[发明专利]一种干、湿法结合生产液态高模数水玻璃的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及水玻璃的生产方法，特别指一种干、湿法结合生产液态高模数水玻璃的工艺方法。

背景技术

水玻璃又名硅酸钠，目前生产方法主要有两种：干法和湿法。干法生产液态水玻璃长期存在以下问题：一是模数高低不易控制；二是主要生产设备马蹄炉长期在高温下运行，炉膛内衬里毁损严重，生产周期短，维修成本高；三是炉膛内结物多，效率低，日产量低；四是完全用水玻璃固体来生产水玻璃溶液，系高温高压操作，安全系数低，蒸汽消耗量大；五是马蹄炉燃料为干气、天然气、工业煤等，生产成本高，污染严重；六是干法生产的液态高模数水玻璃粘度大，过滤困难，只能自然沉降杂质，需较长时间澄清才能获得合格产品。湿法生产的液态高模数水玻璃溶液（模数M＞3）的生产工艺还不成熟，只能生产低模数（M＜3）水玻璃溶液。虽然湿法工艺环保和经济效益都远优于干法，但M＜3的模数无法满足工业需要。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种经济效益和社会效益更大化的干、湿法结合生产液态高模数水玻璃的工艺方法。

本发明包括以下步骤：

1、干法生产高模数（模数M＞3.5）液态水玻璃：用纯碱和石英砂为原料。纯碱和石英砂按1:2.5～2.6的重量比经过称量、混料后进入马蹄炉，以炼油厂干气为燃料在1300～1500℃高温条件下将混合物进行完全熔化形成熔融状的水玻璃溶状物，经马蹄炉出料小炉流入固体水玻璃流槽内，在强力水流的带动下进入水淬机，在水淬机内用循环水冷却成固体水玻璃。将固体水玻璃和水按1：1.6比例加入旋转的卧式高压容器中，通入压力1Mpa左右的饱和蒸汽，经过2小时左右的高压溶解生成模数可大于3.5液态水玻璃。

2、湿法生产低模数（模数2.5＜M＜2.8）液态水玻璃：用低浓度的液态烧碱和石英砂为原料。液态烧碱和石英砂按1:1～1.2的重量比进入配料罐，在配料罐内配料搅拌2小时左右后用料浆泵导入反应釜中，通入0.65MPa饱和蒸汽反应2小时左右，生产的湿法水玻璃溶液模数为2.5＜M＜2.8。

3、干法和湿法结合调配：分别按1.2：8.8体积比将干法生产的高模数水玻璃溶液和湿法生产的低模数水玻璃加入到调模罐中，根据所需水玻璃溶液模数将高、低模数水玻璃溶液相混合进行调配。经1小时左右的加热搅拌后采样分析其模数，如果模数高于所需值则计算后补充湿法生产的低模水玻璃溶液，如果模数低于所需值则计算后补充干法生产的高模水玻璃溶液，最终通过调配后使水玻璃溶液的模数达到要求。（3.2＜M＜3.4）。

4、调配公式为：

M= M₁* M₂*（N₁*V₁+ N₂*V₂）/（M₂*N₁*V₁+ M₁*N₂*V₂），其中：

M：为干湿法生产后的水玻璃溶液模数；

M₁、M₂ ：分别为干法、湿法生产的水玻璃溶液模数；

N₁、N₂ ：分别为干法、湿法生产的水玻璃溶液中二氧化硅含量，g/l；

V₁、V₂ ：分别为干法、湿法生产时所需水玻璃溶液的体积。

本发明所述的纯碱为：含量为98%的碳酸钠，化学式为Na₂CO₃，白色粉末，相对密度为2.532，熔点为851°C。

本发明所述的液态烧碱为：含量为50%的氢氧化钠溶液，化学式为NaOH，无色透明液态，相对密度为2.13，熔点为318.4°C。

本发明所述的石英砂：主要成分是99%的SiO₂，乳白色带红色或无色半透明状细小颗粒，相对密度为2.65，熔点为1750°C。

本发明根据所需液态水玻璃的模数，来确定干法生产的固体水玻璃用量和湿法生产的水玻璃溶液的用量，按比例进行调配，再过滤成成品。本发明生产的液态水玻璃模数达到3.2＜M＜3.4，能够满足石化行业的需要。

本发明具有以下优点和有益效果：