生產硅酸鈉的工藝及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種生產硅酸鈉的工藝，包括以下步驟：1)將石英砂和純堿按照比例配比進行攪拌，形成混合物；2)將混合物均勻送入電極爐，被設置在電極爐內的電極產生的電弧或等離子弧加熱至1400℃～1500℃內，熔化生成液態(tài)硅酸鈉以及CO2；3)將液態(tài)硅酸鈉通過水淬法或者干法成型成品，本發(fā)明還公開了一種生產硅酸鈉的裝置，本發(fā)明生產硅酸鈉的工藝和裝置利用電極產生的電弧或等離子弧對純堿和優(yōu)質石英砂進行加熱熔化，形成和高溫液體物料，達到能耗低、溫度控制精確、產品質量好、原材料損耗小、污染環(huán)境小和降低生產安全。
【專利說明】生產硅酸鈉的工藝及裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬硅酸鹽的【技術領域】，具體是涉及一種生產硅酸鈉的工藝及裝置。

【背景技術】
[0002]目前市場上硅酸鈉常用的干式生產流程采用純堿和優(yōu)質石英砂作為原料，在砂庫內去掉部分水份后，水份均勻的石英砂進入受料口，經過提升機送至料倉后，經過振動料斗振動給料機進入砂堿稱量斗，稱量后，進入混合機，混合均勻后，通過混合料皮帶機、提升機送至爐前料倉，通過裹入式加料機，進入馬蹄焰窯爐，經過煤氣燃燒產生的高溫，在1300~1500°C，經過一系列復雜的化學物理反應，形成1100~1200°C的高溫液體物料，象玻璃液一樣，經過成型后，形成固態(tài)產品，現(xiàn)有的硅酸鈉生產工藝危險性極大，由于煤氣與空氣混合遇高溫容易發(fā)生爆炸，爆炸極限非常寬，因此馬蹄焰窯爐內內要求煤氣中氧氣含量低于1%，在操作中避免使煤氣和空氣混合，另外還有能耗好、溫度難控制、產品質量差、原材料損耗大和污染環(huán)境等缺陷。


【發(fā)明內容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種生產硅酸鈉的工藝，該生產硅酸鈉的工藝利用電極產生的電弧或等離子弧對純堿和優(yōu)質石英砂進行加熱熔化，形成和高溫液體物料，達到能耗低、溫度控制精確、產品質量好、原材料損耗小、污染環(huán)境小和降低生產安全。
[0004]為了達到上述目的，本發(fā)明一種生產硅酸鈉的工藝，包括以下步驟:
[0005]I)將石英砂和純堿按照比例配比進行攪拌，形成混合物；
[0006]2)將混合物均勻送入電極爐，被設置在電極爐內的電極產生的電弧或等離子弧加熱至1400°C~1500°C內，熔化生成液態(tài)硅酸鈉以及CO2 ；
[0007]3)將液態(tài)硅酸鈉通過水淬法或者干法成型成品。
[0008]進一步，在步驟2)中，向電極爐內吹入壓力氣體，所述壓力氣體經過電極產生的電弧或等離子弧加熱形成800°C~1000°C的高溫氣體，混合物在電極爐內的預熱區(qū)進行預熱。
[0009]進一步，所述壓力氣體由中空的電極棒吹入電極爐爐內的。
[0010]進一步，所述壓力氣體設置為氮氣，其壓力范圍為:0.2~0.6mMpa。
[0011]本發(fā)明還公開了一種生產硅酸鈉的裝置，包括投料倉和設置在投料倉下方的電極爐、所述電極爐內自上向下設置有預熱區(qū)、高溫區(qū)和熔池，所述電極爐內設置有端部延伸至高溫區(qū)的電極棒，所述電極爐頂部和底部分別設置有排煙口和出料口。
[0012]進一步，所述電極棒設置為不少于2根且均勻分布在電極爐的爐壁上。
[0013]進一步，所述電極爐內設置有溫度傳感器和壓力傳感器。
