月(具体地至少3个月)都是稳定的;在这样的期 限内悬浮液基本上保持其均匀性。 于是,根据本发明,悬浮液在静置48小时之后,优选地已经在静置 24小时之后,甚至在静置仅仅2小时之后呈凝胶状,这种凝胶在轻 微的剪应力作用下是可逆的。

优选地,悬浮液在静置24小时后呈凝胶状,这种凝胶在剪应力 1S-1下1分钟所测定的粘度(V1)高于0.6Pa·S,优选地高于 1.5Pa·S,尤其高于2.0Pa.S(一般地低于25Pa·S)。 在CONTRAVES的RHOMAT Z115流变仪MS125或MS145测量室中加 入所述的凝胶;施加剪应力500S-1达1分钟(以500转/分搅拌),以 便破坏所述的凝胶;然后在24小时再生成凝胶,同时注意用一层密 封塑料膜覆盖所述的测量室,以便防止凝胶可能的脱水;在24小时 之后,可以进行下述的操作:

-在受到剪应力为1S-1达1分钟后进行粘度测定(V1);其测定 值随悬浮液形成凝胶趋势越强而越高;

-然后在受到剪应力为50S-1达1分钟后进行另外的粘度测定 (V2);其测定值随凝胶越脆而越低;本发明悬浮液一般具有的粘度 V2是0.05-0.4Pa.s;

-最后,在受到剪应力为500S-1达1分钟后进行另外的粘度测 定(V3);其测定值随悬浮液泵送能力越高而越低;本发明悬浮液一 般具有的粘度V3为0.03-0.35Pa.s。

本发明悬浮液所呈凝胶形式的凝胶,在静置48小时后(优选地 已经在静置24小时后,甚至在静置仅仅2小时后),在低应力下是可 逆的:这样,它在低剪应力作用下转变成均匀、低粘度的,因此是很 容易泵送的悬浮液;尤其是,所述的凝胶是这样的:在500 So-1剪应 力下1分钟使凝胶转变成在剪应力50 S-1下1分钟测定的粘度(Vr )为至多0.35Pa.s,优选地至多0.30Pa.s,例如至多0.25Pa.s的悬浮 液。

测定这种粘度(Vr)的操作方式如下。

在CONTRAVES的RHEOMAT Z115流变仪MS125或MS145测量 室中加入所述的凝胶;施加剪应力500 S-1达1分钟,以便破坏所述 的凝胶;然后在施加剪应力50S-1达1分钟后测定所得到的产品的 粘度(Vr)。

值得指出的是,不使用表面活性剂,如阴离子、阳离子、两性 的或非离子的表面活性剂,就可以得到本发明悬浮液的特性和性质 。这样,优选地而非强制地,含水悬浮液(A)不含有表面活性剂。

本发明还有一个目的在于上述悬浮液的制备方法。

本发明悬浮液或许可以采用包括下述步骤的方法制备:在搅拌 (特别是机械搅拌)下将铝化合物的水溶液,具体是硫酸铝水溶液与 主要含二氧化硅的二氧化硅化合物,和优选地与如上所述的沉淀二 氧化硅进行混合,所述的沉淀二氧化硅呈粉末、颗粒或基本是球形 的小球状,优选地是S1至S5沉淀二氧化硅。

本发明悬浮液还可以采用下述的方法制备:该方法包括在搅拌 下让二氧化硅的含水悬浮液与所述的呈粉末状的铝化合物,或许还 有水进行混合。任何类型的二氧化硅含水悬浮液都可以使用,如沉 淀二氧化硅含水悬浮液,通常称之二氧化硅溶胶的二氧化硅胶体悬 浮液,这种胶体悬浮液例如可以通过在离子交换树脂上过滤硅酸钠 得到,或者主要含有如上面定义的二氧化硅的二氧化硅化合物的含 水悬浮液。

具体地,这种方法包括,在沉淀二氧化硅含水悬浮液中,在机械 搅拌下,加入例如无水的或优选地水合的粉末硫酸铝,或许还加入 水,然后继续搅拌所得到的混合物。

最后,可以采用如下方法制备本发明悬浮液:该方法包括在搅 拌下,让二氧化硅含水悬浮液,或许还有水,与所述的铝化合物溶液 混合,其后者的温度为15-130℃。具体地,这种方法包括在机械搅 拌下将沉淀二氧化硅含水悬浮液,或许还有水,与硫酸铝(无水或优 选地水合的)溶液混合,其溶液的温度是15-30℃,或优选地95-130℃ (具体地是在这个温度下在其结晶水中熔化的水合硫酸铝),特别是 100-120℃。

在使用二氧化硅含水悬浮液的制备方法中,这种悬浮液或许可 以通过搅拌(具有地是机械搅拌)使固体状的二氧化硅,尤其是S1至 S5的沉淀二氧化硅悬浮在水中得到。  

在使其二氧化硅悬浮在水中的这个步骤之后,可以机械打碎悬 浮液。在打碎机/混合器中进行这种机械打碎(或反絮凝作用)。一 般地联合进行化学打碎与机械打碎,在打碎机/混合器中加入铝酸 钠,优选地,一般同时还加入酸(具体地如硫酸之类的无机酸),以便 使悬浮液的pH仍是6-7,Al/SiO2重量比是1000-3300ppm。一旦加完 所述的物质,或许可以继续机械打碎。

