1硅酸鈉簡介

化學式
Na₂SiO₃·9H₂O
性狀
無色正交雙錐結晶或白色至灰白色塊狀物或粉末。能風化。在100℃時失去6分子結晶水。易溶於水,溶於稀氫氧化鈉溶液,不溶於乙醇和酸。熔點40~48℃。低毒,半數致死量(大鼠,經口)1280mg/kg(無結晶水)
用途
分析試劑。防火劑。黏合劑。
水玻璃的用途
A、塗刷材料表面,提高其抗風化能力 以密度為1.35g/cm³的水玻璃浸漬或塗刷黏土磚、水泥混凝土、硅酸鹽混凝土、石材等多孔材料,可提高材料的密實度、強度、抗滲性、抗凍性及耐水性等。
B、加固土 將水玻璃和氯化鈣溶液交替壓注到土中,生成的硅酸凝膠在潮濕環境下,因吸收土中水分處於膨脹狀態,使土固結。
C、配製速凝防水劑。
D、修補磚牆裂縫 將水玻璃、粒化高爐礦渣粉、砂及氟硅酸鈉按適當比例拌合后,直接壓入磚牆裂縫,可起到粘結和補強作用。
E、硅酸鈉水溶液可做防火門的外表面。
F、可用來製作耐酸膠泥,用於爐窖類的內襯。

2分類介紹

1.硅酸鈉分兩種,一種為偏硅酸鈉,化學式Na₂SiO₃,式量122.00。另一種為正硅酸鈉(原硅酸鈉),化學式Na₄SiO₄,相對分子質量184.04。
2.正硅酸鈉是無色晶體,熔點1291K(1088℃),不多見。水玻璃溶液因水解而呈鹼性(比純鹼稍強)。因系弱酸鹽所以遇鹽酸,硫酸、硝酸、二氧化碳都能析出硅酸。保存時應密切防止二氧化碳進入,並應使用橡膠塞以防粘住磨口玻璃塞。工業上常用純鹼與石英共熔製取Na₂CO₃+SiO₂→Na₂SiO₃+CO₂↑,製品常因含亞鐵鹽而帶淺藍綠色。用為無機粘接製劑(可與滑石粉等混合共用),肥皂填充劑,調製耐酸混凝土,加入顏料后可做外牆的塗料,灌入古建築基礎土壤中使土壤堅固以防倒塌。
3.偏硅酸鈉是普通泡化鹼與燒鹼水熱反應而製得的低分子晶體,商品有無水、五水和九水合物,其中九水合物只有中國市場上存在,是在上世紀80年代急需偏硅酸鈉而倉促開發的技術含量較低的應急產品,因其熔點只有42℃,貯存時很容易變為液體或膏狀,正逐步被淘汰,但由於一些用戶習慣和一些領域對結晶水不是很在意,九水偏硅酸鈉還是有一定市場。

3生產方法

硅酸鈉的生產方法分干法(固相法)和濕法(液相法)兩種。
1.干法生產 是將石英砂和純鹼按一定比例混合后在反射爐中加熱到1400 ℃左右,生成熔融狀硅酸鈉;
2.濕法生產以石英岩粉和燒鹼為原料,在高壓蒸鍋內,0.6~1.0 Mpa蒸汽下反應,直接生成液體水玻璃。微硅粉可代替石英礦生產出模數為4的硅酸鈉。

