水玻璃生產(chǎn)工藝

1、水玻璃生0引畜水玻璃的學(xué)g叫硅虹抽.俗稱泡花威它的化學(xué)分亍式賽示為肪舊F臨它聽一種可涪性的無(wú)機(jī)硅釀亂具有廣泛的用途.在硅號(hào)鹽行業(yè)用于制逵硅膠.硅溶膠、白炭舉、沸H分于諦壽產(chǎn)品*在洗滌劑行業(yè)，母制造肥電、洗衣梢*洗澤劑等詵滌產(chǎn)島的原料；在機(jī)械行業(yè)，用于鑄造.砂輪制造和金隔陪腐等；在這筑行業(yè)用干怏于水泥，耐醱水混防水油.土壊固化劑，耐火村料等；農(nóng)業(yè)方面可用于制適醸殺化肥耶一另外還可17用于石油催ft裂化的硅侶催化劑.肥狂填料，瓦楫紙粘樓制.僉屬防腐劑、水軟化劑，洗瀟剖助劑"耐火材料和闔瓷月料.紡織晶障.與和衆(zhòng)料*選曠，堵瀝、防水.術(shù)材肪火、聲品礙臥制膠粘劑*建材、燼條生產(chǎn)中的帖撞剖策目時(shí)

2、*我國(guó)的水成隅主產(chǎn)線主晏分布在青島，藥州、藤州、黃津等地r近幾年柱満足團(tuán)內(nèi)工業(yè)產(chǎn)工藝1需求的同時(shí).整帝水披瞎主產(chǎn)技術(shù)與裝備也幵始出口列丁東南亞*惓闌斯尊地1NapmSiC的種類按照物態(tài)分為液態(tài)Na:OmSiO,和固態(tài)2八m擷卩兩大類(I)液蠱阻O*mSiOj液總恥O-m沁產(chǎn)品是根據(jù)石英砂與堿的不同比例及映的不同種類加LH藝分的*外觀呈規(guī)黏稠液體+不同牌號(hào)碩色有明顯差異，從無(wú)色孌化到無(wú)凰(1中性-mSiO.液體Na:O*3.3SiO#液.液度為4(尸渡熒度.陌屮的比例一®ffiXO:3.4：IMBS變化。2中性阻o曲町?dāng)X體Na/l*3,6SiO液，敞度為呵波獎(jiǎng)度.為口與英旳仃的比圈一股

3、在翻：I3J：1魁圍孌化。3)堿性Na2O-mSi():液體NaX)-2.4Si():溶液.濃度有40。、51。和56。三種波美度.SiQ與MJ)的比例一般在2.2:12S：I范圍變化。弱堿性如0-mSiO;液體他028Si()2溶液.濃度為45。波美度.SiO；與N氣0的比例一般在2.6:129：1范圍變化。除了上述常見的Na;()-mSi();液體外，可溶性硅戢鹽還有鉀鈉復(fù)合心()Na,()-inSiO,液體.其濃度為42。73。波美度.Na?O含量為3.4編-5.4%K、0含ft為7.4%-9.4%tSiO,含量為26.5%-31.5%20X時(shí)黏度為l.62.8PaS°而水合L

4、/比水合W或2具有更高的穩(wěn)定Si()；膠東的能力,即便濃度20%的LiQ8Si(),液體在室溫下也相當(dāng)穩(wěn)定.因而.在工業(yè)生產(chǎn)中有其特殊用途mSiCVNR,是另一種可溶性的硅酸鹽產(chǎn)品，m值在0.2512.5范圍.它具有高濃度、低黏度和罠好穩(wěn)定性的待點(diǎn).能與某些與水相混的有機(jī)溶劑如SL醇等相溶解(2)固體NajOmSiOj固態(tài)NajO-mSiO,是一種中間產(chǎn)品，外觀呈現(xiàn)淡藍(lán)色干法澆鑄成型的NnJ)mSi():為塊狀目透明.濕法水淬成型的Na:O-mSiO2為顆粒狀.轉(zhuǎn)化成液體Xa;()-mSi():才能便用常見的Na:()-mSiO,固體產(chǎn)品有： 塊狀固體熔融Na.O-mSiO.液體降溫后通過成型