在打碎步骤或在水中制备悬浮液的步骤之后(如不使用打碎步 骤的话),可以进行湿磨碎或对所得到的悬浮液超声解聚集。

可以让悬浮液通过胶体磨类型的磨碎机或球磨机进行湿磨碎。

可以用高功率超声波探测器让悬浮液受到超声波(超声作用) 作用而进行超声解聚集。

然而,非常优选地,通过使用沉淀二氧化硅含水悬浮液的方法 可以制备本发明悬浮液,所述的含水悬浮液是通过机械打碎(具体 地是在打碎机/混合器中)来自于二氧化硅沉淀反应的滤饼得到的, 其反应具体是让碱金属M硅酸盐与酸化剂进行作用。

酸化剂和硅酸盐是以其本身为人们所清楚知道的方式进行选 择的。

一般地,使用诸如硫酸、硝酸盐酸之类的强无机酸,或诸如 乙酸、甲酸酸之类的有机酸作为酸化剂。

酸化剂可以是稀的或浓的;其当量可以是0.4-36N,例如0.6- 1.5N。

具体地,在酸化剂是硫酸的情况下,其浓度优选是40-180克/升, 例如60-130克/升。

另外,可以使用任何现有形式的硅酸盐作为硅酸盐,例如偏 硅酸盐、焦硅酸盐,有利地是碱金属M硅酸盐,其中M是钠或钾。

碱金属M硅酸盐的常用浓度(以SiO2表示)是40-330克/升,例如 60-300克/升,尤其是60-250克/升。

一般地,使用硫酸作为酸化剂,硅酸钠作为硅酸盐。

在使用硅酸钠的情况下,它一般具有SiO2/Na2O的摩尔比是2-4, 更优选地是3.0-3.7。

根据本发明第一种有利的实施方式,可采用包括下述步骤的方 法得到滤饼: (A)碱金属M硅酸盐与酸化剂作用的二氧化硅沉淀反应,对于该反 应:

①制备起始槽底液,它含有参入反应的碱金属M硅酸盐总量中 的至少一部分以及电解质,在所述的起始槽底液中硅酸盐浓度(以 二氧化硅表示)低于100克/升,在所述的起始槽底液中电解质浓度 低于17克/升。

②在所述的槽底液中加入酸化剂,直至反应介质的pH值达到至 少约为7,

③在反应介质中加入酸化剂,必要时同时加入所述量的碱金属 M硅酸盐, (B)过滤反应混合物,以使回收滤饼,所述滤饼的干物质含量是8- 40%(重量)。

在起始槽底液中硅酸盐和电解质的低浓度在这里是重要的条 件。

在这种实施方式中,按如下实施过程更可取。

首先制备槽底液,其底液含硅酸盐以及电解质。槽底液中硅酸 盐的量可以等于参入反应的总量,或者只是这个总量的一部分。

至于电解质,这里在通常可接受的范围内理解这个术语,即它 意味着任何离子或分子物质,当其物质是在溶液中时,它分解或溶 解生成离子或带电荷的颗粒。

具体地,使用碱金属和碱土金属盐组中的一种盐,优选地使用 例如起始硅酸盐的金属M和酸化剂的盐,例如在硅酸钠与硫酸反应 时使用硫酸钠。

根据这种实施方式的主要特征,在起始槽底液中电解质浓度是 (高于0克二氧化硅/升和)低于17克/升,优选地低于14克/升。

根据这种实施方式的其它主要特征,在起始槽底液中电解质浓 度是(高于0克二氧化硅/升和)低于100克二氧化硅/升。优选地这 个浓度低于80克/升,尤其是低于70克/升。

第二步骤在于在上述组成的槽底液中加入酸化剂。

所述酸化剂的加入造成反应介质的pH相应降低,直至其值达到 至少约7,一般地是7-8。

一旦达到这个值,并在起始槽底液中只含一部分参加反应的硅 酸盐总量的情况下,这时有利地是同时加入酸化剂和余下量的硅酸 盐。

确切地说沉淀反应是在加完了全部余下量的硅酸盐时结束。

在沉淀结束时,特别是在加料与沉淀同时完成后,有利的是进 行反应介质的陈化,这种陈化例如可以是5分钟至1小时。

最后,在任何情况下(即在起始槽底液只含一部分参入反应的 硅酸盐总量的情况下,和在起始槽底液含有参入反应的硅酸盐总量 的情况下都一样好),可能是在沉淀之后或许在最后步骤往反应介 质中加入补充量的酸化剂。这种补加酸化剂一般地一直达到反应 介质的pH值是3-6.5,优选地是4-6.5。

