基本介紹
- 中文名：矽酸鉀
- 英文名：potassium silicate
- 別稱：鉀水玻璃;無水矽酸鉀
- 化學式：K2SiO3
- 分子量：154.28
- CAS登錄號： 1312-76-1
- 熔點：976℃
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基本信息
中文名稱：矽酸鉀
中文別名：鉀水玻璃;矽酸鉀水合物;
英文名稱：Potassium Silicate, Anhydrous
英文別名：Potassium silicate;Potassium silicate hydrate;tetrapotassium,silicate;
CAS號：1312-76-1
分子式：K4SiO3
分子量：248.47600
精確質量：247.81100
PSA：92.24000
安全信息
海關編碼：2839900090
WGK Germany：3
標準
工業級矽酸鉀國家標準：HG/T 4131-2010
電子級矽酸鉀國家標準：GB/T 9394-1998
產品用途
保護塗層（防止“起霜”即鹽表面結晶）。催化劑。黏合劑。製造玻璃、陶瓷中用作去垢劑。磷光體膠粘於顯像管上，塗電焊棒外面，可以克服濺散。用做還原染料、防火劑、電焊條粘合劑及無機塗料粘結劑，還可用於肥皂、醫藥、耐火材料的生產等。
編號系統
CAS號：1312-76-1
MDL號：MFCD00145152
EINECS號：215-199-1
物性數據
性狀：黏稠狀液體
溶解性：可溶於水，溶於酸後游離出膠狀矽酸。其溶解度比矽酸鈉高得多。不溶於醇。
生態學數據
對是水稍微有危害的不要讓未稀釋或大量的產品接觸地下水、水道或者污水系統，若無政府許可，勿將材料排入周圍環境。
分子結構數據
1、單一同位素質量：153.889084 Da
2、標稱質量：154 Da
3、平均質量：154.2803 Da
計算化學數據
1.疏水參數計算參考值（XlogP）:無
2.氫鍵供體數量:0
3.氫鍵受體數量:4
4.可旋轉化學鍵數量:0
5.互變異構體數量:無
6.拓撲分子極性表面積92.2
7.重原子數量:9
8.表面電荷:0
9.複雜度:19.1
10.同位素原子數量:0
11.確定原子立構中心數量:0
12.不確定原子立構中心數量:0
13.確定化學鍵立構中心數量:0
14.不確定化學鍵立構中心數量:0
15.共價鍵單元數量:5
性質與穩定性
如果遵照規格使用和儲存則不會分解，未有已知危險反應，避免氧化物、酸。易溶於水和酸，並游離出膠狀矽酸，鉀含量愈高則愈易溶。不溶於醇。
失火時，可用水和各種滅火器撲救。
貯存方法
貯存於一般庫房中，或用槽罐貯存。
合成方法
1.熔融法將矽砂和苛性鉀按一定比例混合後加入熔融爐中，用重油或電加熱至1200～1400℃，當形成完全熔融透明體時，從爐中放出冷卻固化後，再放入高壓釜中，通加壓蒸汽（0.2MPa）溶解。將溶液靜置澄清，除去雜質，澄清液經濃縮得到矽酸鉀成品。
2.採用熔融法（即乾法）。將矽砂與苛性鉀在熔融爐中作用後，再經加壓蒸汽溶解而得。
相關研製
矽酸鉀聚合醇鑽井液的研製
基本介紹
近年來，我國石油鑽探開發逐漸由淺層向深層、由簡單地層向複雜地層發展。由於深井、超深井的井下溫度和壓力較高，尤其遇複雜地層時，井下鑽井液性能變化較大，極易導致一些井下複雜情況（如坍塌、卡鑽等）的發生，因而，尋求更有效的抑制地層膨脹和穩定井壁的新型鑽井液體系是鑽井液研究的主要發展方向。強抑制性水基鑽井液有多種類型，如鉀鈣基鑽井液或鉀鈣基-聚合醇水基鑽井液。這類鑽井液具有抑制性強、成本較低和維護處理方便等優點。這類鑽井液的抑制性主要依靠鉀鈣無機鹽的作用，即鉀鈣離子的有效濃度是鑽井液抑制性強弱的重要標誌。但由於使用現場並沒有檢測鉀鈣離子濃度的儀器，導致實際鑽井液中鉀鈣離子含量不足，嚴重影響了該類鑽井液防塌效能的發揮。在高密度鑽井液中，這個問題更加突出。國內外研究者針對化學穩定井壁方面作了大量工作，研製並成功套用了甲酸鹽、油基、合成基、矽酸鹽和聚合醇等一系列鑽井液體系。其中，矽酸鹽和聚合醇是作為抑制劑和潤滑劑加入鑽井液體系中，並沒有將它們復配使用。
本工作將矽酸鉀的化學效應（膠凝沉澱）以及聚合醇的物理效應（濁點效應）複合套用，建立了一套具有凝膠-濁點效應的膜結構矽酸鉀聚合醇鑽井液體系，該體系對油田各區塊鑽井中抑制強水敏性地層（高蒙脫土含量地層）的水化，減少因水化作用產生的地層縮徑，阻止弱水敏性地層（破碎性或硬脆性泥岩）因壓力傳遞、毛管壓力、水化等造成的掉塊、垮塌，控制鑽屑水化產生的鑽井液流變性不穩定等問題，具有重要意義。
實驗部分
1、儀器
鑽井液用密度計、NGJ-2型數顯無級變速高速攪拌機；D96型電動攪拌機、JB-12A型四軸高速攪拌器、MLN-3型馬氏漏斗黏度計、ZNN-D6型六速旋轉黏度計、SD型多聯中壓失水儀、XGRL-2型數顯式滾子加熱爐、NZ-3A型泥餅摩阻係數測定儀；GZX-DH-30×35型電熱恆溫乾燥箱； DFC-0805型高溫高壓失水儀。
2、鑽井液體系的配製方法
在1L蒸餾水中加入40g鈉膨潤土，低速攪拌60min後，再高速攪拌30min，在室溫下養護24h即得到4%（w）的淡水鈉膨潤土漿（即土基漿）；按配方稱量矽酸鉀（FP-V）、增黏劑（HV-CMC）、降濾失劑（JT888）、聚合醇（JLX-B-S）和KCl等試劑，依次將上述試劑緩慢加入土基漿中，高速攪拌5 min後，刮下粘附在容器壁上的試劑，繼續攪拌15min；待上述試劑溶解後，再緩慢滴加40%（w）的NaOH溶液，控制pH為11.5，即得到矽酸鉀聚合醇鑽井液體系。該體系為淡黃色流體，密度為1.03g/cm左右（根據需要可調），室溫密閉養護24 h後無分層與沉澱現象。
3、配方的建立
根據鑽井液體系建立原則，通過對處理劑優選優配以及對鑽井液體系配方最佳化的機理和實驗研究，確立矽酸鉀聚合醇鑽井液體系的配方（w）為：4%土基漿+4%FP-V+ 0.4%HV-CMC+0.4%JT888+3%JLX-B-S+1%KCl+適量NaOH。
用途
1.用於電焊條、焊接用電極、還原染料、防火劑的製造。用作螢光屏螢光粉黏結劑和肥皂填料。
2.用於電焊條、焊接用電極、還原染料及防水劑的製造。用作螢光屏螢光粉黏結劑和肥皂填料。在混凝土外加劑中用作速凝劑。
