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二氧化硅怎么制取

作者:化工綜合網發布時間:2023-12-28分類:膠粘劑瀏覽:90


導讀:二氧化硅怎么制取沙子和炭高溫如何從硅石中提取出二氧化硅?硅石大量用作建筑材料的原料,也是無機鹽工業的重要原料。用化學方法可將硅石加工成一系列硅化合物。硅石一般指純度較高的天然...

二氧化硅怎么制取

沙子和炭高溫

如何從硅石中提取出二氧化硅?

硅石大量用作建筑材料的原料,也是無機鹽工業的重要原料。用化學方法可將硅石加工成一系列硅化合物。硅石一般指純度較高的天然石英砂即二氧化硅,在自然界中分布廣,儲藏量大,很多國家都有大型優質礦,開采量大。

加工方法 硅石經化學加工,除還原生產單質硅外,首先得到硅化合物的母體產品硅酸鈉(俗稱水玻璃),主要有堿法和硫酸鈉法兩種。

堿法 硅石不溶于水和酸,但易與堿反應生成硅酸鈉,所以堿法是硅石化學加工的主要方法。堿法又分為干法(純堿法)和濕法(燒堿法)。

①干法(純堿法) 將含二氧化硅99%以上的硅石粉碎到50~80目,與純堿按一定比例配合,在1100~1350℃的高溫下焙燒4~6h,生成熔融態物料,反應式為:

xSiO2+nNa2CO3—→nNa2O·xSiO2+nCO2

式中x和n的摩爾比稱為硅酸鈉的模數,工業用硅酸鈉的模數一般為1.0~3.8。選擇不同的配料比可得到不同模數的產品。在高溫生產中堿易損失,故配堿量往往要稍高于模數要求的理論量。

得到的熔融物料除含硅酸鈉外,還含有未反應的硅石等水不溶物,用水溶解分離掉熔融體中不溶物,得到無色透明的粘稠液體即硅酸鈉產品。

干法易于制造高模數的硅酸鈉產品,生產條件要求不太苛刻,易于工業生產。但能耗大,操作條件差。

②濕法(燒堿法) 將粉碎至120目以上的硅石粉(SiO2)含量高于99%),與燒堿按一定比例(由產品模數而定)配合,放入帶攪拌的加壓反應釜中,通蒸汽加熱到175℃以上,壓力控制在811kPa以上,反應4~6h,冷卻后過濾,除去未反應的二氧化硅,即可得到液體硅酸鈉產品,反應式為:

xSiO2+2nNaOH—→nNa2O·xSiO2+nH2O

濕法能耗低,操作環境較好,但不易得高模數產品。

硫酸鈉法 將含二氧化硅達98%的硅石粉碎到80目,與硫酸鈉(其配比按產品的模數定)和煤粉按一定比例配合,在反射爐內反應。首先硫酸鈉還原成硫化鈉,后者與硅石反應得硅酸鈉,同時放出二氧化硫。反應式為:

Na2SO4+4C—→Na2S+4CO

nNa2S+xSiO2+3/2nO2—→nNa2O·xSiO2+nSO2

在反應中硫酸鈉往往還原不完全,在高溫下呈熔融態浮于硅酸鈉熔體表面,稱為硝水,硝水的腐蝕性極強,易腐蝕爐襯,同時遇水易爆炸。并且該反應中產生二氧化硫,污染環境,故工業上很少采用。

標簽:硅石二氧化硅取出


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