反应介质的温度一般是70-98℃。

根据一种实施变例,在恒定温度80-95℃下进行该反应。根据 另外的一种实施变例,反应结束的温度比反应开始的温度更高:这 样,将反应开始的温度优选地保持在70-95℃;然后,在几分钟内将 温度提高到优选地最高达到80-98℃,在这个温度下保持其温度直 至反应结束。

从刚才所描述的操作可得到由二氧化硅泥浆形成的反应介质。

这时,本发明第一种有利的实施方式的阶段(B)在于过滤这种 二氧化硅泥浆,以便回收滤饼,其滤饼的干物质含量是8-40%(重 量)。

过滤可以采用任何适宜的方法进行,例如采用砂过滤、真空旋 转过滤或优选地采用加压过滤。

一般地,由加压过滤得到的滤饼中干物质的含量相当高。

值得指出的是,在本文中前面谈到的沉淀二氧化硅S1可以采用 雾化干燥,优选地采用喷嘴雾化器干燥所得到的滤饼(具体地采用 加压过滤)进行制备,此外,这种滤饼在就要干燥之前的干物质的百 分率至多是24%(重量),(优选地至多23%(重量)),并高于18%(重 量)(优选地至多20%(重量)),所述的滤饼在干燥之前可能要机械 打碎,或许如另外所指出的那样进行化学打碎。

根据本发明第二种有利的实施方式,滤饼是采用包括如下步骤 的方法得到的: (A)碱金属M硅酸盐与酸化剂作用的二氧化硅沉淀反应,对于该反应

①制备起始槽底液,它含有参入反应的碱金属M硅酸盐总量中 的一部分,在所述的起始槽底液中硅酸盐的浓度(以二氧化硅表示) 低于20克/升,

②在所述的起始槽底液中加入酸化剂,直至在所述的起始槽底 液中至少5%的M2O量被中和,

③在反应介质中加入酸化剂和余下量的碱金属M硅酸盐,比如 所加入的硅酸盐量(以二氧化硅表示)/在起始槽底液中的硅酸盐量 (以二氧化硅表示)之比(称之凝固率)高于4,至多是100, (B)过滤反应混合物,以便回收滤饼,所述滤饼的干物质含量是8-40 %(重量)。

在起始槽底液中很低浓度的硅酸盐以及进行同时加料步骤时 的适当凝固率在这里都是重要的条件。

在这种实施方式中,按如下实施过程更可取。

首先制备含硅酸盐的槽底液。起始槽底液中硅酸盐的量有利 地只是参入反应的硅酸盐总量的一部分。

根据这种实施方式的主要特征,在起始槽底液中硅酸盐浓度是 (高于0克二氧化硅/升)低于20克二氧化硅/升。

这个浓度可以至多是11克/升,或许至多是8克/升。

特别是当最后进行过滤是用加压过滤实施时,这个浓度可以至 少是8克/升,特别是10-15克/升。

起始槽底液可能含有电解质。不过,在这种实施方式过程中, 优选地不使用任何电解质;尤其更可取地是起始槽底液不含有电解 质。 

第二个步骤在于在上述组成的槽底液中加入酸化剂。

于是,在这个第二步骤中,在起始槽底液中加入酸化剂,至少达 到5%,优选地是至少50%所述槽底液中的M2O量被中和。

优选地,在这个第二步骤中,在起始槽底液中加入酸化剂,最高 达到至少50-99%所述槽底液中的M2O量被中和。 

一旦达到所要求的被中和M2O量的值,就要同时加(步骤③)酸 化剂和大量的碱金属M硅酸盐,如凝固率高于4并至多为100,凝固率 即是加入的硅酸盐的量(以二氧化硅表示)/在起始槽底液中硅酸盐 的量(以二氧化硅表示)之比。

根据一种实施变例,同时加酸化剂和大量碱金属M硅酸盐,如凝 固率优选地是12-100,更优选地是12-50,特别优选地是13-40。

根据另一个实施变例,同时加入酸化剂和大量碱金属M硅酸盐, 如凝固率更恰当地说高于4,低于12,优选地是5-11.5,更优选地是 7.5-11。一般地当起始槽底液中硅酸盐浓度至少是8克/升,特别是 至少10-15克/升,例如是11-15克/升时才使用这种实施变例。

优选地,在整个步骤③中,所加入的酸化剂的量比如是80-99%, 例如85-97%所加入的M2O量被中和。

在步骤③中,可能的是在反应介质第一个pH阶段(pH1),然后在 反应介质第二个pH值阶段(pH2),如7<pH2<pH1<9同时加入酸化 剂和硅酸盐。

确切地说的沉淀反应是当加入全部余下量的硅酸盐时就结束。

特别在上述加料同时沉淀后使反应介质陈化可能是有利的,这 种陈化例如可能达1-60分钟,优选地是5-30分钟。

最后,在沉淀之后,所希望的是在最后步骤中,特别在可能陈化 之前,在反应介质中加入补充量的酸化剂。这样补加酸化剂一般地 最高达到反应介质的pH值为3-6.5,优选地是4-5.5。这样加酸化剂 尤其能中和在步骤③所加入的全部量的M2O。