5、機(jī)棍壓的塊狀固體。 粉狀固體液體Na.O-mSiO,去水分后的粉狀固體 速溶硅酸鈉速溶硅酸鈉也稱速溶泡花堿.或稱水合陡酸鈉。分子式為Na,-mSiO3-nH3O.外觀淸白.呈粉末狀.具有液體Na,()-inSi();的全部性能 誓水偏硅酸鈉零水僞陡酸鈉俗稱零水倫硅.分子式為Na:Si(),它形態(tài)上分為白色顆粒和白色粉末兩種。 五水傅硅酸鈉五水偏硅酸鈉俗稱五水偏硅，分子式為Na,Si(),-5H.0.它形態(tài)上分為白色顆粒和白色粉末兩科, 原硅戢惦原硅酸鈉也稱正硅酸鈉，分子武為SiO4.它形態(tài)上分為白色顆粒和白色粉末兩種2Na2O-mSiO2的性質(zhì)(1)固態(tài)Na/)-mSiO2的性質(zhì)高溫熔融液態(tài)N

6、a.O-mSiO.從熔化爐流岀經(jīng)冷卻后自然或人為成型的狀態(tài)稱為固態(tài)Na;()-mSiO,固態(tài)Na；O-mSiO.在實(shí)際工業(yè)中沒育任何使用功能.確切地講它是一個(gè)過渡狀態(tài).根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)工藝需嬰.這種狀態(tài)可以存在也可以不存在。 溶解廈Na;O-mSiO,中SiO；的含量直接彩響其涪解度.溶解度與SiO：的含雖成正比其它因素如溫度、水量、攪拌狀況毎均對(duì)溶解度有彩響.但規(guī)律性不強(qiáng).因此.很難得岀溶解度的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù) 折射率自然光在更空中的速度與它在固態(tài)Na：()mSiO：中的速夏比稱為折射率，r=VvJVs=sina/siiV?武中：尸一折射率；光在瓦空中的速度；%光在Mi：0mSiO?中的速度;sina-

7、光逋過真空時(shí)入射角的正弦；siii/?-折射率的正弦°Hl態(tài)Na,o-mSi()2的折射率與Si()：的含量成反比；空氣濕度對(duì)固態(tài)Na/)-的影響當(dāng)相對(duì)漫度W20%時(shí)粒徑為(2040§)含微量水分的有吸濕功能.而含水顯離的則很快失去水分當(dāng)相對(duì)濕度為62%-86%時(shí)吸濕屋加鼠且與堿性成正比而粉末狀N咚八u)Si();久放空弋中會(huì)結(jié)塊變硬(2)液態(tài)Na;O-mSi(h的性質(zhì)離品質(zhì)的液態(tài)N込f)mSi().呈無(wú)色透明.當(dāng)純度不高時(shí).呈青灰色、黃綠色或徽紅色工業(yè)廉料級(jí)液態(tài)N吋)mSi()純度不哥有少黃懸浮物.通常情況下在視覺上顯渾濁感 密度枝態(tài)NaX)-mSi():的密度可以用密度

8、計(jì).波美計(jì)或杜威計(jì)測(cè)定.三者的羌系如下：密度=145/(145液黃);波美=145-25/密度；杜威二(密度)/0.005一般情況下.溫度越高密度越小： 折射率一般情況下.折射率與SiO/Na:O值成正比.但當(dāng)0()/Na：O=2時(shí).折射率會(huì)出現(xiàn)一個(gè)突變 冰點(diǎn)特性只有液態(tài)NaX)-mSiO,涉及冰點(diǎn)問題.當(dāng)含水量低到一定程度時(shí)它呈18態(tài).即使降溫到0Y以下.這種無(wú)水固態(tài)除脆性有所增加外并無(wú)其它變化含水量大的液態(tài)NaX)-遇到冰點(diǎn)時(shí).會(huì)有乳白色的冰晶析岀來(lái).它浮応液體上展.學(xué)致液體上下不均勻而模數(shù)也影響冰晶的析岀能力.高模數(shù)時(shí)例如.液態(tài)Na:O-33Si(*固體含最在38%時(shí).在25丫：就因冰凍

