化學(xué)性質(zhì)
中文名 硅酸鈉
外文名 Sodium silicate
別名 泡花堿
化學(xué)式 Na2O·nSiO2
水溶性 可溶于水
外觀 無色、略帶顏色的半透明或透明塊狀玻璃體
應(yīng)用 用作填料、織物防火劑和粘合劑等
安全性描述 S26；S36/37；S45；S7/9；S28；S36/37/39
危險性符號 R36/38
危險性描述 Xi UN
危險貨物編號 2922
分子式
Na2O·nSiO2 硅酸鈉中的模數(shù)為：n=SiO2/Na2O（摩爾比），模數(shù)顯示了硅酸鈉的組成，是硅酸鈉的重要參數(shù)，一般在1.5～3.5之間。
理化性能
硅酸鈉的模數(shù)越大，固體硅酸鈉越難溶于水，n為1時常溫水即能溶解，n加大時需熱水才能溶解， n大于3時需4個大氣壓以上的蒸汽才能溶解。硅酸鈉模數(shù)越大，Si含量越多，硅酸鈉粘度增大，易于分解硬化，粘結(jié)力增大，而且不同模數(shù)的硅酸鈉聚合程度不同，從而導(dǎo)致其水解產(chǎn)物中對生產(chǎn)應(yīng)用有著重要影響的硅酸組分也有重大差異，因此不同模數(shù)的硅酸鈉有著不同的用處。
變質(zhì)原理
Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3
技術(shù)指標(biāo)
工業(yè)硅酸鈉的技術(shù)指標(biāo)
表1工業(yè)液體硅酸鈉技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)項目 | 液-1 | 液-2 | 液-3 | 液-4 |
優(yōu)等品 | 一等品 | 合格品 | 優(yōu)等品 | 一等品 | 合格品 | 優(yōu)等品 | 一等品 | 合格品 | 優(yōu)等品 | 一等品 | 合格品 |
鐵(Fe),ω/% ≤ | 0.02 | 0.05 | —— | 0.02 | 0.05 | —— | 0.02 | 0.05 | —— | 0.02 | 0.05 | —— |
水不溶物,ω/% ≤ | 0.10 | 0.40 | 0.50 | 0.10 | 0.40 | 0.50 | 0.20 | 0.60 | 0,80 | 0.20 | 0.80 | 1.00 |
密度(20℃)/(g/mL) | 1.336—1.362 | 1.368—1.394 | 1.436—1.465 | 1.526—1.559 |
氧化鈉(Na2O),ω/% ≥ | 7.5 | 8.2 | 10.2 | 12.8 |
二氧化硅(SiO),ω/% ≥ | 25.0 | 26.0 | 25.7 | 29.2 |
模數(shù) | 3.41-3.60 | 3.10-3.40 | 2.60-2.90 | 2.20-2.50 |
表2工業(yè)固體硅酸鈉技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)項目 | 固-1 | 固-2 | 固-3 |
優(yōu)等品 | 一等品 | 合格品 | 優(yōu)等品 | 一等品 | 合格品 | 一等品 | 合格品 |
可溶固體，ω/% ≥ | 99.0 | 98.0 | 95.0 | 99.0 | 98.0 | 95.0 | 98.0 | 95.0 |
鐵(Fe)，ω/% ≤ | 0.02 | 0.12 | —— | 0.02 | 0.12 | —— | 0.10 | —— |
氧化鋁，ω/% ≤ | 0.30 | —— | —— | | —— | —— | —— |
模數(shù) | 3.41-3.60 | 3.10-3.40 | 2.20-2.50 |
分類
按照物態(tài)可分為液態(tài)硅酸鈉和固態(tài)硅酸鈉兩大類。
液態(tài)硅酸鈉
液態(tài)Na2O·nSiO2是根據(jù)石英砂與堿的不同比例及堿的不同種類加以區(qū)分的，外觀呈現(xiàn)粘稠液體，不同牌號顏色有明顯差異，從無色變化到灰黑。有①中性Na2O·nSiO2、②堿性Na2O·nSiO2、③弱堿性Na2O·nSiO2、④復(fù)合Na2O·nSiO2。
固態(tài)硅酸鈉
固態(tài)Na2O·nSiO2是一種中間產(chǎn)品，外觀大多呈現(xiàn)淡藍(lán)色。干法澆鑄成型的Na2O·nSiO2為塊狀且透明，濕法水淬成型的Na2O·nSiO2為顆粒狀，轉(zhuǎn)化成液體Na2O·nSiO2才能使用。常見的Na2O·nSiO2固體產(chǎn)品有：①塊狀固體、②粉狀固體、③速溶硅酸鈉、④零水偏硅酸鈉、⑤五水偏硅酸鈉、⑥原硅酸鈉。
安全信息
合成方法
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；濕法以液體純堿和石英砂為原料，加溫、加壓反應(yīng)后得到液體產(chǎn)品。 [6]
干法：（1）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 1450~1500 ℃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。（2）元明粉（又稱硫酸鈉、無水芒硝）法：原料包括硫酸鈉（無水芒硝）、碳粉、石英砂，生產(chǎn)過程和碳酸鈉法相同，不同的是爐內(nèi)采用負(fù)壓操作，在窯后抽風(fēng)。（3）氯化鈉法：以氯化鈉（NaCl）和石英砂為原料，將石英砂和氯化鈉混合均勻并熔融，通入蒸汽，反應(yīng)得到硅酸鈉和鹽酸。此法反應(yīng)速度較慢，一般工廠均不采用。 [6]
濕法：將液體氫氧化鈉和石英砂按適當(dāng)比例混合加入壓熱釜內(nèi)，用蒸汽加熱并進(jìn)行攪拌，使之直接反應(yīng)而成液體硅酸鈉，經(jīng)過濾、濃縮制得成品水玻璃。濕法只能生產(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(yīng)速度慢，從而限制了此法的應(yīng)用。我國采用濕法生產(chǎn)液態(tài)硅酸鈉僅占全國總產(chǎn)量的5% 。
上下游產(chǎn)品信息
表征圖譜
相關(guān)文獻(xiàn)
用途
硅酸鈉的用途：
① 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，并可增強(qiáng)洗滌能力和防止肥皂酸??；②硅酸鈉在合成洗滌劑中起助洗、防腐、穩(wěn)定泡沫的作用；③可用作造紙的填料；④用于制造硅凝膠、硅膠；⑤用作鑄造工業(yè)中粘結(jié)劑，粘接砂和黏土，制作成人們需要的各種各樣的鑄型和型芯。
水玻璃的用途：
①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、堿等的腐蝕；②用作粘結(jié)劑來粘結(jié)玻璃、陶瓷、石棉、木材、膠合板等；③用于制造耐火材料、白炭黑、耐酸水泥；④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染劑和媒染劑，以及用于絲綢織物加重；⑤在皮革生產(chǎn)中加入水玻璃，它的分散的膠體SiO2用于生產(chǎn)軟皮革；⑥在食品工業(yè)可用于保存蛋類，防止微生物進(jìn)入蛋殼空隙造成變質(zhì)；⑦在制糖工業(yè)，水玻璃可以脫除糖液中的色素和樹脂質(zhì)。