在这种加入时的酸化剂一般地是与步骤③时所使用的相同。

反应介质的温度通常是60-98℃。

优选地,在步骤②在其温度为60-96℃的起始槽底液中加入酸 化剂。

根据一种实施变化方式,其反应是在恒定的温度为75-96℃下 进行的。根据另一种实施变化方式,反应结束时的温度比反应开始 时的温度更高:这样,将反应开始时的温度优选地保持在70-96℃, 然后在反应过程中于几分钟升高温度,优选地最高达到80-98℃,即 这个温度一直保持直至其反应结束。

来自于所描述的操作可得到由二氧化硅泥浆生成的反应介质。

本发明该第二种有利实施方式的阶段(B)在于过滤这种二氧化 硅泥浆,以便回收滤饼,其滤饼的干物质含量为8-40%(重量)。

如按照任何适宜的方法进行过滤(例如采用加压过滤、砂过滤 或真空旋转过滤),采用加压过滤有利,例如当起始槽底液中硅酸盐 的浓度是至少8克/升(和低于20克/升),优选地是10-15克/升,更优 选地是11-15克/升时是如此。 

加压过滤得到的滤饼的干物质的含量一般是相当高的。

值得指出的是,在本文前面谈到的S2至S5沉淀二氧化硅可以按 照如下方法制备:采用雾化,优选地采用喷嘴雾化器(一般地,如果 希望得到基本是球形状的颗粒)或采用涡轮雾化器(一般地如果人 们希望得到粉末状颗粒)去干燥所得到的滤饼(一般地,如果人们希 望得到基本是球形的小球状的话,采用加压过滤,或者如果人们希 望得到粉末状的话,采用真空旋转过滤);这种饼可以在干燥前进行 机械打碎,或许如另外所指出的那样进行化学打碎。

当要干燥的滤饼的干物质百分率高于15%(重量)时,优选地采 用喷嘴雾化器进行干燥;当这个比率至多是15%(重量)时,其干燥 优选地用涡轮雾化器进行。

可以让干燥的产品(特别是由干物质百分率至多为15%(重量) 的滤饼得到的产品)经过聚结操作处理(具体地直接压缩、湿法造 粒、挤压或优选地干压实)得到颗粒状的S2至S5沉淀二氧化硅。

由上述两种有利的实施方式得到的本发明悬浮液一般地具有 较好的性质。 

特别地,在本发明的两种有利的实施方式中,必要时滤饼可以 用水洗涤,为了除去沉淀反应时所生成的碱金属M盐尤其是要用水 洗涤。例如,在硅酸钠与硫酸发生作用生成沉淀的情况下,可以在 阶段(B)结束时分离硫酸钠含量低于1.5%(重量)的滤饼。

值得指出的是,为了将干物质的比率提高到8-40%(重量)期望 值,或许要进行滤饼再制浆。所述的再制浆在于在所述的滤饼中加 入足够量的固体状二氧化硅(粉末二氧化硅);尤其是这种二氧化硅 可以采用干燥,具体采用雾化法干燥部分待富集的滤饼而得到。还 可以用有机溶剂进行通常洗涤后的滤饼干燥,得到粉末二氧化硅。

因此,本发明悬浮液优选地是通过利用沉淀二氧化硅的含水悬 浮液的方法制备,这种悬浮液是通过机械打碎二氧化硅滤饼得到的, 有利地是打碎根据上述两种实施方式中的一种方式所得到的滤饼。

可以进行与这种机械打碎配合的化学打碎,例如,在打碎机/混 合器中加入铝酸纳,优选地,一般还同时加酸(具体是如硫酸之类的 无机酸),以便使悬浮液pH仍为6-7,而Al/SiO2的重量比是1000 -3300ppm。一旦要这样加料时,或许可以继续进行机械打碎。

在打碎步骤之后,可以进行湿磨细或悬浮液的超声解聚集。

湿磨细或超声解聚集可以如本文前面所指出的那样进行。

在超声解聚集之前,可以机械搅拌悬浮液。

沉淀二氧化硅含水悬浮液,尤其是根据上述有利的两种实施方 式中的一种方式得到的滤饼并在所述的湿磨细或所述的超声解聚 集之后所制备的沉淀二氧化硅含水悬浮液,例如是干物质含量为 10-40%(重量),在50S-1剪切(应)力下1分钟所测定的粘度低于 0.04Pa.s,优选地低于0.02Pa.s,在所述的悬浮液以7500转/分离心 30分钟后所得到的上清液中含有的二氧化硅量是50%以上,优选地 是60%以上,更优选地是70%以上,甚至是90%以上在悬浮液中含 有的二氧化硅重量(在160℃干燥上清液直至达到物质重量恒定后 所测定的量)。

最后,在制备本发明悬浮液方法中可使用的,并具有上面刚谈 到的特征的另一种沉淀二氧化硅含水悬浮液,或许可以采用由上述 两种有利的实施方式中的一种方式所合成的滤饼转化方法得到,其 方法是:

