第一節(jié) 硅酸鈉的簡介
是一種水溶性硅酸鹽,其水溶液俗稱水玻璃,是一種礦黏合劑。其化學式為R2O·nSiO2,式中R2O為堿金屬氧化物,n為二氧化硅與堿金屬氧化物摩爾數(shù)的比值,稱為水玻璃的摩數(shù)。建筑上常用的水玻璃是硅酸鈉的水溶液。(可行性 研究 )
第二節(jié) 硅酸鈉的生產(chǎn)工藝
1、硅酸鈉的生產(chǎn)方法
硅酸鈉有干法、濕法兩種生產(chǎn)工藝。干法又包括碳酸鈉法、元明粉(硫酸鈉)法、氯化鈉法;濕法以液體燒堿和石英砂為原料,加溫、加壓反應后得到液體產(chǎn)品。
干法
碳酸鈉法
根據(jù)所需產(chǎn)品的模數(shù)要求,將純堿(Na2CO3)和粒徑0.180~0.250 mm(60~80目)的石英砂(SiO2)按比例混合均勻送入馬蹄焰窯爐,在1 450~1 500 ℃下熔融,高溫熔融產(chǎn)物從窯爐出料口流出,通過模子上面的輥子壓制成塊或者水淬成顆粒。若需要生產(chǎn)液體產(chǎn)品則需再進行高溫溶解或高溫高壓溶解,并經(jīng)沉淀、濃縮制得液體水玻璃。其化學反應方程式:Na2CO3+nSiO2→Na2O·nSiO2+CO2↑
即:純堿、石英砂→混合→熔融→成型成固體泡花堿→經(jīng)溶化→液體泡花堿,其中成型成固體泡花堿有2種方法:
將液體苛性鈉和石英砂按適當比例混合加入壓熱釜內(nèi),用蒸汽加熱并進行攪拌,使之直接反應而成液體水玻璃,經(jīng)過濾、濃縮制得成品水玻璃。濕法生產(chǎn)水玻璃只能生產(chǎn)模數(shù)小于2.5的產(chǎn)品,難以生產(chǎn)高模數(shù)的產(chǎn)品,而且反應速度慢,從而限制了此法的應用。我國采用濕法生產(chǎn)水玻璃僅占全國總產(chǎn)量的5%?;瘜W反應方程式如下:2NaOH+nSiO2→Na2O·nSiO2·H2O。
第三節(jié) 硅酸鈉的發(fā)展現(xiàn)狀
硅酸鈉用途十分廣泛,至今無可替代的產(chǎn)品出現(xiàn)。硅酸鈉是產(chǎn)業(yè)鏈最上游的產(chǎn)品,常作為一種基礎(chǔ)的化工原料來生產(chǎn)其他下游產(chǎn)品。硅酸鈉是制皂工業(yè)中最有價值的填料,將硅酸鈉摻入到洗衣皂中可緩沖洗衣皂的堿性,減少洗衣皂在水中的損耗,并可增加硬度和洗滌能力、防止肥皂酸敗;
硅酸鈉在合成洗滌劑中起助洗、防止腐蝕洗衣機的金屬、穩(wěn)定泡沫的作用;可用作造紙的填料,使紙張在造紙機上操作更順利;用于制造硅凝膠、硅膠等吸附劑;用作鑄造工業(yè)中的粘結(jié)劑,粘接砂和黏土,制作成各種各樣的鑄型和型芯,水玻璃模數(shù)越高、濃度越高,膠粘能力越強;
水玻璃涂在金屬表面會形成堿金屬硅酸鹽及SiO2凝膠薄膜,使金屬免受外界酸、堿及其他活潑化學介質(zhì)的侵蝕;用作粘結(jié)劑來粘結(jié)紙張、玻璃、陶瓷、石棉、木材、膠合板等;用于制造耐火材料、白炭黑、耐酸水泥;在紡織工業(yè)用作漿料、浸漬劑,在紡織物染色和壓花紋時用作固著劑和媒染劑,以及用于絲綢織物加重;在皮革生產(chǎn)中加入水玻璃,其分散的膠體SiO2用于生產(chǎn)白色軟皮革;
在食品工業(yè)可用于保存蛋類,防止微生物進入蛋殼孔隙造成變質(zhì);在制糖工業(yè),水玻璃可以脫除糖液中的色素和樹脂質(zhì);此外硅酸鈉在醫(yī)學繃帶、蓄電池制造、電焊條制造、煉鋼等
行業(yè)
都有十分重要的用途。
第四節(jié) 硅酸鈉行的存在問題
近年來部分硅酸鈉企業(yè)為追逐利益,低水平重復建設(shè),產(chǎn)能過剩,產(chǎn)品檔次低。造成環(huán)境污染、資源浪費、市場惡性競爭更加激烈,
行業(yè)
整體贏利空間狹小。為此,2009年,國家相關(guān)部門制定了《硅酸鈉
行業(yè)
準入條件》,其中規(guī)定,硅酸鈉生產(chǎn)工藝及設(shè)備應達到以下要求:原料配料與稱量要求更加精確;推廣使用蓄熱室馬蹄焰窯爐,采用優(yōu)質(zhì)耐火材料,設(shè)計窯齡>3年;優(yōu)化燃燒控制系統(tǒng),推廣使用富氧燃燒、空氣鼓泡等節(jié)能減排技術(shù);
鼓勵實施熔窯熔化部池壁、池底、胸墻、大碹全保溫,減少散熱損失;新建及改擴建硅酸鈉窯爐熔化面積需>20 m2,發(fā)展>50 m2的大中型窯爐,淘汰現(xiàn)有的<20 m2的窯爐;硅酸鈉出料采用干法出料技術(shù),淘汰現(xiàn)有的水淬法出料技術(shù);新建及改擴建硅酸鈉生產(chǎn)線禁止采用以元明粉為原材料的干法生產(chǎn)工藝,淘汰現(xiàn)有的以元明粉為原材料的干法生產(chǎn)工藝。這些需要整個硅酸鈉
行業(yè)
甚至整個社會的共同努力,實現(xiàn)按照上述要求建設(shè)和生產(chǎn),從而促進整個硅酸鈉
行業(yè)
的健康發(fā)展,實現(xiàn)更大的社會效益和經(jīng)濟效益。
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