生產(chǎn)硅酸鈉的工藝及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種生產(chǎn)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(jìn)行攪拌，形成混合物；2)將混合物均勻送入電極爐，被設(shè)置在電極爐內(nèi)的電極產(chǎn)生的電弧或等離子弧加熱至1400℃～1500℃內(nèi)，熔化生成液態(tài)硅酸鈉以及CO2；3)將液態(tài)硅酸鈉通過(guò)水淬法或者干法成型成品，本發(fā)明還公開(kāi)了一種生產(chǎn)硅酸鈉的裝置，本發(fā)明生產(chǎn)硅酸鈉的工藝和裝置利用電極產(chǎn)生的電弧或等離子弧對(duì)純堿和優(yōu)質(zhì)石英砂進(jìn)行加熱熔化，形成和高溫液體物料，達(dá)到能耗低、溫度控制精確、產(chǎn)品質(zhì)量好、原材料損耗小、污染環(huán)境小和降低生產(chǎn)安全。
【專利說(shuō)明】生產(chǎn)硅酸鈉的工藝及裝置

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

【背景技術(shù)】
[0002]目前市場(chǎng)上硅酸鈉常用的干式生產(chǎn)流程采用純堿和優(yōu)質(zhì)石英砂作為原料，在砂庫(kù)內(nèi)去掉部分水份后，水份均勻的石英砂進(jìn)入受料口，經(jīng)過(guò)提升機(jī)送至料倉(cāng)后，經(jīng)過(guò)振動(dòng)料斗振動(dòng)給料機(jī)進(jìn)入砂堿稱量斗，稱量后，進(jìn)入混合機(jī)，混合均勻后，通過(guò)混合料皮帶機(jī)、提升機(jī)送至爐前料倉(cāng)，通過(guò)裹入式加料機(jī)，進(jìn)入馬蹄焰窯爐，經(jīng)過(guò)煤氣燃燒產(chǎn)生的高溫，在1300~1500°C，經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的化學(xué)物理反應(yīng)，形成1100~1200°C的高溫液體物料，象玻璃液一樣，經(jīng)過(guò)成型后，形成固態(tài)產(chǎn)品，現(xiàn)有的硅酸鈉生產(chǎn)工藝危險(xiǎn)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(nèi)內(nèi)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(chǎn)品質(zhì)量差、原材料損耗大和污染環(huán)境等缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)硅酸鈉的工藝，該生產(chǎn)硅酸鈉的工藝?yán)秒姌O產(chǎn)生的電弧或等離子弧對(duì)純堿和優(yōu)質(zhì)石英砂進(jìn)行加熱熔化，形成和高溫液體物料，達(dá)到能耗低、溫度控制精確、產(chǎn)品質(zhì)量好、原材料損耗小、污染環(huán)境小和降低生產(chǎn)安全。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明一種生產(chǎn)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(jìn)行攪拌，形成混合物；
[0006]2)將混合物均勻送入電極爐，被設(shè)置在電極爐內(nèi)的電極產(chǎn)生的電弧或等離子弧加熱至1400°C~1500°C內(nèi)，熔化生成液態(tài)硅酸鈉以及CO2 ；
[0007]3)將液態(tài)硅酸鈉通過(guò)水淬法或者干法成型成品。
[0008]進(jìn)一步，在步驟2)中，向電極爐內(nèi)吹入壓力氣體，所述壓力氣體經(jīng)過(guò)電極產(chǎn)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(nèi)的預(yù)熱區(qū)進(jìn)行預(yù)熱。
[0009]進(jìn)一步，所述壓力氣體由中空的電極棒吹入電極爐爐內(nèi)的。
[0010]進(jìn)一步，所述壓力氣體設(shè)置為氮?dú)?，其壓力范圍?0.2~0.6mMpa。
[0011]本發(fā)明還公開(kāi)了一種生產(chǎn)硅酸鈉的裝置，包括投料倉(cāng)和設(shè)置在投料倉(cāng)下方的電極爐、所述電極爐內(nèi)自上向下設(shè)置有預(yù)熱區(qū)、高溫區(qū)和熔池，所述電極爐內(nèi)設(shè)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(shè)置有排煙口和出料口。
[0012]進(jìn)一步，所述電極棒設(shè)置為不少于2根且均勻分布在電極爐的爐壁上。
[0013]進(jìn)一步，所述電極爐內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器和壓力傳感器。
[0014]進(jìn)一步，所述高溫區(qū)內(nèi)設(shè)置有與電極棒對(duì)應(yīng)設(shè)置為電極板。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:
[0016]本發(fā)明生產(chǎn)硅酸鈉的工藝?yán)秒姌O產(chǎn)生的電弧或等離子弧對(duì)純堿和優(yōu)質(zhì)石英砂進(jìn)行加熱熔化，形成和高溫液體物料，達(dá)到能耗低、溫度控制精確、產(chǎn)品質(zhì)量好、原材料損耗小、污染環(huán)境小和降低生產(chǎn)安全。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行說(shuō)明:
[0018]圖1為本發(fā)明生產(chǎn)硅酸鈉的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]附圖標(biāo)記:1_電極爐；2_投料倉(cāng)；3-預(yù)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(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0021]本發(fā)明一種生產(chǎn)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(jìn)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(kù)內(nèi)去掉部分水份后，水份均勻的石英砂進(jìn)入受料口，經(jīng)過(guò)提升機(jī)送至料倉(cāng)后，經(jīng)過(guò)振動(dòng)料斗振動(dòng)給料機(jī)進(jìn)入砂堿稱量斗，稱量后，進(jìn)入混合機(jī)，混合均勻形成混合物原料，配方投料量(以干基計(jì))按下式計(jì)算:M1 = MXM2 X 60/106式中:M1:應(yīng)投入石英砂的質(zhì)量Kg ；M2:投入純堿的質(zhì)量Kg ；M:硅酸鈉產(chǎn)品的模數(shù)。