4物化性質

硅酸鈉變質原理
Na₂SiO₃+CO₂+H₂O=H₂SiO₃↓+Na₂CO₃
提高抗風化能力
水玻璃溶液塗刷或浸漬材料后,能滲入縫隙和孔隙中,固化的硅凝膠能堵塞毛細孔通道,提高材料的密度和強度,從而提高材料的抗風化能力。但水玻璃不得用來塗刷或浸漬石膏製品。因為水玻璃與石膏反應生成硫酸鈉(Na₂SO₄),在制品孔隙內結晶膨脹,導致石膏製品開裂破壞。
配製速凝防水劑
水玻璃可與多種礬配製成速凝防水劑,用於堵漏、填縫等局部搶修。這種多礬防水劑的凝結速度很快,一般為幾分鐘,其中四礬防水劑不超過1min,故工地上使用時必須做到即配即用。
多礬防水劑常用膽礬(硫酸銅)、紅礬(重鉻酸鉀,K₂Cr₂O₇)、明礬(也稱白礬,硫酸鋁鉀)、紫礬等四種礬。
配製耐熱砂漿
水玻璃膠凝主要用於耐火材料的砌築和修補。水玻璃耐熱砂漿和混凝土主要用於高爐基礎和其他有耐熱要求的結構部位。
黏結劑
五十年代水玻璃吹二氧化碳工藝廣泛應用,該工藝水玻璃加入量高、潰散性差,舊砂不能回用,浪費硅砂資源,大量外排固體廢棄物,破壞生態環境,生產鑄件質量粗糙,使其面臨被淘汰。
酯硬化新型水玻璃自硬砂1999年問世,水玻璃加入量1.8~3.0%,強度高、潰散性好、舊砂可再生回用,回用率80~90%,可使用時間可調,可用於機械化造型生產線,也可用於單件小批量生產。可生產幾公斤至幾百噸的各種鑄件,現已在鐵路車輛、冶金機械、重型機械、礦山機械、通用機械廠幾十家企業推廣應用。
新型水玻璃被稱為符合可持續發展的綠色環保型鑄造黏結劑。

5主要特點

耐酸性好
可以抵抗除氫氟酸(HF)、熱磷酸和高級脂肪酸以外的幾乎所有無機和有機酸。
耐鹼性和耐水性差
因和混合后易均溶於鹼,故水玻璃不能在鹼性環境中使用。同樣由於 、NaF、Na₂CO₃均溶於水而不耐水,但可採用中等濃度的酸對已硬化水玻璃進行酸洗處理,提高耐水性。

6其他相關知識

水玻璃的凝結固化
水玻璃在空氣中的凝結固化與石灰的凝結固化非常相似,主要通過碳化和脫水結晶固結兩個過程來實現。
隨著碳化反應的進行,硅膠含量增加,接著自由水分蒸發和硅膠脫水成固體而凝結硬化,其特點是:
1.速度慢。由於空氣中CO₂濃度低,故碳化反應及整個凝結固化過程十分緩慢。
2.體積收縮。
3.強度低。
為加速水玻璃的凝結固化速度和提高強度,水玻璃使用時一般要求加入固化劑氟硅酸鈉,分子式為Na₂SiF₆。
氟硅酸鈉的摻量一般為12%~15%。摻量少,凝結固化慢,且強度低;摻量太多,則凝結硬化過快,不便施工操作,而且硬化后的早期強度雖高,但後期強度明顯降低。因此,使用時應嚴格控制固化劑摻量,並根據氣溫、濕度、水玻璃的模數、密度在上述範圍內適當調整。即:氣溫高、模數大、密度小時選下限,反之亦然。
健康危害
吸入本品蒸氣或霧對呼吸道粘膜有刺激和腐蝕性,可引起化學性肺炎。液體或霧對眼有強烈刺激性,可致結膜和角膜潰瘍。皮膚接觸液體可引起皮炎或灼傷。攝入本品液體腐蝕消化道,出現噁心、嘔吐、頭痛、虛弱及腎損害。
急救措施
皮膚接觸:立即脫去污染的衣著,用大量流動清水沖洗至少15分鐘。就醫。
眼睛接觸:立即提起眼瞼,用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫。
吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。
食入:用水漱口,給飲牛奶或蛋清。就醫。
泄漏應急處理
迅速撤離泄漏污染區人員至安全區,並進行隔離,嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防毒服。儘可能切斷泄漏源。若是液體。小量泄漏:用大量水沖洗,洗水稀釋後放入廢水系統。大量泄漏:構築圍堤或挖坑收容。用泵轉移至槽車或專用收集器內,回收或運至廢物處理場所處置。若是固體,用潔凈的鏟子收集於乾燥、潔凈、有蓋的容器中。若大量泄漏,收集回收或運至廢物處理場所處置。

7所屬行業

水玻璃產品屬於無機鹽製造業
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