[0014]進一步，所述高溫區(qū)內設置有與電極棒對應設置為電極板。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:
[0016]本發(fā)明生產硅酸鈉的工藝利用電極產生的電弧或等離子弧對純堿和優(yōu)質石英砂進行加熱熔化，形成和高溫液體物料，達到能耗低、溫度控制精確、產品質量好、原材料損耗小、污染環(huán)境小和降低生產安全。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]為了使本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進行說明:
[0018]圖1為本發(fā)明生產硅酸鈉的裝置的結構示意圖。
[0019]附圖標記:1_電極爐；2_投料倉；3-預熱區(qū)；4_高溫區(qū)；5-熔池；6_電極棒；7_電極板；8_溫度傳感器；9_壓力傳感器；10-排煙口； 11-出料口。

【具體實施方式】
[0020]下面將結合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。
[0021]本發(fā)明一種生產硅酸鈉的工藝，包括以下步驟:
[0022]I)將石英砂和純堿按照比例配比進行攪拌，形成混合物；硅酸鈉又稱水玻璃，其模數(shù)在3以上的稱為“中性”水玻璃，模數(shù)在3以下的稱為“堿性”水玻璃，在砂庫內去掉部分水份后，水份均勻的石英砂進入受料口，經過提升機送至料倉后，經過振動料斗振動給料機進入砂堿稱量斗，稱量后，進入混合機，混合均勻形成混合物原料，配方投料量(以干基計)按下式計算:M1 = MXM2 X 60/106式中:M1:應投入石英砂的質量Kg ；M2:投入純堿的質量Kg ；M:硅酸鈉產品的模數(shù)。
[0023]2)將混合物均勻送入電極爐，被設置在電極爐內的電極產生的電弧或等離子弧加熱至1400°C~1500°C內，熔化生成液態(tài)硅酸鈉以及CO2，混合物通過混合料皮帶機、提升機送至投料倉，通過裹入式加料機，進入電極爐，經過電極爐內的電極產生的電弧或等離子弧加熱產生的高溫，在1400~1500°C，經過一系列復雜的化學物理反應，化學反應式=Na2CO3=Na20+C02，Na2OnS12 = Na2CHnS12反應熔爐的溫度越高，反應越完全，反應溫度過低，熔料中會帶來未熔化的石英砂粒，影響產品質量，形成1100~1200°C的高溫液體物料，象玻璃液一樣；
[0024]3)將液態(tài)硅酸鈉通過水淬法或者干法成型成品。
[0025]進一步，優(yōu)選的在步驟2)中，向電極爐內吹入壓力氣體，所述壓力氣體經過電極產生的電弧或等離子弧加熱形成800°C~1000°C的高溫氣體，混合物在電極爐內的預熱區(qū)進行預熱，石英砂根據顆粒的大小劃分:顆粒大于0.5毫米為粗沙；小于0.5毫米為細沙；介于二者之間者為中沙；0.1毫米左右的稱為粉狀沙，石英砂的顏色，隨雜質氧化物的含量而改變。氧化物含量小于0.05%的石英砂呈白色。隨含鐵量的增加，則由白色逐漸向淺紅色過渡。若將石英砂加熱到800~1000°C，可使砂中的淡色氧化物變?yōu)樯钌?，當純堿呈熔化狀態(tài)時，反應特別迅速。
[0026]進一步，優(yōu)選的所述壓力氣體由中空的電極棒吹入電極爐爐內的，該結構有利于電極棒給壓力空氣加熱。
[0027]進一步，優(yōu)選的所述壓力氣體設置為氮氣，其壓力范圍為:0.2~0.6mMpa。
