五水偏硅酸钠生产方法的部分工艺设备改进

摘 要：改进常规以石英砂和高浓度液碱为原料生产五水偏硅酸钠的溶液结晶法生产工艺和设备，采用本地丰富的石英砂硅矿资源和公司自产30%～32%液体烧碱为原料生产五水偏硅酸钠，免除液碱蒸发浓缩的过程，减少蒸汽消耗，同时延长设备使用寿命，降低生产成本，节能降耗。

关键词：五水偏硅酸钠；石英砂；液体烧碱；节能降耗

五水偏硅酸钠又名五水合硅酸钠、水合硅酸钠，分子式为Na2SiO3·5H2O（通常写作SiO2·Na2O·5H2O），是一种无毒、无味、无公害的白色粉末或结晶颗粒，属于无机盐产品，具有去垢、乳化、分散、湿润、渗透性及对PH值有缓冲能力。五水偏硅酸钠在洗涤剂、陶瓷、电镀、纺织、印染、造纸、水泥、混凝土、耐火材料、油脂和皮革加工等工业领域有着大量的应用，被国家列为“我国优先发展的精细化学品”和“今后我国无机化工产品发展重点”之一。

五水偏硅酸钠的生产通常是用石英砂SiO2和纯碱NaCO3（或烧碱NaOH）反应生产硅酸钠，再以烧碱调节硅钠比而制得，也可以直接以硅酸钠和烧碱为原料进行制备。目前五水偏硅酸钠的生产方法有溶液结晶法、熔固结晶法、造粒法等。

我公司所处广西柳城县拥有储量丰富、二氧化硅含量达90%以上的高品质石英砂硅矿资源，并且公司氯碱装置自产32%离子膜烧碱，因此公司拟利用本地石英砂和自产液碱为原料生产五水偏硅酸钠产品，以延伸氯碱下游产业链。

1 在常规溶液结晶法生产五水偏硅酸钠的工艺方法中存在的缺陷

1.1 通常以二氧化硅含量为90%以上的石英砂和含量为38%～80%的液碱为原料，反应完成后经过冷却结晶制得。由于需要的烧碱溶液浓度为38%以上，这样必须对电解出来的32%左右的烧碱进行蒸发浓缩才能使用，不仅延长了生产时间，还造成了蒸汽能源消耗的浪费，导致生产成本较高。

1.2 业内一般采用传统三足离心机、母液循环法生产五水偏硅酸钠，存在固液分离不理想、劳动强度大、人员配置多等缺陷。

1.3 业内一般采用喷雾造粒干燥工艺用于大规模生产时，存在物料温度较高，易腐蚀干燥机设备，造成使用寿命短等缺陷。

针对上述问题，我公司于2014年成立了技改专项课题小组，研究对常规溶液结晶法五水偏硅酸钠生产工艺设备进行部分改进，以期能够实现大幅节能降耗降，从而降低生产成本。经与设计单位深入探讨及装置试生产期间的多次试验改进，现已成功解决上述常规生产工艺中存在的各项缺陷。

2 改进措施

2.1 生产原料由原来使用的50%烧碱改为32%烧碱，即利用氯碱装置产出的起始温度为88℃的32%热液碱，与预处理过的石英砂按一定比例（依预定模数而定，如m=2.4）投入混合反应釜，通入少量蒸汽（0.33t）在100～150℃的温度范围内反应制得硅酸钠溶液。在后续调模过程中同样以88℃的32%热碱加入，通入少量蒸汽（0.113t）进行浓缩。

此改造的好处在于，不仅免除了30%～32%液碱蒸发浓缩的过程，减少了液碱蒸发1.2t/t的蒸汽消耗；而且充分利用了热液碱的能量，提高了反应釜内物料的初始温度，缩短了物料的加热升温升压过程时间，大大地减少了蒸汽用量，节约了能耗。经实际生产数据比较，生产1吨成品能够节约约19%的蒸汽。

2.2 采用自动活塞离心机替代传统的三足离心机设备，通过试验调整优化滤板缝隙，实现无人值守自动固液分离，提高了生产效率，并降低了成本。

2.3 采用连续雾化造粒干燥工艺，在流化床干燥机内增加筛分装置，采用二次筛分形式，增加高温物料的冷却环节；并在雾化造粒干燥过程中，用冷风机通入自然风，将常规的控制指标110℃改进为80～90℃，以减小对干燥机的腐蚀和磨损，延长设备使用寿命。

目前我公司已成功地建成了2万t/a偏硅酸钠生产线一条，并实现了稳定经济运行。通过对上述常规五水偏硅酸钠生产方法中相关工艺设备的改进，极大地降低了能源消耗，提高了生产效率和设备寿命，实现了良好的经济效益。

参考文献

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[2] 李国庭等.以活性SiO2为原料制取五水偏硅酸钠新工艺[J].非金属矿，1999（07）.

[3] 董丽敏等.溶液结晶法制备五水偏硅酸钠[J].纯碱工业，2000（05）.

[4] 五水偏硅酸钠的生产方法[J].无机盐工业，2005，37（06）.

[5] 缪应菊等.五水偏硅酸钠制备工艺现状[J].无机盐工业，2014（12）.

作者简介：唐荷（1981.12- ），本科，广西人，柳州东风化工股份有限公司，从事工作：负责公司研发、技术、质量、信息化、新项目管理工作。