9、而岀現(xiàn)固液分離；低愼數(shù)時(shí).例如液態(tài)N叫()2.2SiO:.當(dāng)固體含量達(dá)到54切時(shí).即使溫度低到-70T也無(wú)冰析現(xiàn)象而當(dāng)固體含豎達(dá)到40%.溫度達(dá)到7(n：就有冰析呈現(xiàn) 沸點(diǎn)液體NaJ)-mSi(h的濃度增加時(shí).沸點(diǎn)也隨之增加.而液體中的SiO：含雖直接影響到沸點(diǎn)壇加的速度.一般情況下.si。含it高.沸點(diǎn)增加快一些.Si()：含誥低沸點(diǎn)増加慢一些 黏度液體-mSiO:的黏度隨其濃度、溫度及m值的變化而變化濃度愈大黏度愈大：同等含lSi()：tm值小.黏度大；溫度相同.濃度大黏度大；濃度相同時(shí).黏度隨溫虔升高而降低3工藝流程徑工業(yè)實(shí)跋中Na:<)-mSi();的制造工藝方法分為干法和濕法2

10、種.干法工藝中根據(jù)原料的不同又分為NM0、法、Na2SO4法和NaCl法。其中Na:COx法易操乍、對(duì)環(huán)境影響小.綜合經(jīng)濟(jì)效益最好便用最廣泛.其次是N比S。法.MCI法在工業(yè)上不便用綜合工藝流程見圖1圖1Na.O-mSiO.干法生產(chǎn)工藝流稅框圖(1) 配料市場(chǎng)上采購(gòu)的合格石英砂、純堿(芒硝)根據(jù)不同欖數(shù)的料方稱量配料.通過機(jī)械式混含機(jī)混合均勻.與部分熟料混合后通過原熔皮帶送到窯頭料倉(cāng)。(2) 熔化來(lái)自窯頭料倉(cāng)的配合料通過投料機(jī)送進(jìn)窯爐內(nèi).在14601：左右的濡廈下配合料熔化成玻璃液體.反應(yīng)如下：(DNaXO.法Na,CO,+tuSiOj一Na?0mSi();+CO,*式中：m-模數(shù)。gS0法N

11、a2SO42CNa>S2C0,tNa>SO.+Nh$+Si()、Na.O-SiO.+S+SO.T<S+(hSOjNa2OSjO,+niSjO,*Na,()mSi(),上面幾個(gè)反應(yīng)是一定條件下分別發(fā)生的.練合層通用反應(yīng)式如下：2Na,SO4+2C+2mSiO.2Na,0mSiO.+2C(hI+2S(ht式中：m-模數(shù)。DNaClfeNa2Cl+mSiO:+H2O(蒸汽)"*Na:0mSiO2+T式中：m儀數(shù)。(3) 成型很據(jù)不同用途.Na20-mSiO:成型通常有3種方式：D模板成型法熔融g()mSi仏液體流入模子內(nèi).通過模子表面的楹子観壓后定型.通常每塊N叫()mS

12、iO,固體塊的外形尺寸約為50minx50minx50mm 水淬成型法熔融Na;(>-mSiO,液體直樓流入冷水中迅速降溫.Na;()-mSiO,液體變?yōu)樾」腆w額粒.通過打撈設(shè)&Na;()-mSi():固體顆粒從水中撈岀來(lái)裝車運(yùn)到倉(cāng)庫(kù) 反應(yīng)釜制液法熔融Na;()-mSi();體直接流人髙壓慕汽釜內(nèi)Na:O-mSiO2液體在一定條件下轉(zhuǎn)化為Na;OinSj();水液,m愈大愈璉溶解mW3.3時(shí).一般在040SMP&蒸汽壓力之下.2h就可以全部溶解這個(gè)過程分為2個(gè)階段：第一階段.高混熔融Na;0-niS>0:液體流入水中經(jīng)過腺冷.迅速形成小鄂粒.質(zhì)地變胞.強(qiáng)度下降.溶解

