Recovery Conditions, Impurity Composition, and Characteristics of Amorphous Silicon Dioxide from Wastes Formed in Rice Production

Table 1. Particle size distribution of rice husk (RH-1) and maximum content of SiO
2
in ash obtained from particles
under the same conditions
ÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÒÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ
Particle size,
³ Weight fraction ³
SiO
2
content
º Particle size, ³ Weight fraction ³ SiO
2
content
nm
³ of particles, % ³
in ash, wt %
º
nm
³ of particles, % ³ in ash, wt %
ÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ×ÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ
0.5
32
³
13.4
³
> 99
º
0.1
30.16
³
10.5
³
< 90
0.25
30.5
³
45.4
³
< 99
º
0.05
30.1
³
5.9
³
< 90
0.16
30.25
³
18.1
³
~90
º
<0.05
³
6.7
³
< 87
ÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÐÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ
Table 2. Schemes of raw material processing and ash yield
ÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ
³
³
³
Ash yield, %
³
³
ÃÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ
Scheme
³ Processing conditions of rice husk and straw ³ Ash color ³
³
³
³
RH
³
RS
ÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ
I
³ Thermolysis at 750oC
³
Black
³
36
344
³
14
328
II
³ Oxidative burning at 750oC
³
Dark
³
11
321
³
7
314
III
³ Extraction with H
2
O, burning
³
Light
³
10
320
³
6
312
IV
³ Burning, leaching with 1 N HCl
³
"
³
10
320
³
6
312
V
³ Extraction with 0.1 N HCl, burning
³
White
³
10
320
³
6
312
VI
³ Threefold extraction with 0.1 N HCl, burning ³
"
³
10
320
³
6
312
VII
³ Extraction with 1 N HCl, burning
³
"
³
9
319
³
6
312
ÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ
EXPERIMENTAL
The objects of study were samples of rice husk
(RH) and rice straw (RS) taken in various regions.
1
The samples of rice husk contained an admixture of
corn and meal (product of corn grinding), which were
fractionated with respect to the particle size (Table 1).
ÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ
1
The samples of rice husk and straw, locality and year of
sampling, and rice strain were as follows: RH-1, Chernigov-
ka, Primorskii Krai, 1995, Dal’nevostochnyi strain; RH-2,
Krasnodar, 1999; RH-3
!RH-6, Krasnodar, 2002, Kuban’-3,
Izumrud, Rapan, and Regul strains, respectively; RH-7, Kiri-
Kili, Astrakhan oblast, 1995; RH-8, Kiliya, Odessa oblast,
Ukraine, 1993; RH-9, Harbin, China, 2000; RH-10, Sheng-
yang, China, 2000; RH-11 Dunin, China, 2001; RH-12, South
Vietnam, 2001; RH-13
!RH-15, Novorossiisk, 2002, Slavyan-
skii, Poltavskii, and Angelinskii KKhP strains, respectively;
RH-16, Novoshakhtinsk, Rostov oblast, 2002; RH-17, Timi-
ryazevskii, Primorskii krai, 2000; Khankaiskii 429 strain;
RH-18, Seoul, South Korea, 2001; RH-19, Taiwan, China,
2003; RS-1
!RS-4, Timiryazevskii, Primorskii Krai, 2001,
Darii-8, Dal’nevostochnyi, Khankaiskii 429, and Khankaiskii
52 strains, respectively; RS-5, the same locality, 2002, Darii-
122 strain (numbering of the samples of raw materials from
rice production wastes is given according to the collection
of the Institute of Chemistry, Far-Eastern Division, Russian
Academy of Sciences).
The proportion of the 0.25
30.05-mm fraction varied
between different batches of raw materials. Prelimi-
nary experiments showed that silica with the highest
purity, containing more than 99% SiO
2
, is recovered
from the husk with a particle size of no less than
0.5 mm (Table 1). In this study, we examined husk
samples with a particle size of 0.5 mm and samples
of straw cut to 10-mm fragments. The samples were
washed with water and dried in air to constant weight.
Weighed portions of raw materials were 60
3100 g in
laboratory experiments and 5
39 kg in a pilot instal-
lation.
To recover SiO
2
, the RH and RS samples were
processed according to various schemes listed in
Table 2 and used in [12, 15
318]. Water-soluble sub-
stances of RH and RS were extracted with hot water
or HCl (analytically pure grade) solution. Thermolysis
of the raw materials was carried out at 750
oC with
deficiency of air or in a helium flow. Oxidative burn-
ing was carried out in two stages. First, a weighed
portion of a raw material was ashed in a quartz cup
on a hot plate to remove volatiles at T < 500
oC, then
the residue was additionally burnt in a laboratory
muffle in air at 750
+ 50oC to constant weight and
analyzed by chemical, spectral (PGS-2 spectrome-
ter), flame atomic absorption (AA-780 device, Nippon
Jharrell Ash, Japan), IR spectroscopic (Specord spec-
trophotometer, 400
3 4000 cm
!1
), X-ray diffraction

---

RUSSIAN JOURNAL OF APPLIED CHEMISTRY
Vol. 78
No. 2
2005
RECOVERY CONDITIONS AND CHARACTERISTICS OF AMORPHOUS SILICON DIOXIDE
321