CN104071800A - 生产硅酸钠的工艺及装置 - Google Patents

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CN104071800A CN201410304184.0A CN201410304184A CN104071800A CN 104071800 A CN104071800 A CN 104071800A CN 201410304184 A CN201410304184 A CN 201410304184A CN 104071800 A CN104071800 A CN 104071800A
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欧海燕
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Abstract

本发明公开了一种生产硅酸钠的工艺，包括以下步骤：1)将石英砂和纯碱按照比例配比进行搅拌，形成混合物；2)将混合物均匀送入电极炉，被设置在电极炉内的电极产生的电弧或等离子弧加热至1400℃～1500℃内，熔化生成液态硅酸钠以及CO2；3)将液态硅酸钠通过水淬法或者干法成型成品，本发明还公开了一种生产硅酸钠的装置，本发明生产硅酸钠的工艺和装置利用电极产生的电弧或等离子弧对纯碱和优质石英砂进行加热熔化，形成和高温液体物料，达到能耗低、温度控制精确、产品质量好、原材料损耗小、污染环境小和降低生产安全。

Description

生产硅酸钠的工艺及装置
技术领域
本发明属于金属硅酸盐的技术领域，具体是涉及一种生产硅酸钠的工艺及装置。 
背景技术
目前市场上硅酸钠常用的干式生产流程采用纯碱和优质石英砂作为原料，在砂库内去掉部分水份后，水份均匀的石英砂进入受料口，经过提升机送至料仓后，经过振动料斗振动给料机进入砂碱称量斗，称量后，进入混合机，混合均匀后，通过混合料皮带机、提升机送至炉前料仓，通过裹入式加料机，进入马蹄焰窑炉，经过煤气燃烧产生的高温，在1300～1500℃，经过一系列复杂的化学物理反应，形成1100～1200℃的高温液体物料，象玻璃液一样，经过成型后，形成固态产品，现有的硅酸钠生产工艺危险性极大，由于煤气与空气混合遇高温容易发生爆炸，爆炸极限非常宽，因此马蹄焰窑炉内内要求煤气中氧气含量低于1％，在操作中避免使煤气和空气混合，另外还有能耗好、温度难控制、产品质量差、原材料损耗大和污染环境等缺陷。 
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种生产硅酸钠的工艺，该生产硅酸钠的工艺利用电极产生的电弧或等离子弧对纯碱和优质石英砂进行加热熔化，形成和高温液体物料，达到能耗低、温度控制精确、产品质量好、原材料损耗小、污染环境小和降低生产安全。 
为了达到上述目的，本发明一种生产硅酸钠的工艺，包括以下步骤： 
1)将石英砂和纯碱按照比例配比进行搅拌，形成混合物； 
2)将混合物均匀送入电极炉，被设置在电极炉内的电极产生的电弧或等离子弧加热至1400℃～1500℃内，熔化生成液态硅酸钠以及CO2； 
3)将液态硅酸钠通过水淬法或者干法成型成品。 
进一步，在步骤2)中，向电极炉内吹入压力气体，所述压力气体经过电极产生的电弧或等离子弧加热形成800℃～1000℃的高温气体，混合物在电极炉内的预热区进行预热。 
进一步，所述压力气体由中空的电极棒吹入电极炉炉内的。 
进一步，所述压力气体设置为氮气，其压力范围为：0.2～0.6mMpa。 
本发明还公开了一种生产硅酸钠的装置，包括投料仓和设置在投料仓下方的电极炉、所述电极炉内自上向下设置有预热区、高温区和熔池，所述电极炉内设置有端部延伸至高温区 的电极棒，所述电极炉顶部和底部分别设置有排烟口和出料口。 
进一步，所述电极棒设置为不少于2根且均匀分布在电极炉的炉壁上。 
进一步，所述电极炉内设置有温度传感器和压力传感器。 
进一步，所述高温区内设置有与电极棒对应设置为电极板。 
本发明的有益效果在于： 
本发明生产硅酸钠的工艺利用电极产生的电弧或等离子弧对纯碱和优质石英砂进行加热熔化，形成和高温液体物料，达到能耗低、温度控制精确、产品质量好、原材料损耗小、污染环境小和降低生产安全。 
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明： 
图1为本发明生产硅酸钠的装置的结构示意图。 
附图标记：1-电极炉；2-投料仓；3-预热区；4-高温区；5-熔池；6-电极棒；7-电极板；8-温度传感器；9-压力传感器；10-排烟口；11-出料口。 
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。 
本发明一种生产硅酸钠的工艺，包括以下步骤： 
1)将石英砂和纯碱按照比例配比进行搅拌，形成混合物；硅酸钠又称水玻璃，其模数在3以上的称为“中性”水玻璃，模数在3以下的称为“碱性”水玻璃，在砂库内去掉部分水份后，水份均匀的石英砂进入受料口，经过提升机送至料仓后，经过振动料斗振动给料机进入砂碱称量斗，称量后，进入混合机，混合均匀形成混合物原料，配方投料量(以干基计)按下式计算：M1＝M×M2×60/106式中：M1：应投入石英砂的质量Kg；M2：投入纯碱的质量Kg；M：硅酸钠产品的模数。 
2)将混合物均匀送入电极炉，被设置在电极炉内的电极产生的电弧或等离子弧加热至1400℃～1500℃内，熔化生成液态硅酸钠以及CO2，混合物通过混合料皮带机、提升机送至投料仓，通过裹入式加料机，进入电极炉，经过电极炉内的电极产生的电弧或等离子弧加热产生的高温，在1400～1500℃，经过一系列复杂的化学物理反应，化学反应式：Na2CO3＝Na2O+CO2，Na2OnSiO2＝Na2O+nSiO2反应熔炉的温度越高，反应越完全，反应温度过低，熔料中会带来未熔化的石英砂粒，影响产品质量，形成1100～1200℃的高温液体物料，象玻璃液一样； 
3)将液态硅酸钠通过水淬法或者干法成型成品。 
进一步，优选的在步骤2)中，向电极炉内吹入压力气体，所述压力气体经过电极产生的电弧或等离子弧加热形成800℃～1000℃的高温气体，混合物在电极炉内的预热区进行预热，石英砂根据颗粒的大小划分：颗粒大于0.5毫米为粗沙；小于0.5毫米为细沙；介于二者之间者为中沙；0.1毫米左右的称为粉状沙，石英砂的颜色，随杂质氧化物的含量而改变。氧化物含量小于0.05％的石英砂呈白色。随含铁量的增加，则由白色逐渐向浅红色过渡。若将石英砂加热到800～1000℃，可使砂中的淡色氧化物变为深色，当纯碱呈熔化状态时，反应特别迅速。 
进一步，优选的所述压力气体由中空的电极棒吹入电极炉炉内的，该结构有利于电极棒给压力空气加热。 
进一步，优选的所述压力气体设置为氮气，其压力范围为：0.2～0.6mMpa。 
如图1所示为本发明生产硅酸钠的装置的结构示意图；本发明还公开了一种生产硅酸钠的装置包括投料仓2和设置在投料仓2下方的电极炉1、所述电极炉1内自上向下设置有预热区3、高温区4和熔池5，所述电极炉1内设置有端部延伸至高温区5的电极棒6，所述电极炉1顶部和底部分别设置有排烟口10和出料口11。 
本实施例利用电极产生的电弧或等离子弧对纯碱和优质石英砂进行加热熔化，形成和高温液体物料，达到能耗低、温度控制精确、产品质量好、原材料损耗小、污染环境小和降低生产安全。 
进一步，优选的所述电极棒6设置为不少于2根且均匀分布在电极炉1的炉壁上，本实施例电极棒的根数根据物料组份含量比例不同及不同模数(含Na2O量)、熔融时的电阻率也不同，电阻率取决于物料组份含量比例不同及不同模数(含Na2O量)。 
进一步，优选的所述电极炉1内设置有温度传感器8和压力传感器9，通过设置有温度传感器8和压力传感器9能够精确控制电极炉1内的压力和温度，有利于提高产品质量好。 
进一步，优选的所述高温区5内设置有与电极棒6对应设置为电极板7，电极板7安装在距炉底200mm～300mm，距上部熔液50mm～80mm，为了防止电极氧化，在电极表面采用多层玻璃丝布，每层玻璃丝布刷一次液体硅酸钠，进行密封，电极板接触炉壁与电连接端是采用不锈钢板制作的密封水冷套，套在电极柄上，钢套与电极接触面要用石墨粉和沥青加热调成糊状使其填实，钢套端头焊有进、出水管和导电板。 
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。 

