偏硅酸钠生产流程

【专家解说】：偏硅酸钠是由水玻璃和烧碱深加工而成的模数为1（nSi02／nNa20,下同）的白色粉未状结晶体，分于内含5个结晶水，熔点72.2℃，易溶于水中，l％水溶液pH值为12.5，显碱性。它具有稀释作用的原回是它能增大泥浆中胶团的表面电荷密度，从而增加双电层厚度和乏电位，使粒于之间的排斥力加大；同时，偏硅酸钠所含的硅酸根阴离子能同泥浆中的Ca2+＼Mg2+有害离于生成难溶物，促进Na+的交换作用，使泥浆的粘度减小，而流动性增加。 1 工艺选择 偏硅酸钠合成方法有喷雾干燥法、熔固结次造粒法和溶液结晶法，其中，溶液结晶法工艺具有设备投资少、生产成本低、质量稳定的特点[2]，产品特别适合于陶瓷泥浆注浆成形添加剂，对自度、水不溶物等指标要求低，售价低廉的使用要求，其工艺流程如图所不。 2 结果讨论 2.1 结晶浓度影响 采用溶液结晶法工艺制五水偏硅酸钠从相图[3]上分析，其结晶液浓度（Na20＋Si02）%只要控制在25%~28％间均可生成五水偏硅酸钠。但是，溶液中Na20、Si02含量是相互影响的，Si02含量高，结晶周期长，直接用nNa2O／nSi02比值为1、含固量58％的溶液结晶，加入晶种，结晶周期需72～120h；Na20含量高，结晶速度则快，但较快的结晶速度易造成结晶颗粒细，晶体生长夹带Na20多，产品模数难以达到要求。 表1 不同nNa2O/nSiO2比结晶溶液与结晶时间有关 nNa2O/nSiO2 0.5~0.8 0.95~1.03 1.2~1.8 1.9~2.3 结晶时间h 不结晶 大于72 15~20 4~6 2.2 晶种影响 在偏硅酸钠结晶过程中，为了控制晶体质量，获得粒度均匀的产品，采用向结晶溶液加入合适粒度及数量的晶种，整个过程选用温和搅拌，使晶种较均匀地悬浮在整个溶液中，减少二次成核数量，使被结晶的物质只在晶种表向上生长。 晶种的加入量取决于整个结晶过程可被结晶出来的物质量、晶种粒度和所希望得到产品的粒度。假设过程中无初级成核晶种生成，则成品粒于数等于新加入晶种粒子数 式中：Ms、Mp—晶种、成品质量 Ls、Lp—晶种、成品平均粒度 kv、p—偏硅酸钠物性常数 对于偏硅酸钠自水溶液的结晶过程，按结晶相变分析，由于其介稳区的宽度较窄，容易进入不稳区，一般采用加0.1mm~0.2mm粒度的晶种。如要求成品粒度平均1mm，考虑到不可避免溶液自身成核数量，实际加入0.1mm晶种为理论量的40％～60%。 2.3 温度控制影响 五水偏硅酸钠结晶过程对温度比较敏感，其晶体生长需经过诱导过程，采用在50℃～60℃间向溶液加晶种方法控制晶核总量，之后使晶体在相对恒定的温度和过饱和度下使晶体均速增长。结晶后期，以每分钟1℃度降温，使晶体快速长人，至阴38~8℃趁热分离出料。 表2 偏硅酸钠主要技术指标 指标名称 指标值 外观 白色结晶粉未 碱含量(Na20)% 28.0~30.0 二氧化硅(SiO2)% 27.80~30.00 铁(Fe)含量% ≤0.03 水不溶物% ≤0.3 2.4 其它助剂影响 为了便于分离操作时游离水同晶体分禹，在降温结束前0.5h按总量0.005％~0.15%比例一次性加入十二烷基磺酸类表面活性剂，可降低晶体与水之间的表面张力，能使湿样游离水降到4%以下，便于干燥和贮存。 3 应用 利用溶液结晶法制备五水偏硅酸钠，产品上要指标如表2。 偏硅酸钠对泥浆的pH值有较强的缓冲能力，其所含的硅酸根阴离子除增大粘土粒于带电荷密度外，还易同泥浆中的有害ca2+＼Mg2+离子作用生成难溶盐，促进Na+离于的交换作用，能生成更多的Na一粘土，也会改善泥浆的流动性.当这种泥浆加入模具中成形时，易同石膏起反应，能快速地发生絮凝、硬化反应，缩短成坯时间。偏硅酸钠一般按粘土量的0.3%-4.5%加入，不仅适于普通注浆成形，也适于压力注浆成形，具有使用方便、价格低廉、稀释性能好的特点。 同时，偏硅酸钠便于同其它常用稀释剂如纯碱、磷酸盐、腐植酸钠等调配成复合稀释解胶剂，比单一解胶剂有更好的解胶性能。目前，各种市售复合解胶剂大多是以偏硅酸钠为上要成份配制的。 此外，偏硅酸钠对脂肪类物质有较强的润湿、乳化和皂化作用，具有较强的去油污性能，广泛用于配制各种洗涤剂。另外，在纺织、造纸和采油等行业也有广泛应 参考文献 1 西北轻工业学院等。陶瓷工艺学，轻工业出版社：1985，199～201 2 丽秀等。无机盐工业。1994（4），6~9 3 戴志成等，硅化合物生产与应用。1994，90～92