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硅酸鈉

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硅酸鈉，俗稱泡花鹼，是一種無機物，化學式為Na2O·nSiO2，其水溶液俗稱水玻璃，是一種礦黏合劑。其化學式為Na2O·nSiO2，它是一種可溶性的無機硅酸鹽，具有廣泛的用途。 [1] 
中文名
硅酸鈉 [7] 
外文名
Sodium silicate [7] 
別    名
泡花鹼
化學式
Na2O·nSiO2
分子量
122.063
熔    點
1089 ℃
水溶性
可溶於水
外    觀
無色、略帶顏色的半透明或透明塊狀玻璃體
應    用
用作填料、織物防火劑和粘合劑等
安全性描述
S26；S36/37；S45；S7/9；S28；S36/37/39
危險性符號
R36/38
危險性描述
Xi
UN危險貨物編號
2922
折射率
1.520

目錄

  1. 1 基本性質
  2. 2 技術指標
  3. 3 分類
  1. ▪ 液態硅酸鈉
  2. ▪ 固態硅酸鈉
  3. 4 用途
  1. 5 生產方法

硅酸鈉基本性質

中國國家標準
GB/T4209-2008 [2] 
分子式
Na2O·nSiO2
硅酸鈉中的模數為：n=SiO2/Na2O（摩爾比），模數顯示了硅酸鈉的組成，是硅酸鈉的重要參數，一般在1.5～3.5之間。
理化性能
硅酸鈉的模數越大，固體硅酸鈉越難溶於水，n為1時常温水即能溶解，n加大時需熱水才能溶解， n大於3時需4個大氣壓以上的蒸汽才能溶解。硅酸鈉模數越大，Si含量越多，硅酸鈉粘度增大，易於分解硬化，粘結力增大，而且不同模數的硅酸鈉聚合程度不同，從而導致其水解產物中對生產應用有着重要影響的硅酸組分也有重大差異，因此不同模數的硅酸鈉有着不同的用處。 [3] 
性狀
硅酸鈉是無色、略帶顏色的半透明或透明塊狀玻璃體。 [4] 
變質原理
Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3

硅酸鈉技術指標

工業硅酸鈉的技術指標 [2] 
表1工業液體硅酸鈉技術指標
指標項目
L-350-36
L-330-37
L-280-41
L-250-47
優等品
一等品
合格品
優等品
一等品
合格品
優等品
一等品
合格品
優等品
一等品
合格品
鐵(Fe),ω/% ≤
0.01
0.03
——
0.01
0.03
——
0.01
0.03
——
0.01
0.03
——
水不溶物,ω/% ≤
0.10
0.40
0.50
0.10
0.20
0.80
0.10
0.40
0.50
0.20
0.80
1.00
密度(20℃)/(g/mL)
1.332
1.345
1.397
1.483
氧化鈉(Na2O),ω/% ≥
7.5
8.2
10.2
12.8
二氧化硅(SiO),ω/% ≥
25.0
26.0
25.7
29.2
模數
3.41-3.70
3.11-3.40
2.65-3.10
2.20-2.64
參考資料： [8] 
表2工業固體硅酸鈉技術指標
指標項目
S-350
S-330
S-280
優等品
一等品
合格品
優等品
一等品
合格品
優等品
一等品
合格品
可溶固體，ω/% ≥
99.0
98.0
97.0
99.0
98.0
97.0
99.0
98.0
97.0
鐵(Fe)，ω/% ≤
0.015
0.10
——
0.015
0.10
——
0.015
0.10
——
氧化鋁，ω/% ≤
0.0015
0.30
——
0.15
0.30
——
0.15
0.30
——
模數
3.41-3.70
3.10-3.40

