基本介紹
- 中文名：偏矽酸鈉
- 英文名：Sodium metasilicate
- 別稱：無水偏矽酸鈉
- 化學式：Na2SiO3
- 分子量：122.066
- CAS登錄號：6834-92-0
- EINECS登錄號：229-912-9
- 熔點：無水1088℃
- 密度：無水2.4g/cm3
- 外觀：無色晶體
- 套用：洗滌劑、陶瓷、電鍍、紡織、印染、造紙、水泥、混凝土等
- MDL號：MFCD00003492
- RTECS號：VV9275000
基本信息,物化性質,安全信息,生產方法,用途,市場前景,水合物,五水偏矽酸鈉,九水偏矽酸鈉,
基本信息
中文名稱：偏矽酸鈉
中文別名：零水偏矽;零水偏矽酸鈉;無水偏矽酸鈉;
英文名稱：Sodium metasilicate
CAS號：6834-92-0
分子式：Na2SiO3
分子量：122.06300
精確質量：121.94100
PSA：63.19000
物化性質
外觀與性狀：白色顆粒
密度：2.4g/cm3
熔點：1089°C
安全信息
符號：GHS05GHS07
信號詞：危險
危害聲明：H290; H314; H335
警示性聲明：P261; P280; P305 + P351 + P338; P310
包裝等級：III
危險類別：8
海關編碼：2839110000
危險品運輸編碼：UN 3253 8/PG 3
WGK Germany：1
危險類別碼：R34; R37
安全說明：S26-S45-S36/37/39-S13-S24/25
RTECS號：VV9275000
危險品標誌：C
生產方法
1將碳酸鈉(或氫氧化鈉)與矽砂按Na2O/SiO2=1∶3摩爾比混合，在鉑坩堝中熔解，將其溶於水中，即成為矽酸鈉水溶液。在溶液中加入計算量的氫氧化鈉，使溶液中的Na2O/SiO2的摩爾比為1∶1。將製得的這種Na2O/SiO2組成的溶液加熱至數十度，濃縮，冷卻至30℃製得九水合物，加熱即可製得無水物。
Na2CO3+SiO2→Na2SiO3+CO2
2包括純鹼法、硫酸鈉（芒硝）法和天然鹼法。純鹼法：將純鹼和矽砂按一定比例均勻混合，在1400～1500℃進行熔融反應，熔融物經水游淬冷卻形成玻璃料，趁熱投入溶解槽內，再通入蒸汽加熱，經沉降、濃縮，製得水玻璃。其反應式如下。硫酸鈉法：先將硫鈉（芒硝）和煤粉均勻混合，再加入矽砂，混合均勻後快速加入爐內進行反應，反應完成後，生成物出爐冷卻、粉碎、溶解、沉澱、濃縮，製得水玻璃。其反應式如下。 天然鹼法：將天然鹼、矽砂和煤粉按一定比例混合，再加入起調節作用的燒鹼渣，把混合料經爐頂預熱2～4h後投入爐內進行反應，經3～5h生成熔融物，經出料水淬冷卻，把冷卻形成的玻璃料溶解、沉澱、濃縮製得水玻璃。
3將液體燒鹼和矽砂按適當比例混合加入壓熱釜中，通入直接蒸汽加熱，待反應釜中壓力升至0.7～0.8MPa後，停止通入直接蒸汽，用夾套蒸汽保溫，維持此壓力，反應數小時，將反應物過濾、濃縮，製得水玻璃。
4將氫氧化鈉溶液按理論量加到矽砂中，加熱攪拌至溶解，保溫反應數小時： 反應結束後，過濾。濾液濃縮後，30℃左右冷卻結晶，分離出的結晶用乙醇洗滌，乾燥，即可。
用途
水玻璃廣泛套用於普通鑄造、精密鑄造、造紙、陶瓷、粘土、選礦、高齡土、洗滌、紡織等眾多領域。
在無機電解質中，偏矽酸鈉的活性鹼度和PH緩衝指數最高，有較強的潤濕、乳化和皂化油脂的作用，在去除、分散和懸浮污垢方面具有優秀的表現，並能阻止污垢的再沉積。
偏矽酸鈉在洗滌劑、陶瓷、電鍍、紡織、印染、造紙、水泥、混凝土、耐火材料、油脂和皮革加工等工業領域有著大量的套用。套用量較大的行業排序是：陶瓷、工業清洗、洗滌劑、混凝土、印染、造紙、水泥、石油開採等將偏矽酸鈉套用到洗滌劑中，國外已有四十多年的歷史，套用技術比較成熟；國內套用到洗滌劑和其它多種行業中也有20多個年頭，是一個成熟的化工產品，同時也具有成熟的和廣闊的市場。
偏矽酸鈉性質
偏矽酸鈉性質市場前景
近幾年，偏矽酸鈉隨著陶瓷等相關行業的快速發展，市場需求也增長迅速。無水偏矽酸鈉由幾千噸增長到近10萬噸；五水偏矽酸鈉更是幾年一個台階，由2萬噸上升到30多萬噸；九水偏矽酸鈉在保有市場的情況下，也隨著低檔陶瓷的擴張而有較大幅度增長。偏矽酸鈉需求增長的另一個因素就是磷酸鹽價格的走高，這樣就促使相當一部分用量轉移到替代品偏矽酸鈉上來。據專家預測，市場對偏矽酸鈉各品種的需求在隨後幾年還會有較大釋放，但市場競爭和優勝劣汰也不可避免。
