泡花堿的用途非常廣泛,幾乎遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門。在化工系統(tǒng)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(chǎn)品,是硅化合物的基本原料;在輕工業(yè)中是洗衣粉、肥皂等洗滌劑中不可缺少的原料,也是水質(zhì)軟化劑、助沉劑;在紡織工業(yè)中用于助染、漂白和漿紗;在機(jī)械行業(yè)中廣泛用于鑄造、砂輪制造和金屬防腐劑等;在建筑行業(yè)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(nóng)業(yè)方面可制造硅素肥料;另外泡花堿作為粘合劑,廣泛應(yīng)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(shí)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(jié)晶二硅酸鈉達(dá)到上述三項(xiàng)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(diǎn),因此是目前前景最好的無磷助洗劑,但國(guó)內(nèi)目前還無大批量生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)需求現(xiàn)依靠從國(guó)外進(jìn)口,進(jìn)口價(jià)1萬元人民幣/噸。據(jù)估計(jì),中國(guó)無磷助洗劑每年國(guó)內(nèi)的年需求量將達(dá)50~80萬噸。層狀結(jié)晶二硅酸鈉有四種不同晶型結(jié)構(gòu)(a-,b-,g-,d-),其中以無水d型的d-Na2Si2O5為最理想。 工藝流程 中國(guó)泡花堿的生產(chǎn)共分為兩大類:干法生產(chǎn)和濕法生產(chǎn)工藝,現(xiàn)介紹如下。 干法生產(chǎn) 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(yīng)。根據(jù)原料不同又分為純堿法和芒硝法。生產(chǎn)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(jīng)攪拌機(jī)攪均勻后經(jīng)貯槽、加料斗由螺旋輸送機(jī)加入反射爐或馬蹄焰爐進(jìn)行熔融反應(yīng)。 二:浸溶:熔窯加入生料時(shí),已熔融的水玻璃即可從下料口流入冷卻槽中,經(jīng)小型履帶式輸送機(jī)送入貯料桶內(nèi),過磅后由電動(dòng)行車將桶內(nèi)的玻璃塊吊起倒入滾筒內(nèi),根據(jù)塊子重量及不同產(chǎn)品規(guī)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(zhuǎn)速為2~4r/min,溶解到一定濃度后放入沉清槽內(nèi),經(jīng)自然沉清除去雜質(zhì)。 三:濃縮:除去雜質(zhì)后的溶液送到濃縮槽內(nèi)進(jìn)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(shí)即為成品。 濕法生產(chǎn) 濕法生產(chǎn)泡花堿又分為傳統(tǒng)濕法工藝和活性SiO2常壓生產(chǎn)工藝兩種。傳統(tǒng)濕法生產(chǎn)工藝傳統(tǒng)濕法生產(chǎn)泡花堿產(chǎn)量高,能耗低,勞動(dòng)強(qiáng)度低,原料易得,但該法只能生產(chǎn)模數(shù)小于2.5的產(chǎn)品,其生產(chǎn)原理是石英砂在高溫?zé)龎A中溶解生成硅酸鈉。活性SiO2常壓生產(chǎn)工藝活性SiO2常壓生產(chǎn)泡花堿是在近幾年的三廢治理過程中開發(fā)的一種新工藝,目前采用該法生產(chǎn)廠家不多,該法可生產(chǎn)模數(shù)為2.2~3.7的任何產(chǎn)品。其機(jī)理是利用工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的副產(chǎn)品或下腳料中的活性SiO2(或硅膠)在常壓下加熱與燒堿反應(yīng)生成硅酸鈉。反應(yīng)方程式與傳統(tǒng)濕法工藝相同。
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