1344-09-8 / 硅酸鈉的用途有哪些

【背景及概述】^[1][2]

硅酸鈉又名水玻璃。俗稱泡花堿。由內含不同比例的氧化鈉和 二氧化硅所組成。普通可資用的硅酸鈉的組成有Na₂SiO₃、Na₆Si₂O₇、Na₂Si₃O₇等，同時帶有可變量的水。二氧化硅和氧化鈉的摩爾比稱做模數。模數大于3的是中性水玻璃，小于3的是堿性水玻璃。有液體、固體和粉狀等多種產品。常見的是液體，無色透明或帶淺灰色的粘稠物。物理性質隨模數不同而異。用作肥皂的填料，瓦楞紙的膠粘劑，金屬防腐劑，水軟化劑，洗滌劑助劑，陶瓷和耐火材料的原料，紡織品的漂、染和漿料，礦山選礦、防水、堵漏，木材防火，食品防腐以及制膠粘劑、硅膠、硅溶膠、分子篩、白炭黑等。可由純堿(或硫酸鈉加煤粉)和石英砂在高溫下熔融變白，再經冷卻、粉碎、溶解、濃縮而得。也可由液體燒堿和石英砂加溫加壓制得。硅酸鈉硬化后的主要成分為硅凝膠和固體，比表面積大，大幅提高粘結力，采用中等濃度的特制的粘膠劑和水混合溶液對已水玻璃進行處理，提高耐水性，運輸、儲存和使用非常方便，特別適用于機械化、自動化操作。廣泛應用于冶金、電力、石化及建材 工業中。通過機械粉碎的無水粉末狀硅酸鈉相比，本法制備的硅酸鈉水溶速度、純凈程度都 高于無水粉末狀硅酸鈉，再通過硅酸鈉混入特制的粘膠劑和水混合溶液中，不斷與水中的膠粘劑混合，更大程度的提升其粘劑效果。

【應用】^[3]

硅酸鈉的用途非常廣泛，幾乎遍及國民經濟的各個部門。在化工系統被用來制造 硅膠、白炭黑、沸石分子篩、五水偏硅酸鈉、硅溶膠、層硅及速溶粉狀硅酸鈉、硅酸鉀鈉等各種硅酸鹽類產品，是硅化合物的基本原料。在經濟發達國家，以硅酸鈉為原料的深加工系列產品已發展到50余種，有些已應用于高、精、尖科技領域；在輕工業中是洗衣粉、肥皂等洗滌劑中不可缺少的原料，也是水質軟化劑、助沉劑；在紡織工業中用于助染、漂白和漿紗；在機械行業中廣泛用于鑄造、砂輪制造和金屬防腐劑等；在建筑行業中用于制造快干水泥、耐酸 水泥防水油、土壤固化劑、耐火材料等；在農業方面可制造硅素肥料；另外用作石油催化裂化的硅鋁催化劑、肥皂的填料、瓦楞紙的膠粘劑、實驗室坩堝等耐高溫材料、金屬防腐劑、水軟化劑、洗滌劑助劑、耐火材料和陶瓷原料、紡織品的漂、染和漿料、礦山選礦、防水、堵漏、木材防火、食品防腐以及制膠粘劑等。

【制備】^[3]

一種高品質工業硅酸鈉的生產技術，包括以下步驟制備而成：

1) 將固體氫氧化鈉與硅微粉按照重量比2.5-3:1的比例加入電熔爐中，升溫曲線按照8-10℃/分鐘升溫至200℃，然后按照4-6℃/分鐘升溫至320-350℃，經過加溫后使所述固體氫氧化鈉熔融，再繼續按照4-6℃/分鐘升溫至400-450℃，停止加熱，直至所述硅微粉反應完全，即得原硅酸鈉粗品；

2) 將所述原硅酸鈉粗品冷卻至60℃以下，使所述原硅酸鈉粗品固化完全，即得固體硅酸鈉；

3) 將所述固體硅酸鈉溶于特制的粘膠劑和水混合溶液中，過程中，利用煤氣發生爐產生的水煤氣依次通過旋風除塵器、交換器和蓄熱室，蓄熱室設置有夾層，夾層與煤氣發生爐的余熱管連接，通過煤氣發生爐的余熱對混合溶液進行保溫，然后過濾，得到硅酸鈉溶液，在所述硅酸鈉溶液中加入亞硫酸氫鈉生成沉淀輕質二氧化硅以及亞硫酸鈉溶液，將生成的混合物過濾；

4) 將步驟(3)結束時產生的濾液的一部分與所述二氧化硫接觸反應，且生成的亞硫酸氫鈉產品循環到步驟(3)中重復利用；

5) 將步驟(3)結束時得到的濾餅進行酸化、過濾、洗滌和干燥，得到輕質二氧化硅；

6) 將步驟(3)結束時產生的濾液的另一部分濾液濃縮并干燥，獲得高品質工業硅酸鈉。

【主要參考資料】

[1] 簡明精細化工大辭典

[2] 中國中學教學百科全書·化學卷

[3] 趙生保;趙生護.高品質工業硅酸鈉的生產技術. CN201710374527.4，申請日2017-05-24