[0028]如圖1所示為本發(fā)明生產硅酸鈉的裝置的結構示意圖；本發(fā)明還公開了一種生產硅酸鈉的裝置包括投料倉2和設置在投料倉2下方的電極爐1、所述電極爐I內自上向下設置有預熱區(qū)3、高溫區(qū)4和熔池5，所述電極爐I內設置有端部延伸至高溫區(qū)5的電極棒6，所述電極爐I頂部和底部分別設置有排煙口 10和出料口 11。
[0029]本實施例利用電極產生的電弧或等離子弧對純堿和優(yōu)質石英砂進行加熱熔化，形成和高溫液體物料，達到能耗低、溫度控制精確、產品質量好、原材料損耗小、污染環(huán)境小和降低生產安全。
[0030]進一步，優(yōu)選的所述電極棒6設置為不少于2根且均勻分布在電極爐I的爐壁上，本實施例電極棒的根數(shù)根據物料組份含量比例不同及不同模數(shù)(含Na2O量)、熔融時的電阻率也不同，電阻率取決于物料組份含量比例不同及不同模數(shù)(含Na2O量)。
[0031]進一步，優(yōu)選的所述電極爐I內設置有溫度傳感器8和壓力傳感器9，通過設置有溫度傳感器8和壓力傳感器9能夠精確控制電極爐I內的壓力和溫度，有利于提高產品質量好。
[0032]進一步，優(yōu)選的所述高溫區(qū)5內設置有與電極棒6對應設置為電極板7，電極板7安裝在距爐底200mm~300mm,距上部熔液50mm~80mm,為了防止電極氧化,在電極表面米用多層玻璃絲布，每層玻璃絲布刷一次液體硅酸鈉，進行密封，電極板接觸爐壁與電連接端是采用不銹鋼板制作的密封水冷套，套在電極柄上，鋼套與電極接觸面要用石墨粉和浙青加熱調成糊狀使其填實，鋼套端頭焊有進、出水管和導電板。
[0033]最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經對本發(fā)明進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權利要求書所限定的范圍。
【權利要求】
1.一種生產硅酸鈉的工藝，其特征在于:包括以下步驟: 1)將石英砂和純堿按照比例配比進行攪拌，形成混合物； 2)將混合物均勻送入電極爐，被設置在電極爐內的電極產生的電弧或等離子弧加熱至1400°C~1500°C內，熔化生成液態(tài)硅酸鈉以及CO2 ； 3)將液態(tài)硅酸鈉通過水淬法或者干法成型成品。
2.如權利要求1所述的生產硅酸鈉的工藝，其特征在于:在步驟2)中，向電極爐內吹入壓力氣體，所述壓力氣體經過電極產生的電弧或等離子弧加熱形成800°C~1000°C的高溫氣體，混合物在電極爐內的預熱區(qū)進行預熱。
3.如權利要求2所述的生產硅酸鈉的工藝，其特征在于:所述壓力氣體由中空的電極棒吹入電極爐爐內的。
4.如權利要求3所述的生產硅酸鈉的工藝，其特征在于:所述壓力氣體設置為氮氣，其壓力范圍為:0.2~0.6mMpa。
5.一種生產硅酸鈉的裝置，其特征在于:包括投料倉和設置在投料倉下方的電極爐、所述電極爐內自上向下設置有預熱區(qū)、高溫區(qū)和熔池，所述電極爐內設置有端部延伸至高溫區(qū)的電極棒，所述電極爐頂部和底部分別設置有排煙口和出料口。
6.如權利要求5所述的生產硅酸鈉的裝置，其特征在于:所述電極棒設置為不少于2根且均勻分布在電極爐的爐壁上。
7.如權利要求5所述的生產硅酸鈉的裝置，其特征在于:所述電極爐內設置有溫度傳感器和壓力傳感器。
8.如權利要求5所述的生產硅酸鈉的裝置，其特征在于:所述高溫區(qū)內設置有與電極棒對應設置為電極板。
【文檔編號】C01B33/32GK104071800SQ201410304184
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權日:2014年6月27日
【發(fā)明者】歐海燕 申請人:大足縣藍盾水玻璃廠