CN106829984B - 一种水玻璃的湿法生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水玻璃的湿法生产工艺，以婆氏浓度为50Be水玻璃和纯度为50%液碱按1:1的比例混合，连续搅拌状态下进行降温，析出五水偏硅酸钠晶体，控制温度降为40℃时引入离心机中脱水处理，导出五水偏硅酸钠母液。将五水偏硅酸钠母液与含硅量为98%、细度为150‑200目的石英砂，按照重量比60:40比例混合搅拌；然后送如反应釜中，充入0.6MPa蒸汽，经6h反应反应，制得高含氧化硅水玻璃。本发明实现了二氧化硅含量不达标的技术难题，本发明制二氧化硅含量高达32%，模数2.5左右，是目前水玻璃中十分优越一种形态，值得大力推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种水玻璃的生产工艺，具体是一种水玻璃的湿法生产工艺。
背景技术
17世纪中叶，人们广泛地将石英粉（SiO2）和纯碱（Na2CO3）共熔，制取玻璃。假如加入纯碱的比例较大，得出的玻璃状物质可以在热压釜中溶解于水中。将溶液浓缩到一定溶度，得到的黏稠流体不太确切地称作“水玻璃”。这个称呼也一直沿用至今。水玻璃是硅酸盐的水溶液，又称“泡花碱”，是由不同比例的碱金属氧化物和二氧化硅化合而成的一种可溶于水的硅酸盐。
随着社会发展人们发现，水玻璃在涂刷材料表面，提高材料抗风化能力，涂刷黏土砖、水泥混凝土、硅酸盐混凝土、石材等多孔材料，可提高材料的密实度、强度、抗渗性、抗冻性及耐水性。尤其在陶瓷行业的制造过程中“水玻璃”成为必要的添加成分，越来越多的优质陶瓷需要高质量的水玻璃作为辅料。
而目前制备“水玻璃”的方法大致有两种，其一是将石英砂、纯碱（或土碱）、硫酸钠（元明粉）在熔化窑炉中加热到1400℃共熔制成固体水玻璃，其燃料为媒、天然气、煤气等，然后在常温常压或高温高压下溶解生成不同模数、浓度的液体水玻璃，这种工艺的优点是水玻璃的模数可以达到1.5-3.5，并且水玻璃的浓度和模数容易调节，但窑炉焙烧能耗高，劳动强度高，生产产生的含硫废气对环境污染大，而且必须通过两步法才能获得液体水玻璃，这种工艺已经逐渐被淘汰。其二是是湿法水玻璃生产工艺，以石英粉和烧碱为原料，在反应釜内，0.6—1.0 Mpa蒸汽下反应，直接生成液体水玻璃。这种方法工艺简单，可以大批量复制，但该工艺生产的液体水玻璃，模数通常2.4以下。而市场普遍需要高浓度、高模数的水玻璃，上述两种工艺很难达到要求，无法促进市场发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水玻璃的湿法生产工艺，其浓度高、模数高，氧化硅含量大，水玻璃粘度大，值得大幅推广。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种水玻璃的湿法生产工艺，是将婆氏浓度为50Be水玻璃和纯度为50%液碱按1:1的比例混合，连续搅拌状态下进行降温，析出五水偏硅酸钠晶体，控制温度降为40℃时引入离心机中脱水处理，导出五水偏硅酸钠母液。将五水偏硅酸钠母液与含硅量为98%、细度为150-200目的石英砂，按照重量比60:40比例混合搅拌；然后送如反应釜中，充入0.6MPa蒸汽，经6h反应反应，制得高含氧化硅水玻璃。
作为本发明进一步的方案：五水偏硅酸钠母液与烧碱水溶液混合，送入高压反应釜中温度控制在155℃。
作为本发明进一步的方案：五水偏硅酸钠母液中含二氧化硅控制在5%。
作为本发明进一步的方案：五水偏硅酸钠母液与烧碱水溶液混合，送入高压反应釜中的制备时间为6小时。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明不需要在熔化窑炉中高温熔炼，相比传统的利用液碱高压直接溶出石英砂中的二氧化硅，水玻璃中二氧化硅含量高，可达到32%以上，模数2.5左右。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，是将婆氏浓度为50Be水玻璃和纯度为50%液碱按1:1的比例混合，连续搅拌，使之温度快递降温，而后析出五水偏硅酸钠晶体，当温度降为40℃时引入离心机中脱水处理，而后导出五水偏硅酸钠母液。将五水偏硅酸钠母液与含硅量为98%、细度为200目的石英砂，按照重量比60:40比例混合搅拌；然后送如反应釜中，充入0.6MPa蒸汽，经6h反应反应，制得高含氧化硅水玻璃。
在该实施例中制得五水偏硅酸钠母液与烧碱水溶液混合，五水偏硅酸钠母液中含二氧化硅控制在5%；送入高压反应釜中反应时间为5小时，反应温度控制在155℃。制得高含氧化硅水玻璃二氧化硅含量在35%。
实施例2
本发明实施例中，一种水玻璃的湿法生产工艺，将婆氏浓度为50Be水玻璃和纯度为50%液碱按1:1的比例混合，连续搅拌，使之温度快递降温，而后析出五水偏硅酸钠晶体，当温度降为40℃时引入离心机中脱水处理，而后导出五水偏硅酸钠母液。将五水偏硅酸钠母液与含硅量为98%、细度为150目的石英砂，按照重量比60:40比例混合搅拌；然后送如反应釜中，充入0.6MPa蒸汽，经6h反应反应，制得高含氧化硅水玻璃。
在该实施例中制得五水偏硅酸钠母液与烧碱水溶液混合，五水偏硅酸钠母液中含二氧化硅控制在5%；送入高压反应釜中反应时间为5小时，反应温度控制在155℃。制得高含氧化硅水玻璃二氧化硅含量在38%。
本发明相对传统行业的水玻璃制备，不需要高温熔炼，不需要压滤工艺过滤，且二氧化硅含量高。这种高浓度、高模数的水玻璃十分适合当下市场的需求，值得大力推广。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.一种水玻璃的湿法生产工艺，其特征在于：
a、将婆氏浓度为50Be水玻璃和纯度为50%液碱按1:1的比例混合，连续搅拌状态下进行降温，析出五水偏硅酸钠晶体，控制温度降为40℃时引入离心机中脱水处理，导出五水偏硅酸钠母液；
b、将五水偏硅酸钠母液与含硅量为98%、细度为150-200目的石英砂，按照重量比60:40比例混合搅拌；然后送如反应釜中，充入0.6MPa蒸汽，经6h反应反应，制得高含氧化硅水玻璃。
2.根据权利要求1所述的水玻璃的湿法生产工艺，其特征在于，五水偏硅酸钠母液与石英砂混合，送入高压反应釜中最高反应压力1.2MPa，温度控制在155℃。
3.根据权利要求1所述的水玻璃的湿法生产工艺，其特征在于，五水偏硅酸钠母液中含二氧化硅控制在5%。
4.根据权利要求1所述的水玻璃的湿法生产工艺，其特征在于，五水偏硅酸钠母液与石英砂混合，送入高压反应釜中的制备时间为6h。
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