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泡花堿簡述及用途

2016-12-08字體:
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  泡花堿
  硅酸鈉(Na2SiO3)又名泡花堿,水溶液叫做水玻璃,無色、青綠色或棕色的固體或粘稠液體。硅酸鈉是由硅石(石英砂)、純堿(或土堿)在熔化窯爐中共熔,冷卻粉碎制得,其燃料為煤、天然氣、煤氣均可。
  簡述
  泡花堿生產工藝可分為干法和濕法兩種,通常所使用的是干法生產固體泡花堿,再經溶解轉變成所需規格的液體泡花堿,其轉換率為1∶2.5。生產泡花堿的原料為石英砂、純堿,將二者按一定比例混合送至反射窯爐中,經高溫煅燒溶化爐水淬后包裝即為固體泡花堿。固體泡花堿有利于運輸、貯存。將固體泡花堿在一定溫度、壓力下將其溶化成液體即為液體泡花堿。
  EINECS號215-687-4
  化學反應式
  化學反應式為:Na2CO3+SiO2→(高溫)Na2SiO3+CO2↑
  制備
  石英砂、純堿→混合→煅燒→水淬→固體泡花堿→經溶化→液體泡花堿
  用途
  泡花堿的用途非常廣泛,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、偏硅酸鈉、硅溶膠、層硅及速溶粉狀泡花堿、硅酸鉀鈉等各種硅酸鹽類產品,是硅化合物的基本原料;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;另外泡花堿作為粘合劑,廣泛應用于紙板(瓦楞紙)紙箱的粘合劑。含磷助洗劑污染水資源,目前正在全面取代中,取代含磷助洗劑需同時滿足助洗劑的三大功能:軟化水、必要的堿性和良好的抗再沉降能力。最新一代無磷助洗劑中只有層狀結晶二硅酸鈉達到上述三項要求,而且具有交換鈣鎂快、溶于水、能與漂白劑具有良好的相溶性以及易濃縮化等特點,因此是目前前景最好的無磷助洗劑,但國內目前還無大批量生產。國內需求現依靠從國外進口,進口價1萬元人民幣/噸。據估計,中國無磷助洗劑每年國內的年需求量將達50~80萬噸。層狀結晶二硅酸鈉有四種不同晶型結構(a-,b-,g-,d-),其中以無水d型的d-Na2Si2O5為最理想。
  工藝流程
  中國泡花堿的生產共分為兩大類:干法生產和濕法生產工藝,現介紹如下。
  干法生產
  將石英砂和鈉鹽(主要指Na2CO3、Na2SO4)攪拌均勻,在1400℃左右的高溫下熔融反應。根據原料不同又分為純堿法和芒硝法。生產過程都包括配料、煅燒、浸溶、濃縮等四道工序。
  具體過程是:
  一:配料與熔融:純堿或芒硝與石英砂按比例,經攪拌機攪均勻后經貯槽、加料斗由螺旋輸送機加入反射爐或馬蹄焰爐進行熔融反應。
  二:浸溶:熔窯加入生料時,已熔融的水玻璃即可從下料口流入冷卻槽中,經小型履帶式輸送機送入貯料桶內,過磅后由電動行車將桶內的玻璃塊吊起倒入滾筒內,根據塊子重量及不同產品規格加入適量水,通入蒸汽溶解,蒸汽壓力一般為0.4~0.5MPa,液筒轉速為2~4r/min,溶解到一定濃度后放入沉清槽內,經自然沉清除去雜質。
  三:濃縮:除去雜質后的溶液送到濃縮槽內進行濃縮,采用蒸汽間接加熱,槽底利用熔窯煙道氣余熱加熱,溶液濃縮至要求濃度時即為成品。
  濕法生產
  濕法生產泡花堿又分為傳統濕法工藝和活性SiO2常壓生產工藝兩種。傳統濕法生產工藝傳統濕法生產泡花堿產量高,能耗低,勞動強度低,原料易得,但該法只能生產模數小于2.5的產品,其生產原理是石英砂在高溫燒堿中溶解生成硅酸鈉。活性SiO2常壓生產工藝活性SiO2常壓生產泡花堿是在近幾年的三廢治理過程中開發的一種新工藝,目前采用該法生產廠家不多,該法可生產模數為2.2~3.7的任何產品。其機理是利用工業生產中產生的副產品或下腳料中的活性SiO2(或硅膠)在常壓下加熱與燒堿反應生成硅酸鈉。反應方程式與傳統濕法工藝相同。

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