(a)用有机溶剂洗涤所述的滤饼,并干燥这样洗涤的滤饼,以便 得到粉末状的二氧化硅,

(b)将大量所述粉末状二氧化硅在水中制成悬浮液,如所得到 的沉淀二氧化硅的含水悬浮液中干物质的含量是10-40%(重量)。

用有机溶剂洗涤能除去滤饼孔中存在的水。为此目的所使用 的溶剂优选地是极性溶剂,具体地是乙醇和乙醚,它们可以混合使 用。

具体地,可以进行:

-用乙醇第一次洗涤,

-用乙醇/乙醚混合物(50/50)第二次洗涤,

-用乙醚第三次洗涤。

这样洗涤的滤饼可以例如用环境空气进行干燥。得到的游离 水含量完全可以与用雾化干燥所达到的游离水含量相比。

本干燥类型能够阻止干燥时因毛细现象的力作用而出现的孔 隙崩塌。

这样就得到了很少聚集的二氧化硅(呈粉末状),其孔隙度(用 汞孔隙计测定)比用雾化干燥技术达到的孔隙度高得多。

一般地,当这种二氧化硅在水中再制成悬浮液时,其量如悬浮 液中干物质的含量是10-40%(重量),由这种二氧化硅得到的沉淀 二氧化硅含水悬浮液的粘性,比通常由雾化干燥得到的二氧化硅再 制成悬浮液所具有的粘性小。

本发明悬浮液在静置时以凝胶形式存在,这就能摆脱产品的沉 积或倾析问题,因此保证了其产品在数星期或数月(例如3个月)是 稳定的;至少在这样的期限里这些悬浮液保持其均匀性。此外,所 生成的凝胶在低剪应力下是完全可逆的:在轻微的应力的作用下凝 胶被“打碎”,这时转化成均匀的、低粘度和易于泵送的悬浮液。

具体地本发明的悬浮液可被利用为:

-制备纸浆,尤其作为填料或作为填料保留剂和细纤维

-水的处理

-作为纸、纸板、建筑物的无机胶粘剂的组分。

此外,这些悬浮液在建筑材料方面有特别有意义的应用。  

这样,本发明的悬浮液可以用于制备水泥浆(由水泥和水(或许 是常见的添加剂)组成的拌和水灰浆或组合物),砂浆和混凝土。

事实上,除了它们的可逆凝胶状态外,它们具有的优点主要是 改善了这些水泥组合物的均匀性、粘附和/或粘合(粘性方面)。

同时,它们到期还不降低机械性质:相反地,观察到它们在28天 可得到很高的抗压强度值(一般地在砂浆的情况下至少45MPa),尤 其当使用大量本发明的悬浮液,如所用二氧化硅重量(以无水二氧 化硅表示)是以水泥重量计0.5-5%,尤其0.5-2.5%,所用铝化合物 的重量(以无水铝化合物表示)是,例如以水泥重量计0.2-6%,尤其 是0.2-3%。

它们还有利于冷天气进行混凝土建造。

此外,它们在灰浆、砂浆和喷射混凝土(采用干法或往往采用 湿法的喷射技术,在与喷射嘴相适应的地方添加)方面还带来其它 许多显著的优点(而且,尤其可准时得到良好的机械性质)。

它们在轻微的搅拌下首先得到用通常使用的喷射机械能非常 好地泵送的产品。

本发明的方法,尤其是采用湿法喷射方法的其它优点如下面所 述。

尤其对于使用本发明喷射方法的操作人员来说,卫生和安全条 件得到了改善,因为本发明悬浮液具有很低的刺激性特点。

使用本发明的悬浮液另外还可以减少由于反弹造成的喷射损 失并可得到很厚的喷射层,从而提高了产率。

在所使用的铝化合物的情况下,具体是硫酸铝的量(以无水产 品计)以水泥重量计高于0.5%,优选地是1.5-6%,很好地观察到喷 射层快速凝固,这样例如在喷射后几个小时就能在拱顶下非常安全 地进行工作(尤其在制作结构砂浆或混凝土时的应用)。

在所使用的铝化合物,具有地是硫酸铝(以无水产品表示)的量, 以水泥的重量表示至多是0.5%,水泥组合物触变和可塑特性在喷 射后能保持在0.5小时以上(优选地在2小时)(尤其在制作可墁灰的 混凝土和砂浆时的应用)。

最后,本发明的悬浮液可以用于制备加固石油井用的水泥浆( 由水泥和水(或许是通常的添加剂)构成的拌合水的灰浆或组合物)、 砂浆和混凝土。

下面的实施例说明了本发明而不限制其范围。

事实上,在钻孔之后,将水泥放在安装油井管壁的管子与孔壁 之间,为的是使这个环形空间密封。

水-水泥混合物,例如每1吨水泥为400-500升水,它的体积相应 于全部或部分钻孔-铺设管件的环形空间,将所述的混合物送到管 道中,然后用泵通过环形空间中的泥浆往后推。

