水玻璃的凝结固化
水玻璃在空气中的凝结固化与石灰的凝结固化相似,主要通过碳化和脱水结晶固结两个过程来实现。
随着碳化反应的进行,硅胶含量增加,接着自由水分蒸发和硅胶脱水成固体而凝结硬化,其特点是:
1.速度慢。由于空气中CO2浓度低,故碳化反应及整个凝结固化过程十分缓慢。
2.体积收缩。
3.强度低。
为加速水玻璃的凝结固化速度和提高强度,水玻璃使用时一般要求加入固化剂,分子式为Na2SiF6。
的掺量一般为12%~15%。掺量少,凝结固化慢,且强度低;掺量太多,则凝结硬化过快,不便施工操作,而且硬化后的早期强度虽高,但后期强度明显降低。因此,使用时应严格控制固化剂掺量,并根据气温、湿度、水玻璃的模数、密度在上述范围内适当调整。即:气温高、模数大、密度小时选下限,反之亦然。
采用过副产法。将过(或萃取)生产过程中的含废气用水吸收,再与反应而得。
3.在试剂碳酸水溶液中,分次少量加入理论量的水溶液进行反应, 反应结束后,静置过滤,离心甩干,于℃下干燥即可。
4.过副产法 由磷矿粉和反应生产过或萃取时逸出的含废气,用水吸收使成。当溶液的含量达8%~10%时,静置澄清,除去杂质,澄清的溶液中加入(过量约25%)反应,生成,经离心分离、洗涤、300℃以下温度下进流干燥,再经粉碎,制得成品。
5.将含二氧化硅4.6%和Na2SiH620.5%的用过量10%~20%化学计量的27%溶液处理,在硅酸溶胶中得到悬浮体。再在152~202.7kPa的压力下水力分离。副产物母液用干燥碳酸按8.8~9.3质量份/100质量份母液的比率中和副产母液,用86%~95%化学计量的处理,得到含78.5%~80.5%Na2SiH6的浆液。
6.分解萤石矿生产
生产方法
硅酸有干法、湿法两种生产工艺。干法又包括碳酸法、元明粉()法、法;湿法以液体纯碱和石英砂为原料,加温、加压反应后得到液体产品。 [6]
干法:(1)碳酸法:根据所需产品的模数要求,将纯碱(Na2CO3) 和粒径0.180~0.250 (60~80目)的石英砂 (SiO2)按比例混合均匀送入马蹄焰窑炉,在 1450~1500 ℃下熔融,高温熔融产物从窑炉出料口流出,通过模子上面的辊子压制成块或者水淬成颗粒。(2)元明粉(又称、无水芒硝)法:原料包括(无水芒硝)、碳粉、石英砂,生产过程和碳酸法相同,不同的是炉内采用负压操作,在窑后抽风。(3)法:以(NaCl)和石英砂为原料,将石英砂和混合均匀并熔融,通入蒸汽,反应得到硅酸和。此法反应速度较慢,一般工厂均不采用。 [6]
湿法:将液体和石英砂按适当比例混合加入压热釜内,用蒸汽加热并进行搅拌,使之直接反应而成液体硅酸,经过滤、浓缩制得成品水玻璃。湿法只能生产模数小于2.5的产品,难以生产高模数的产品,而且反应速度慢,从而限制了此法的应用。我国采用湿法生产液态硅酸仅占全国总产量的5% 。 [6]
水玻璃分子式中的m称为水玻璃的模数,代表Na2O和SiO2的摩尔比,是重要的参数。n值越大,水玻璃的粘度越高,但水中的溶解能力下降。当n大于3.0时,只能溶于热水中,给使用带来麻烦。n值越小,水玻璃的粘度越低,越易溶于水。土木工程中常用模数n为2.6~2.8,既易溶于水又有较高的强度。
我国生产的水玻璃模数一般在2.4~3.3之间。水玻璃在水溶液中的含量(或称浓度)常用密度或者波美度表示。土木工程中常用水玻璃的密度一般为1.36~1.50g/cm³,相当于波美度38.4~48.3 。密度越大,水玻璃含量越高,粘度越大。
水玻璃通常采用石英粉(SiO2)加上纯碱(Na2CO3),在1300~1400℃的高温下煅烧生成液体硅酸 ,从炉出料口流出、制块或水淬成颗粒。再在高温或高温高压水中溶解,制得溶液状水玻璃产品。
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