Claims (8)

1.一种生产硅酸钠的工艺，其特征在于：包括以下步骤： 
1)将石英砂和纯碱按照比例配比进行搅拌，形成混合物； 
2)将混合物均匀送入电极炉，被设置在电极炉内的电极产生的电弧或等离子弧加热至1400℃～1500℃内，熔化生成液态硅酸钠以及CO2； 
3)将液态硅酸钠通过水淬法或者干法成型成品。 
2.如权利要求1所述的生产硅酸钠的工艺，其特征在于：在步骤2)中，向电极炉内吹入压力气体，所述压力气体经过电极产生的电弧或等离子弧加热形成800℃～1000℃的高温气体，混合物在电极炉内的预热区进行预热。 
3.如权利要求2所述的生产硅酸钠的工艺，其特征在于：所述压力气体由中空的电极棒吹入电极炉炉内的。 
4.如权利要求3所述的生产硅酸钠的工艺，其特征在于：所述压力气体设置为氮气，其压力范围为：0.2～0.6mMpa。 
5.一种生产硅酸钠的装置，其特征在于：包括投料仓和设置在投料仓下方的电极炉、所述电极炉内自上向下设置有预热区、高温区和熔池，所述电极炉内设置有端部延伸至高温区的电极棒，所述电极炉顶部和底部分别设置有排烟口和出料口。 
6.如权利要求5所述的生产硅酸钠的装置，其特征在于：所述电极棒设置为不少于2根且均匀分布在电极炉的炉壁上。 
7.如权利要求5所述的生产硅酸钠的装置，其特征在于：所述电极炉内设置有温度传感器和压力传感器。 
8.如权利要求5所述的生产硅酸钠的装置，其特征在于：所述高温区内设置有与电极棒对应设置为电极板。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105943566A (zh) * 2016-04-21 2016-09-21 叶卫斌 水溶性硅与中药材或食材提取物之复方制剂的制备方法
RU2658413C1 (ru) * 2017-09-28 2018-06-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" Способ получения силикат-глыбы
RU2710641C1 (ru) * 2018-12-21 2019-12-30 АНО ВО "Белгородский университет кооперации, экономики и права" Способ получения силикат-глыбы

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PB01 Publication
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