水合物
五水偏矽酸鈉
在偏矽酸鈉品種中，套用最多、最為典型的就是五水偏矽酸鈉，其結晶體的分子式通常寫作Na2SiO3·5H2O，實際上是帶兩個陽離子的正矽酸二氫二鈉的四水合物，溶解度（20℃）50g/100g水，熔點72℃。五水偏矽酸鈉具有矽酸鈉和偏矽酸鈉的一般特性，並有一定的鈣鎂離子束縛能力，尤其對鎂離子的結合容量大於260mgMgCO3/g（35℃，20min）。
五水偏矽酸鈉
五水偏矽酸鈉五水偏矽酸鈉就生產工藝來說，歸結起來有三種形式：一是“連續造粒法”，是將偏矽酸鈉溶液通過造粒結晶裝置，直接連續造成要求大小的顆粒，質量指標符合HG/T2568-94標準要求，產品外觀呈球型顆粒，白度高，流動性好，屬高檔產品，這種方法適合大規模生產但技術性較強不易掌握。一是“結晶脫水法”和“結晶粉碎法”。“結晶脫水法”又稱母液循環法，是將偏矽酸鈉溶液加晶種或母液降溫結晶，離心脫水後動態乾燥篩分，得到粉粒狀產品，這種方法大規模生產比較困難，但產品外觀和流動性都比較好，理化指標也能達到HG/T2568-94標準要求。“結晶粉碎法”這種方法是將偏矽酸鈉溶液濃縮至要求濃度，通過添加晶種和添加劑引導溶液全部結晶成塊狀固體，游離水全部轉化為結晶水，將固體粉碎後即為成品，這種方法的優點就是投資較小，但對晶體結構破壞比較嚴重，對氣候環境和控制條件要求比較苛刻，勞動強度大、產品白度低、容易吸潮結塊，理化指標一般達不到HG/T2568-94標準要求。顆粒狀產品使用無粉塵，能夠達到出口要求；而後兩種方法生產的粉粒狀產品使用粉塵大，出口受到限制。
儲存方法
貯存於陰涼、通風、乾燥庫房中。運輸過程中防潮、防雨、防暴曬。
合成方法
將水玻璃固體在高溫、高壓下溶解，與燒鹼反應，結晶、分離，濕濾餅經乾燥得到產品。分離出的母液經處理可返回流程的合成工序使用。
用途
1.主要用於洗衣粉、金屬清洗劑、餐具洗滌中的高效助劑。用於棉紗蒸煮。還用於舊紙張去油墨、印刷去污、植物油回收。並可用作過氧化物漂白的穩定劑。
2.偏矽酸鈉也可添加到鋁及合金弱鹼性化學氧化液中，以改善氧化膜層的質量。用於鍍鋅的電解液中，在套用中應注意其中鐵的含量，否則會使鍍鋅電解液中的鐵雜質太多，影響鍍層質量，也可用於鍍鋅鋼板的後處理。
2.偏矽酸鈉也可添加到鋁及合金弱鹼性化學氧化液中，以改善氧化膜層的質量。用於鍍鋅的電解液中，在套用中應注意其中鐵的含量，否則會使鍍鋅電解液中的鐵雜質太多，影響鍍層質量，也可用於鍍鋅鋼板的後處理。
九水偏矽酸鈉
概述
九水偏矽酸鈉的分子式是Na2SiO3·9H2O結晶水含量達到58%，溶解度（20℃）38g/100g水，但溶解速度較快；熔點41.6℃，在30~40℃時，就會釋放結晶水，給使用帶來不便；儲存時，自溶板結現象比較嚴重。
九水偏矽酸鈉
九水偏矽酸鈉九水偏矽酸鈉在陶瓷等許多對結晶水不要求的行業中，用量還不小，市場比較穩定，每年7-10萬噸的需求量。
套用
1.主要用作版紙、木材、焊條、鑄造、耐火材料等方面的黏合劑，制皂業的填充料，以及土壤穩定劑、橡膠防水劑。也用於紙張漂白、礦物浮選、合成洗滌劑。是無機塗料的組分，也是矽膠、分子篩、沉澱法白炭黑等系列產品的原料。
2.用作分析試劑、織物防火劑、膠黏劑、硬化劑、增重劑、填充劑。也用於礦石浮洗及石油精製。
3.為一種用途很廣的化工原料。膠黏劑工業用作瓦楞紙、硬紙板、黏合板、木材、包裝材料、耐火材料及建築材料等的膠黏劑。化學工業中用於製造矽酸鹽、矽膠、矽溶膠、分子篩、白炭黑及矽鋁催化劑等。鑄造業用於製造砂輪及翻砂。紡織工業用於紡織品的漂、染和漿料，還用作棉布的煮煉助劑、雙氧水漂白穩定劑。洗滌劑工業大量用作重垢型洗滌劑，它可與重金屬離子形成沉澱，使水軟化，並防止污垢在衣物上再沉積，還具有緩蝕性、潤濕性及乳化性等；也特別用作硬表面洗滌助劑。還可用作土壤穩定劑、橡膠防水劑、紙張漂白劑、切割冷卻液防鏽劑、肥皂填充劑、金屬防腐劑等。亦用於礦物浮選、耐火材料及陶瓷生產、食品防腐等。
4.可用於木材的防火、禽蛋貯存期的延長以及作為一種高效的洗滌劑和水軟化劑。用於牙膏作鋁管的抗腐蝕劑。
貯存方法
1.密封陰涼乾燥保存。
2.貯存於一般庫房中，或用槽罐貯存。容器必須密封。
毒性
有腐蝕性，不能與眼、皮膚和衣服接觸，也不能吸入其蒸氣。
GRAS(GMP；FDA，§184.1769a，2000)。
GRAS(GMP；FDA，§184.1769a，2000)。
