專利名稱：濕法制高模數(shù)水玻璃的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于無(wú)機(jī)鹽化工產(chǎn)品的制造方法，尤其對(duì)現(xiàn)有濕法制水玻璃工藝的改進(jìn)。
水玻璃(又名硅酸鈉，俗稱泡花堿)，在其生產(chǎn)過(guò)程中通常有干法即固相法和濕法即液相法兩種生產(chǎn)方法。前者是用硅砂和純堿通過(guò)爐窯在1300-1400℃溫度下進(jìn)行高溫熔融生成塊狀玻璃體，再經(jīng)溶解、澄清制成液體水玻璃，模數(shù)一般為2.3-3.9。后者是將硅砂和液體燒堿泵入反應(yīng)釜中在高溫(約170℃)及壓力(約6kgf/cm2)狀態(tài)下反應(yīng)，直接制成液體水玻璃，模數(shù)一般在2.8以下(即低模數(shù)水玻璃)。隨著工業(yè)的發(fā)展能源將會(huì)更加緊張，這給耗能較大而利用率僅20-40%的干法生產(chǎn)帶來(lái)較大威協(xié)(干法煤耗238kg/T)。加之原料純堿在生產(chǎn)中付產(chǎn)物較多，影響純堿生產(chǎn)規(guī)模，這也給干法生產(chǎn)帶來(lái)不利因素。而濕法生產(chǎn)由于耗能少(僅為干法的 1/6 ～ 1/3 )、原料較易獲得且生產(chǎn)能力大、勞動(dòng)強(qiáng)度低而逐漸顯示出它的優(yōu)勢(shì)?！稛o(wú)機(jī)鹽工業(yè)》1986年第1期第15頁(yè)就這兩種生產(chǎn)方法的成本、能耗及質(zhì)量作了比較。
但是，目前濕法工藝有個(gè)突出的缺點(diǎn)，那就是，它一般只能生產(chǎn)模數(shù)小于2.8的低模數(shù)水玻璃。其原因主要是受工藝條件的限制，如，溫度、壓力一般不能升得過(guò)高(這與受壓反應(yīng)釜的實(shí)際設(shè)計(jì)制造、工廠實(shí)際使用有關(guān))。這就使得濕法產(chǎn)品的使用領(lǐng)域遠(yuǎn)不如干法產(chǎn)品廣泛。給濕法工藝的推廣應(yīng)用帶來(lái)很大障礙。
本發(fā)明完全解決了上述問(wèn)題，即可用濕法制高模數(shù)水玻璃。從而完善了濕法工藝，使模數(shù)在3.9以下的各種水玻璃都能生產(chǎn)。
水玻璃的硅堿比稱模數(shù)，用M表示。通常模數(shù)M＜3的稱低模數(shù)水玻璃。模數(shù)M＞3的稱高模數(shù)水玻璃。結(jié)合附圖濕法制高模數(shù)水玻璃的方法如下(注附圖為工藝流程圖)。
第一步(即

圖1)將硅砂(1)與液體燒堿(2)混合后泵入反應(yīng)釜(3)中，在4～7kgf/cm2壓力和150～170℃溫度下攪拌反應(yīng)5～8小時(shí)后放出，經(jīng)真空吸濾裝置(4)將未反應(yīng)的硅砂和半成品水玻璃分離開(kāi)，即得低模數(shù)水玻璃(5)。M＜2.8。
第二步(即圖2)將第一步所得的低模數(shù)水玻璃(5)(20～40°Bé)在室溫和攪拌條件下緩慢加入已盛有稀硫酸(6)(20～50%)的化合槽(7)中進(jìn)行化合。此時(shí)呈均勻透明的液體。將其液體送入凝膠槽(8)中靜置凝膠10～15小時(shí)。然后將其膠體劃成小塊并用自來(lái)水漂洗數(shù)次，直至無(wú)SO-24根為止(可用BaCl檢查之)。最后把漂洗后的膠塊送入干燥設(shè)備(9)中，在50～80℃溫度下干燥表面水份和結(jié)構(gòu)水份1～2小時(shí)，即得硅酸膠凍(10)。含水量50～85%，含SiO215～50%，第三步(即圖3)將第一步所得的低模數(shù)水玻璃(5)與第二步所得的硅酸膠凍(10)按比例投入調(diào)配鍋(11)中，在70～80℃溫度下充分?jǐn)嚢杓吹盟璧母吣?shù)水玻璃(12)。
上述工藝中第一步即為現(xiàn)行濕法工藝，而第二步和第三步則是本發(fā)明所提出的改進(jìn)內(nèi)容。
如果采用了本發(fā)明，那么濕法工藝也能生產(chǎn)高模數(shù)水玻璃。顯然也可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的干法工藝，可節(jié)約47～63%的能源?！稛o(wú)機(jī)鹽工業(yè)》85年第4期第5期，86第4期、第5期報(bào)道了84年的統(tǒng)計(jì)數(shù)字，我國(guó)水玻璃年產(chǎn)量為110萬(wàn)噸、日本71萬(wàn)噸(折成固體量)，美國(guó)186萬(wàn)噸?？梢?jiàn)，若推行了本發(fā)明，其社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益是比較顯著的。