根据水泥放的深度,可以将特定的添加剂加到水泥中,以便调 节水泥的流控特性和机械特性,随深度而变化的温度和压力影响这 些特性。

在某些情况下,尤其是在接近海底区域的情况下,在海底的温 度接近4℃,所述的混合物的凝固时间过长。这时必需改善它们的 硬度以便达到其均匀性。在高凝固温度的情况下,使用硫酸铝含量 (以无水产品表示)以水泥计高于0.5%,优选地1.5-6%(重量)的本 发明悬浮液能达到混合物快速凝固。使用该悬浮液还能在轻微搅 拌下得到非常容易泵送的混合物,这样有利于将它们送到环形空 间。 实施例1

以下述方式制备沉淀二氧化硅滤饼G1。

在配置螺旋桨搅拌系统和夹套加热系统的不锈反应器中,加 入:

·346升水

·7.5公斤硫酸钠(电解质)

·587升硅酸钠水溶液,其二氧化硅/氧化钠的重量比等于3.50, 在20℃的密度等于1.133。

在槽底液中硅酸盐(以二氧化硅表示)的浓度是85克/升。在保 持搅拌的同时,将混合物加热到79℃。然后往混合物中加入386升 在20℃的密度是1.050的稀硫酸,直至pH值达到8(在介质温度下测 定的)。在头25分钟,反应介质的温度是79℃,然后在15分钟内将温 度由79℃升到86℃,再保持在86℃直至反应完了。

一旦pH值达到8,往反应介质中同时加入82升二氧化硅/氧化纳 重量比是3.50、在20℃密度是1.133的硅酸纳水溶液以及131升上 述类型的酸,酸与硅酸盐同时加入,以便反应介质的pH始终等于8± 0.1。在加完全部硅酸盐后,在9分钟里连续加稀酸,以便使反应介 质的pH值达到5.2。这时停止加酸,并保持再搅拌反应浆体达5分钟。

反应的总时间是118分钟。

得到沉淀二氧化硅浆体,其浆体用加压-过滤设备进行过滤和 洗涤,为的是最后回收二氧化硅滤饼G1,它的焙烧损失是78%(因此, 干物质的含量是22%(重量)),硫酸钠的含量是1%(重量)。 实施例2

在CELLIER打碎混合机中,加入4公斤实施例1制备的滤饼G1(加 压过滤得到,干物质含量是22%(重量),硫酸钠的含量是1%(重量)) ,预先升温到60℃。

然后,在反絮凝作用期间,同时加入滤饼,13.1毫升铝酸钠溶液 (它的氧化铝含量是22%(重量),氧化钠含量是18%(重量)(密度:1. 505))和7.47毫升80克/升硫酸溶液(密度:1.505),以便将pH值保持 在6.5。

铝/二氧化硅重量比约为2600ppm。    

进行陈化20分钟,并继续机械反絮凝。

得到的二氧化硅悬浮液G2的特征如下: ·粘度0.06Pa.s(在50S-1剪应力下1分钟测定的); ·粒度如d10=5微米,d50=19微米,d90=60微米。   储存一星期后观察到: ·在储存容器底部生成极其困难甚至不可能再分散的沉淀; ·悬浮液的粘度增加:它的粘度是0.45Pa.s(在50S-1剪应力作用 下1分钟测定的)

实施例3

1公斤实施例2制备的悬浮液G2(在打碎后取出),它的干物质含 量是22%(重量),放到配置RAYNERI机械搅拌器的容器中,搅拌器安 装了浆叶。

在机械搅拌下(浆叶的旋转速度:500转/分钟),在3分钟内往所 述容器中加入220克粉末状水合硫酸铝Al2(SO4)3,14H2O。

继续搅拌15分钟。

得到均匀的悬浮液G3,它具有如下特征:     ·pH                          3.25 ·干物质含量,%(重量)        28.4 ·二氧化硅含量,%(重量)      18.0   (以无水二氧化硅计算) ·硫酸铝的含量,%(重量)      10.4   (以无水硫酸铝计算)

此外,在静置2小时之后,所述的悬浮液结团,因此呈凝胶状。

在储存一星期后,在500S-1剪应力下1分钟,该凝胶转化成均 匀的悬浮液,在50S-1剪应力下1分钟测定的粘度(Vr)是0.25 Pa.s。

这种静置的悬浮液在2小时后再转化成凝胶。

在储存一个月后,在轻微搅拌下(500S-1,1分钟)将这种凝胶 转化成悬浮液,它与储存一星期后由“打碎”凝胶所得到的悬浮液 具有显然相同的特征。 实施例4    

在装有RAYNERI搅拌器(安浆叶)的容器中装入1公斤实施例2制 备的悬浮液G2(在打碎后取出),它的干物质含量是22%(重量),在 机构搅拌下(浆叶的旋转速度:500转/分钟),在3分钟内往所述容器 中加入100克水和880克粉末状水合硫酸铝Al2(SO4)3,14H2O。