[0023]2)將混合物均勻送入電極爐，被設(shè)置在電極爐內(nèi)的電極產(chǎn)生的電弧或等離子弧加熱至1400°C~1500°C內(nèi)，熔化生成液態(tài)硅酸鈉以及CO2，混合物通過(guò)混合料皮帶機(jī)、提升機(jī)送至投料倉(cāng)，通過(guò)裹入式加料機(jī)，進(jìn)入電極爐，經(jīng)過(guò)電極爐內(nèi)的電極產(chǎn)生的電弧或等離子弧加熱產(chǎn)生的高溫，在1400~1500°C，經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的化學(xué)物理反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)式=Na2CO3=Na20+C02，Na2OnS12 = Na2CHnS12反應(yīng)熔爐的溫度越高，反應(yīng)越完全，反應(yīng)溫度過(guò)低，熔料中會(huì)帶來(lái)未熔化的石英砂粒，影響產(chǎn)品質(zhì)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(guò)水淬法或者干法成型成品。
[0025]進(jìn)一步，優(yōu)選的在步驟2)中，向電極爐內(nèi)吹入壓力氣體，所述壓力氣體經(jīng)過(guò)電極產(chǎn)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(nèi)的預(yù)熱區(qū)進(jìn)行預(yù)熱，石英砂根據(jù)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(xì)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(zhì)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(guò)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?，?dāng)純堿呈熔化狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)特別迅速。
[0026]進(jìn)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(nèi)的，該結(jié)構(gòu)有利于電極棒給壓力空氣加熱。
[0027]進(jìn)一步，優(yōu)選的所述壓力氣體設(shè)置為氮?dú)?，其壓力范圍?0.2~0.6mMpa。
[0028]如圖1所示為本發(fā)明生產(chǎn)硅酸鈉的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；本發(fā)明還公開(kāi)了一種生產(chǎn)硅酸鈉的裝置包括投料倉(cāng)2和設(shè)置在投料倉(cāng)2下方的電極爐1、所述電極爐I內(nèi)自上向下設(shè)置有預(yù)熱區(qū)3、高溫區(qū)4和熔池5，所述電極爐I內(nèi)設(shè)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(shè)置有排煙口 10和出料口 11。
[0029]本實(shí)施例利用電極產(chǎn)生的電弧或等離子弧對(duì)純堿和優(yōu)質(zhì)石英砂進(jìn)行加熱熔化，形成和高溫液體物料，達(dá)到能耗低、溫度控制精確、產(chǎn)品質(zhì)量好、原材料損耗小、污染環(huán)境小和降低生產(chǎn)安全。
[0030]進(jìn)一步，優(yōu)選的所述電極棒6設(shè)置為不少于2根且均勻分布在電極爐I的爐壁上，本實(shí)施例電極棒的根數(shù)根據(jù)物料組份含量比例不同及不同模數(shù)(含Na2O量)、熔融時(shí)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(jìn)一步，優(yōu)選的所述電極爐I內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器8和壓力傳感器9，通過(guò)設(shè)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(nèi)的壓力和溫度，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量好。
[0032]進(jìn)一步，優(yōu)選的所述高溫區(qū)5內(nèi)設(shè)置有與電極棒6對(duì)應(yīng)設(shè)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(jìn)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(diào)成糊狀使其填實(shí)，鋼套端頭焊有進(jìn)、出水管和導(dǎo)電板。
[0033]最后說(shuō)明的是，以上優(yōu)選實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種生產(chǎn)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(jìn)行攪拌，形成混合物； 2)將混合物均勻送入電極爐，被設(shè)置在電極爐內(nèi)的電極產(chǎn)生的電弧或等離子弧加熱至1400°C~1500°C內(nèi)，熔化生成液態(tài)硅酸鈉以及CO2 ； 3)將液態(tài)硅酸鈉通過(guò)水淬法或者干法成型成品。
2.如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)硅酸鈉的工藝，其特征在于:在步驟2)中，向電極爐內(nèi)吹入壓力氣體，所述壓力氣體經(jīng)過(guò)電極產(chǎn)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(nèi)的預(yù)熱區(qū)進(jìn)行預(yù)熱。
3.如權(quán)利要求2所述的生產(chǎn)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(nèi)的。
4.如權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)硅酸鈉的工藝，其特征在于:所述壓力氣體設(shè)置為氮?dú)?，其壓力范圍?0.2~0.6mMpa。
5.一種生產(chǎn)硅酸鈉的裝置，其特征在于:包括投料倉(cāng)和設(shè)置在投料倉(cāng)下方的電極爐、所述電極爐內(nèi)自上向下設(shè)置有預(yù)熱區(qū)、高溫區(qū)和熔池，所述電極爐內(nèi)設(shè)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(shè)置有排煙口和出料口。
6.如權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)硅酸鈉的裝置，其特征在于:所述電極棒設(shè)置為不少于2根且均勻分布在電極爐的爐壁上。
7.如權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)硅酸鈉的裝置，其特征在于:所述電極爐內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器和壓力傳感器。
8.如權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)硅酸鈉的裝置，其特征在于:所述高溫區(qū)內(nèi)設(shè)置有與電極棒對(duì)應(yīng)設(shè)置為電極板。
【文檔編號(hào)】C01B33/32GK104071800SQ201410304184
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】歐海燕 申請(qǐng)人:大足縣藍(lán)盾水玻璃廠