13、度增加.進(jìn)而與水中的H交換形成過多()H而呈現(xiàn)岀軟黏性.在與NaJ)-mSi(h的界面形成了硅烷醇因的保護(hù)層;第二階段.Na:O-mSiO2中的百游離而岀.不斷侵濁N<u()-mSi°中Si()J吏我與H：()形成膠態(tài)硅酸.液體內(nèi)的離子都充分自由活動(dòng).最后達(dá)到平衡狀態(tài).水瞬到此結(jié)束液體NnWmSi()：是硅酸鈉的終端產(chǎn)品固體Na:O-mSiO:的溶解過程比較復(fù)雜.其機(jī)理如下：Si():lt水中的溶解度為0.003%0.0006%溶于水中的SiO,與水中的垠棊形成硅酸：Si()2H3)=Si(OH)4Si(OH)中OH二(H;O)Si(OH)(HX)Si(OH)>()H=S

14、i(OH)+H2O當(dāng)正硅酸鈉溶于水時(shí)會(huì)發(fā)主下列反應(yīng)：Na3iO4*2H2O-*4Na>Si(OH)*20FT當(dāng)倔硅酸的溶于水時(shí)會(huì)發(fā)生下列反應(yīng)：Na5i(),+HX>mSi(OH)*2mNa*由上面的反應(yīng)推岀校大m的Na：O-mSiOjg于水時(shí)可能發(fā)生下列反應(yīng)：Na,0-xSiO,+(m+4)HQJNX+2(OH)4*(a-1)SiO:+Si(OH)mH,02M、2(OH)、(xl)SiO、-NaQ(x-1)&()”HQNa:()(x-1)Si()尹(m+4)H;()=2Na>2(OH)>(x-2)SiOSi(OH)-niH:O2Nh+2(OH)*(.r-2)Si

15、O,=Na,0(x-<2)Si():*H,0N吐O(x2)SiO:+(!n4-4)H.O=2Nae*2(OH)'4(x3)Si()2+Si(OH)二-mH,()按照上述反應(yīng)當(dāng)進(jìn)行到X次.消去盡項(xiàng)，反應(yīng)式修改為：Na,0xSiO.*x(m*4)HQ=2Na*2(OH)JSi(OH)-mH;O=Na.OxSi(OH)二mHQ+H.O從這些反應(yīng)式可以看岀.Na;O-mSiO:的水解速度與離子交換的誰(shuí)易、變面層硅烷醇團(tuán)的強(qiáng)弱以及堿金屬離子通過表面的擴(kuò)散速度有關(guān)水解過程會(huì)隨善W濃度增加而愈來(lái)愈易.所以.進(jìn)行M)-inSi()冰解操作時(shí).加入水的壘一定要適當(dāng)。溫度對(duì)水解速度的影響也是明顯的.

16、無(wú)蒸汽壓尢.在一定溶解時(shí)間內(nèi).固體NaX)-mSi();的水轉(zhuǎn)速度隨著溫度的升高而增大例如.當(dāng)水溫20T時(shí).溶于水中的主要是")Si®溶于水中的3!極少但隨著水溫的fl高.N址()水解速度加快.水中、比0的濃度也相應(yīng)增加.加揀了膠體Si®的溶解.當(dāng)水溫達(dá)到約100七時(shí).Si。?的含盤接近固體-inSiO；中SiO：的含盤Na/)-mSiO,的水解速度與壓力成正比。例如.婆溶解gO33S"操作壓力需要04MPa.加壓時(shí)間需宴40min左右當(dāng)m=4時(shí)溶解非常進(jìn).常用的方法是需婆向反應(yīng)釜內(nèi)加入溶液降低梵濃度.加速溶解芫全溶解的液體忘澄淸雄內(nèi)盅自然沉淀的方式除去雜質(zhì).符合要求的液體進(jìn)入濃縮罐內(nèi).在100七左右的溫度下濃縮到一定波美廈即為成品進(jìn)入成品耀4結(jié)論(I)基于Na2O-inSiO,性質(zhì)設(shè)i十的制造工藝過程規(guī)可靠.穩(wěn)定的.在工業(yè)實(shí)跋中已經(jīng)廣泛應(yīng)用.采用何種生產(chǎn)工藝及總體工藝