為幫助對(duì)本發(fā)明的理解，舉實(shí)例如下實(shí)例1，用低模數(shù)水玻璃與稀硫酸制備硅酸膠凍(即第二步)。
a原料低模數(shù)水玻璃Na2O2.67SiO2，36Bé;硫酸H2SO4，31%;
b比例水玻璃170ml∶稀硫酸170ml＝1∶1;
c配制方法將水玻璃緩慢地加入稀硫酸溶液中在攪拌下進(jìn)行。此時(shí)溶液為透明均勻狀，將其靜置凝膠15小時(shí);
d洗膠用傾析法將上述c所得膠體(應(yīng)預(yù)先劃成小塊狀)在清水中漂洗數(shù)次，直至無(wú)SO-24為止(可用BaCl檢查之);
e干燥在60℃溫度下干燥表面水份和結(jié)構(gòu)水份2小時(shí)，即得硅酸膠凍;
f規(guī)格呈透明狀膠塊，含水量75～79.8%含SiO220.2～25%。
實(shí)例2，用硅酸膠凍調(diào)制高模數(shù)水玻璃(即第三步)。
a原料低模數(shù)水玻璃Na2O2.67SO2，36BéSiO2＝24.7%，Na2O＝9.55%;硅酸膠凍SiO2＝22.6%;
b配制高模數(shù)水玻璃Na2O3.6SiO2;
c用量計(jì)算因硅酸膠凍含SiO222.6%，配制水玻璃Na2O3.6SiO2，SiO2應(yīng)為33.25%，故SiO2應(yīng)增加8.55%。
若用300ml水玻璃Na2O2.67SiO2來(lái)配制水玻璃Na2O3.6SiO2所需的硅酸膠凍為(8.55%×1.33×300)× 1/0.226 ＝146(克)即300ml低模數(shù)水玻璃(模數(shù)M＝2.67)要配成高模數(shù)水玻璃(模數(shù)M＝3.6)應(yīng)加入硅酸膠凍146克;
d配制方法稱取硅酸膠凍146克，在70～80℃溫度下加入300ml低模數(shù)水玻璃中并充分?jǐn)嚢瑁吹酶吣?shù)水玻璃;
e結(jié)果檢測(cè)1.模數(shù)M＝3.63，SiO2＝25.43%，Na2O＝7.23%，36°Bé;
2.加溫蒸發(fā)濃縮至41°Bé時(shí)測(cè)定，模數(shù)M＝3.60SiO2＝27.88%，Na2O＝8.0%;
3.外觀，淺黃色，透明度好。
權(quán)利要求
1.現(xiàn)行的濕法制水玻璃的方法是，通過(guò)將原料硅砂(1)、燒堿(2)、泵入反應(yīng)釜(3)中，經(jīng)過(guò)反應(yīng)后得到低模數(shù)水玻璃(5)。本發(fā)明用濕法制高模數(shù)水玻璃的方法，其特征是將低模數(shù)水玻璃(5)與稀硫酸(6)化合并經(jīng)凝膠、洗膠及干燥后得到硅酸膠凍(10)。再將低模數(shù)水玻璃(5)與硅酸膠凍(10)直接調(diào)配成高模數(shù)水玻璃(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用濕法制高模數(shù)水玻璃的方法其特征是由低模數(shù)水玻璃(5)與稀硫酸(6)化合后得到的硅酸膠凍(10)的含水量為75～79.8%含SiO2為20.2～25%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用濕法制高模數(shù)水玻璃的方法其特征是低模數(shù)水玻璃(5)的濃度為32～36°Be′，稀硫酸(6)的濃度為25～31%。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于無(wú)機(jī)鹽化工產(chǎn)品的生產(chǎn)方法?，F(xiàn)行的濕法工藝與干法工藝相比有許多優(yōu)點(diǎn)，但因其只能生產(chǎn)低模數(shù)水玻璃而在推廣應(yīng)用上受到很大限制。本發(fā)明用濕法制高模數(shù)水玻璃的方法其特征在于可將濕法制的低模數(shù)水玻璃與稀硫酸反應(yīng)并處理后得到一種硅酸膠凍。再將此硅酸膠凍與低模數(shù)水玻璃進(jìn)行調(diào)配即得到高模數(shù)水玻璃，從而完善了濕法工藝。顯然也可代替耗能較高的干法工藝，節(jié)約了能源。
文檔編號(hào)C01B33/32GK1030216SQ8710462
公開(kāi)日1989年1月11日 申請(qǐng)日期1987年7月1日 優(yōu)先權(quán)日1987年7月1日
發(fā)明者胡章齊 申請(qǐng)人:胡章齊