继续搅拌15分钟。

得到均匀的悬浮液G4,它具有如下特征: ·pH                       2.6 ·干物质含量,%(重量)     36.7 ·二氧化硅含量,%(重量)   11.1   (以无水二氧化硅计算) ·硫酸铝的含量,%(重量)   25.6   (以无水硫酸铝计算)

此外,在静置2小时后,所述的悬浮液结团,因而呈凝胶状。

该凝胶的粘度为V1,V2,V3(根据说明书中指出的方案测定的) 分别等于1.8Pa.s,0.23Pa.s及0.17Pa.s。

在储存一星期后,在500S-1剪切力下1分钟,该凝胶转化成均 匀的悬浮液,在50S-1剪切力下1分钟测定的粘度(Vr)是0.17. Pa.s。

这种静置的悬浮液在24小时后再转化成凝胶。

在储存一个月后,在轻微搅拌下(500S-1,1分钟)将这种凝胶 转化成悬浮液,它与储存一星期后由“打碎”凝胶所得到的悬浮液 具有显然相同的特征。

实施例5

1公斤实施例2制备的悬浮液G2(打碎后取出),它的干物质含量 是22%(重量),放到配置RAYNERI机械搅拌器的容器中(搅拌器安装 了浆叶)进行机械搅拌(浆叶的旋转速度:500转/分钟,5分钟)。

然后,使用配置直径19毫米探测器的SONIFICATEUR VIBRACELL BIOBLOCK(600W)对所得到的悬浮液进行解聚集。

为此,在400毫升烧杯中加入250毫升这种悬浮液,然后,按如下 进行解聚集:探测器浸在这种悬浮液中达4厘米宽,调节输出功率以 便达到刻度盘的指针偏转到40%(这相应于探测器头发出的能量为 240瓦/平方厘米)。进行解聚集达15分钟。得到的悬浮液G5的特征 是: ·粘度是0.011Pa.s(在500S-1剪应力下,1分钟测定的); ·粒度如d10=1.9微米,d50=5.6微米,d90=13微米; ·干物质含量为22%(重量)。

实施例6

1公斤实施例5制备的悬浮液G5,它的干物质含量是22%(重量), 放到配置RAYNERI机械搅拌器的容器中,搅拌器安装了浆叶。

在机械搅拌下(浆叶的旋转速度:500转/分钟),在3分钟内往所 述容器中加入220克粉末状水合硫酸铝Al2(SO4)3,14H2O。

继续搅拌15分钟。

得到均匀的悬浮液G6,它具有如下特征: ·pH                         3.25 ·干物质含量,%(重量)       28.4 ·二氧化硅含量,%(重量)     18.0   (以无水二氧化硅计算) ·硫酸铝的含量,%(重量)     10.4

(以无水硫酸铝计算)

此外,在静置2小时之后,所述的悬浮液结团,因此呈凝胶状。

在储存一星期后,在500S-1剪应力下1分钟,该凝胶转化成均 匀的悬浮液,在50S-1剪应力下1分钟测定的粘度(Vr)是0.045 Pa.s。

这种静置的悬浮液在2小时后再转化成凝胶。

在储存一个月后,在微搅拌下(500S-11分钟)将这种凝胶转 化成悬浮液,它与储存一星期后由“打碎”凝胶所得到的悬浮液具 有显然相同的特征。

实施例7

将2升实施例2制备的悬浮液G2(打碎后取出)以0.083升/分流 量加入到NETZCH LME1磨碎机槽中,其悬浮液的干物质含量为2%( 重量);用氧化铝小球(直径0.6-1毫米)装填所述槽的装填率是75% ,轴的旋转速度是2000转/分。

由这个湿磨步骤出来而得到的悬浮液的特征在于: ·粘度0.016Pa.s(在剪应力50S-1下1分钟所测定的); ·粒度如d10=1.13微米,d50=2.1微米,d90=5.4微米; ·干物质含量为22%(重量)。

实施例8

1公斤实施例7制备的悬浮液G7(在打碎后取出),它的干物质含 量是22%(重量),放到配置PAYNERI机械搅拌器的容器中,搅拌器安 装了浆叶。

在机械搅拌下(浆叶的旋转速度:500转/分钟),在3分钟内往所 述容器中加入220克粉末状水合硫酸铝Al2(SO4)3,14H2O。

继续搅拌15分钟。

得到均匀的悬浮液G8,它具有如下特征: ·pH                      3.25 ·干物质含量,%(重量)    28.4 ·二氧化硅含量,%(重量)  18.0   (以无水二氧化硅计算) ·硫酸铝的含量,%(重量)  10.4   (以无水硫酸铝计算)