2.65-3.10

硅酸鈉分類

按照物態可分為液態硅酸鈉和固態硅酸鈉兩大類。

硅酸鈉液態硅酸鈉

液態Na2O·nSiO2是根據石英砂與鹼的不同比例及鹼的不同種類加以區分的，外觀呈現粘稠液體，不同牌號顏色有明顯差異，從無色變化到灰黑。有①中性Na2O·nSiO2、②鹼性Na2O·nSiO2、③弱鹼性Na2O·nSiO2、④複合Na2O·nSiO2。 [1] 

硅酸鈉固態硅酸鈉

固態Na2O·nSiO2是一種中間產品，外觀大多呈現淡藍色。幹法澆鑄成型的Na2O·nSiO2為塊狀且透明，濕法水淬成型的Na2O·nSiO2為顆粒狀，轉化成液體Na2O·nSiO2才能使用。常見的Na2O·nSiO2固體產品有：①塊狀固體、②粉狀固體、③速溶硅酸鈉、④零水偏硅酸鈉、⑤五水偏硅酸鈉、⑥原硅酸鈉。 [1] 

硅酸鈉用途

硅酸鈉的用途
硅酸鈉是制皂工業中最有價值的填料，將硅酸鈉摻入到洗衣皂中可緩衝洗衣皂的鹼性，減少洗衣皂在水中的損耗，並可增強洗滌能力和防止肥皂酸敗。
硅酸鈉在合成洗滌劑中起助洗、防腐、穩定泡沫的作用。
可用作造紙的填料。
用於製造硅凝膠、硅膠。
用作鑄造工業中粘結劑，粘接砂和黏土，製作成人們需要的各種各樣的鑄型和型芯。 [5] 
水玻璃的用途
水玻璃塗在金屬表面會形成鹼金屬硅酸鹽及SiO2凝膠薄膜，使金屬免受外界酸、鹼等的腐蝕。
用作粘結劑來粘結玻璃、陶瓷、石棉、木材、膠合板等。
用於製造耐火材料、白炭黑、耐酸水泥。
在紡織工業用作漿料、浸漬劑，在紡織物染色和壓花紋時用作固染劑和媒染劑，以及用於絲綢織物加重。
在皮革生產中加入水玻璃，它的分散的膠體SiO2用於生產軟皮革。
在食品工業可用於保存蛋類，防止微生物進入蛋殼空隙造成變質。
在製糖工業，水玻璃可以脱除糖液中的色素和樹脂質。 [5] 

硅酸鈉生產方法

硅酸鈉有幹法、濕法兩種生產工藝。幹法又包括碳酸鈉法、元明粉（硫酸鈉）法、氯化鈉法；濕法以液體純鹼和石英砂為原料，加温、加壓反應後得到液體產品。 [6] 

方法
説明
幹法
碳酸鈉法
根據所需產品的模數要求，將純鹼（Na2CO3） 和粒徑0.180～0.250mm（60~80目）的石英砂 （SiO2）按比例混合均勻送入馬蹄焰窯爐，在1450~1500℃下熔融，高温熔融產物從窯爐出料口流出，通過模子上面的輥子壓制成塊或者水淬成顆粒。
元明粉（又稱硫酸鈉、無水芒硝）法
原料包括硫酸鈉（無水芒硝）、碳粉、石英砂，生產過程和碳酸鈉法相同，不同的是爐內採用負壓操作，在窯後抽風。
氯化鈉法
以氯化鈉（NaCl）和石英砂為原料，將石英砂和氯化鈉混合均勻並熔融，通入蒸汽，反應得到硅酸鈉和鹽酸。此法反應速度較慢，一般工廠均不採用。 [6] 
濕法
——
將液體氫氧化鈉和石英砂按適當比例混合加入壓熱釜內，用蒸汽加熱並進行攪拌，使之直接反應而成液體硅酸鈉，經過濾、濃縮製得成品水玻璃。濕法只能生產模數小於2.5的產品，難以生產高模數的產品，而且反應速度慢，從而限制了此法的應用。我國採用濕法生產液態硅酸鈉僅佔全國總產量的5% 。 [6] 
參考資料