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【背景及概述】[1][2]
硅酸钠又名水玻璃。俗称泡花碱。由内含不同比例的氧化钠和 二氧化硅所组成。普通可资用的硅酸钠的组成有Na2SiO3、Na6Si2O7、Na2Si3O7等，同时带有可变量的水。二氧化硅和氧化钠的摩尔比称做模数。模数大于3的是中性水玻璃，小于3的是碱性水玻璃。有液体、固体和粉状等多种产品。常见的是液体，无色透明或带浅灰色的粘稠物。物理性质随模数不同而异。用作肥皂的填料，瓦楞纸的胶粘剂，金属防腐剂，水软化剂，洗涤剂助剂，陶瓷和耐火材料的原料，纺织品的漂、染和浆料，矿山选矿、防水、堵漏，木材防火，食品防腐以及制胶粘剂、硅胶、硅溶胶、分子筛、白炭黑等。可由纯碱(或硫酸钠加煤粉)和石英砂在高温下熔融变白，再经冷却、粉碎、溶解、浓缩而得。也可由液体烧碱和石英砂加温加压制得。硅酸钠硬化后的主要成分为硅凝胶和固体，比表面积大，大幅提高粘结力，采用中等浓度的特制的粘胶剂和水混合溶液对已水玻璃进行处理，提高耐水性，运输、储存和使用非常方便，特别适用于机械化、自动化操作。广泛应用于冶金、电力、石化及建材 工业中。通过机械粉碎的无水粉末状硅酸钠相比，本法制备的硅酸钠水溶速度、纯净程度都 高于无水粉末状硅酸钠，再通过硅酸钠混入特制的粘胶剂和水混合溶液中，不断与水中的胶粘剂混合，更大程度的提升其粘剂效果。
【应用】[3]
硅酸钠的用途非常广泛，几乎遍及国民经济的各个部门。在化工系统被用来制造 硅胶、白炭黑、沸石分子筛、五水偏硅酸钠、硅溶胶、层硅及速溶粉状硅酸钠、硅酸钾钠等各种硅酸盐类产品，是硅化合物的基本原料。在经济发达国家，以硅酸钠为原料的深加工系列产品已发展到50余种，有些已应用于高、精、尖科技领域；在轻工业中是洗衣粉、肥皂等洗涤剂中不可缺少的原料，也是水质软化剂、助沉剂；在纺织工业中用于助染、漂白和浆纱；在机械行业中广泛用于铸造、砂轮制造和金属防腐剂等；在建筑行业中用于制造快干水泥、耐酸 水泥防水油、土壤固化剂、耐火材料等；在农业方面可制造硅素肥料；另外用作石油催化裂化的硅铝催化剂、肥皂的填料、瓦楞纸的胶粘剂、实验室坩埚等耐高温材料、金属防腐剂、水软化剂、洗涤剂助剂、耐火材料和陶瓷原料、纺织品的漂、染和浆料、矿山选矿、防水、堵漏、木材防火、食品防腐以及制胶粘剂等。
【制备】[3]
一种高品质工业硅酸钠的生产技术，包括以下步骤制备而成：
1) 将固体氢氧化钠与硅微粉按照重量比2.5-3:1的比例加入电熔炉中，升温曲线按照8-10℃/分钟升温至200℃，然后按照4-6℃/分钟升温至320-350℃，经过加温后使所述固体氢氧化钠熔融，再继续按照4-6℃/分钟升温至400-450℃，停止加热，直至所述硅微粉反应完全，即得原硅酸钠粗品；
2) 将所述原硅酸钠粗品冷却至60℃以下，使所述原硅酸钠粗品固化完全，即得固体硅酸钠；
3) 将所述固体硅酸钠溶于特制的粘胶剂和水混合溶液中，过程中，利用煤气发生炉产生的水煤气依次通过旋风除尘器、交换器和蓄热室，蓄热室设置有夹层，夹层与煤气发生炉的余热管连接，通过煤气发生炉的余热对混合溶液进行保温，然后过滤，得到硅酸钠溶液，在所述硅酸钠溶液中加入亚硫酸氢钠生成沉淀轻质二氧化硅以及亚硫酸钠溶液，将生成的混合物过滤；
4) 将步骤(3)结束时产生的滤液的一部分与所述二氧化硫接触反应，且生成的亚硫酸氢钠产品循环到步骤(3)中重复利用；
5) 将步骤(3)结束时得到的滤饼进行酸化、过滤、洗涤和干燥，得到轻质二氧化硅；
6) 将步骤(3)结束时产生的滤液的另一部分滤液浓缩并干燥，获得高品质工业硅酸钠。
【主要参考资料】
[1] 简明精细化工大辞典
[2] 中国中学教学百科全书·化学卷
[3] 赵生保;赵生护.高品质工业硅酸钠的生产技术. CN201710374527.4，申请日2017-05-24