此外,在静置2小时之后,所述的悬浮液结团,因此呈凝胶状。

在储存一星期后,在500S-1剪应力下1分钟,该凝胶转化成均 匀的悬浮液,在50S-1剪应力下1分钟测定的粘度(Vr)是0.08Pa.s。

这种静置的悬浮液在2小时后再转化成凝胶。

在储存一个月后,在轻微搅拌下(500S-1分钟)将这种凝胶转 化成悬浮液,它与储存一星期后由“打碎”凝胶所得到的悬浮液具 有显然相同的特征。

实施例9

1公斤实施例7制备的悬浮液G7,它的干物质含量是22%(重量), 放到配置RAYNERI机械搅拌器的容器中,搅拌器安装了浆叶。

在机械搅拌下(浆叶的旋转速度:500转/分钟),在3分钟内往所 述容器中加入440克粉末状水合硫酸铝Al2(SO4)3,14H2O3

继续搅拌15分钟。

得到均匀的悬浮液G9,它具有如下特征:     ·pH                        3.05 ·干物质含量,%(重量)      32.9 ·二氧化硅含量,%(重量)    15.3   (以无水二氧化硅计算) ·硫酸铝的含量,%(重量)    17.6   (以无水硫酸铝计算)

此外,在静置24小时之后,所述的悬浮液结团,因此呈凝胶状。

这种凝胶具有V1、V2、V3粘度(根据本说明书中所指出的方案 测定的),它们分别是7.27Pa.s、0.20Pa.s和0.075Pa.s。

在储存一星期后,在500S-1剪应力下1分钟,该凝胶转化成均 匀的悬浮液,在50S-1剪应力下1分钟测定的粘度(Vr)是0.11 Pa.s。 

这种静置的悬浮液在24小时后再转化成凝胶。  

在储存一个月后,在轻微搅拌下(500S-11分钟)将这种凝胶 转化成悬浮液,它与储存一星期后由“打碎”凝胶所得到的悬浮液 具有显然相同的特征。

实施例10

1公斤实施例7制备的悬浮液G7,它的干物质含量是22%(重量), 放到配置RAYNERI机械搅拌器的容器中,搅拌器安装了浆叶。

在机构搅拌下(浆叶的旋转速度:500转/分钟),在3分钟内往 所述容器中加入100克水和880克粉末状水合硫酸铝Al2(SO4)3,14H2O。 

继续搅拌15分钟。

得到均匀的悬浮液G10,它具有如下特征: ·pH                              2.6 ·干物质含量,%(重量)            36.7 ·二氧化硅含量,%(重量)          11.1   (以无水二氧化硅计算) ·硫酸铝的含量,%(重量)          25.6       (以无水硫酸铝计算)

此外,在静置24小时之后,所述的悬浮液结团,因此呈凝胶状。

这种凝胶具有V1、V2、V3粘度(根据本说明书中所指出的方 案测定的),它们分别是2.5Pa.s、0.12Pa.s和0.10Pa.s。

在储存一星期后,在500S-1剪应力下1分钟,该凝胶转化成均 匀的悬浮液,在50S-1剪应力下1分钟测定的粘度(Vr)是0.11 Pa.s。

这种静置有悬浮液在24小时后再转化成凝胶。

在储存一个月后,在轻微搅拌下(500S-11分钟)将这种凝胶 转化成悬浮液,它与储存一星期后由“打碎”凝胶所得到的悬浮液 具有显然相同的特征。

实施例11

将1公斤实施例2制备的悬浮液G2,它的干物质含量是22%(重 量),以及100克水加入到在110℃于其结晶水中熔化的880克粉末状 水合硫酸铝Al2(SO4)3,14H2O里。

继续搅拌15分钟。

得到均匀的悬浮液G11,它具有如下特征: ·pH                           2.6 ·干物质含量,%(重量)         36.7 ·二氧化硅含量,%(重量)       11.1   (以无水二氧化硅计算) ·硫酸铝的含量,%(重量)       25.6   (以无水硫酸铝计算)

这种悬浮液具有与悬浮液G4相同的组成。

实施例12

将1公斤实施例2制备的悬浮液G2,它的干物质含量是22%(重 量),以及240克水加入到在110℃于其结晶水中熔化的1020克粉末 状水合硫酸铝Al2(SO4)3,14H2O里。

继续搅拌15分钟。

得到均匀的悬浮液G12,它具有如下特征: ·pH                            2.4 ·干物质含量,%(重量)          35.8 ·二氧化硅含量,%(重量)        9.8   (以无水二氧化硅计算) ·硫酸铝的含量,%(重量)      26.0   (以无水硫酸铝计算)

此外,在静置24小时之后,所述的悬浮液结团,因此呈凝胶状。

这种凝胶具有V1、V2、V3粘度(根据本说明书中所指出的方案 测定的),它们分别是1.0Pa.s、0.12Pa.s和0.09Pa.s。

在储存一星期后,在500S-1剪应力下1分钟,该凝胶转化成均 匀的悬浮液,在50S-1剪应力下1分钟测定的粘度(Vr)是0.09 Pa.s。

在储存一星期后,在500S-1剪应力下1分钟,该凝胶转化成均 匀的悬浮液,在50S-1剪应力下1分钟测定的粘度(Vr)是0.09 Pa.s。

这种静置的悬浮液在24小时后再转化成凝胶。

在储存一个月后,在轻微搅拌下(500S-1,1分钟)将这种凝胶 转化成悬浮液,它与储存一星期后由“打碎”凝胶所得到的悬浮液 具有显然相同的特征。

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