سیلیکات سدیم و کاربرد های آن
سیلیکات سدیم چیست؟
سیلیکات سدیم نوعی سیلکات قلیایی حلشدنی است که اولین بار توسط «ون هلمونت» در سال ۱۶۴۰ کشف شد.
همچنین به نام«آب شیشه» که به صورت جامد در دسترس است.
خواص سیلیکات سدیم
در محلول های خنثی و قلیایی پایدار هستند.
در محلول های اسیدی یون های سیلیکاتی با ایزوتوپ های هیدروژن واکنش می دهند تا اسیدهای سیلیسی تشکیل دهند که تمایل تجزیه به ژل دی اکسید هیدراته دارند. به دلیل تحریک پذیری آب گرم، نتیجه یک ماده شفاف سخت به نام ژل سیلیکا است که به طور گسترده ای به عنوان یک ماده خشک کننده استفاده می شود.
این سیلیکات در برابر آتش مقاوم است.
در هر مسیر تولید، نسبت SiO۲ به Na۲O بالاتر باشد، غلظت هر دو ماده بالاتر و محلول چسبناکی بیشتری خواهد داشت.
ویسکوزیته محصول ناشی از تشکیل پلیمرهای سیلیکات است، در واقع اتم های سیلیکون (Si) و اکسیژن (O) توسط پیوندهای کووالانسی به ساختارهای زنجیره ای که دارای بار منفی هستند و یا حلقه هایی که دارای یون های سدیم مثبت و همچنین مولکول های آب، متصل می شوند. محلول های بسیار چسبناک می توانند به صورت اسپری خشک شوند تا دانه های شیشه ای هیدراتاسیون سیلیکات سدیم ایجاد گردد.
شبیه به پلاستیک های مبتنی بر کربن است زیرا پیوندهای سیلیکون – سیلیکون میان هر مونومر، کووالانسی هستند.
مایع تحت شرایط اسیدی واکنش می دهد تا یک ژل شیشه ای سخت ایجاد کند. این ویژگی باعث می شود آن را به عنوان عامل باندینگ در محصولات سیمانی مانند بتن و چرخ های ساینده مفید باشد.
خواص بسیار مفیدی دارد، که مهم ترین آن ها کم هزینه بودن این ماده است، بنابراین منجر به استفاده گسترده در صنایع مختلف شده است. سیلیکات مایع، ارزان است و به راحتی می تواند در دمای اتاق ذخیره شود.
روش های تولید سیلیکات سدیم
محلول های سیلیکات سدیم با مخلوطی از سیلیس (معمولا به عنوان ماسه کوارتز)، کاستیک سودا و آب با بخار داغ در یک راکتور تولید می شوند.
همچنین با حل شدن سیلیکات سدیم در کربنات کلسیم نیز، سیلیکات سدیم حاصل می شود.
از واکنش سولفات سدیم با کربن به عنوان یک عامل کاهش دهنده نیز تولید می شود.
به روش ساده تر نیز می توان آن را تولید کرد و آن ترکیب آب و هیدروکسید سدیم و در نهایت سیلیس است که منجر به تشکیل می گردد.
با ترکیب شدن خاکستر سودا و خلوص شن و ماسه سیلیس در یک کوره کوره باز در دمای ۱۴۰۰ درجه سانتیگراد نیز تولید می شود.
در واقع سیلیکات سدیم به دو روش خشک و تر قابل تولید می باشد:
روش تولید سیلیکات سدیم خشک
سدیم سیلیکاتها در کورههای نظیر کورههای تهیه شیشه در دمایی حدود ۱۴۵۰ درجه سانتیگراد از ذوب شدن مخلوط شن و کربنات سدیم به دست میآید. چون درجه حرارت تشکیل سدیم سیلیکاتهای نامحلول پایینتر از این درجه حرارت میباشد برای جلوگیری از ایجاد این سیلیکاتها باید به ذوب شدن ماده و رنگ ماده مذاب بدست آمده، دقت کرد تا رنگ آن تقریباً آبی تا سبز روشن باشد. این رنگ ناشی از حضور ناخالصیهای ترکیبات آهنی موجود است. مواد مذاب در یک سیستم خنک و سپس در دستگاه بعدی به اندازه کافی خرد میشوند و در آب حل میگردند، سپس توسط فیلتراسیون محلول صاف شده سدیم سیلیکات به دست میآید. اگر هدف تهیه سدیم سیلیکات قلیایی باشد، مقداری سود خشک برای قلیایی کردن محیط به سیستم اضافه میشود.
روش تولید سیلیکات سدیم تر
ترکیب مستقیم سود و سنگ سیلیس تحت فشار و دمای حدود ۱۶۰ درجه سانتیگراد راکتور سیلیکات سدیم تولید می گردد. در این روش سیلیس به آسیاب منتقل و پس از تبدیل آن به پودر به محل مخصوص حمل می گردد تا آماده تغذیه به راکتورها گردد. از طرف دیگر سود سوزآور جامد در مخزن گرم کردن سود با آب مخلوط شده تا درجه حرارت لازم به وسیله پمپ به راکتور منتقل گردد. پس از بارگیری راکتور با سنگ سیلیس و سود سوز آور و آب، سیکل پخت ادامه دارد. پس از خاتمه پخت، محصول به مخزن ته نشینی منتقل و پس از تغلیظ به درصد مورد دلخواه به مخازن نگهداری و حمل انتقال داده می شود.
کاربرد سیلیکات سدیم
این ماده در صنایع مختلف کاربرد دارد. از جمله کاربردهای صنعتی آن می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- اغلب در مایع های حفاری نیز استفاده می شود تا چاه ها را تثبیت کرده و از فروپاشی دیواره های سوراخ جلوگیری شود.
- درحال حاضر در صنعت خودروسازی برای تعمیر صدای سیستم اگزوز به کار می رود.
- محلول مایع سدیم سیلیکات آن در صابونسازی
- جاذب ها
- مهار کننده های خوردگی و عوامل ضد پوسته پوسته شدن
- مواد شوینده
- پاککنندههای صنعتی
- پرکننده ها
- صنایع پلاستیک
- به عنوان روانکار در صنایع کاشی و سرامیک
- چسب
- بتن و سیمانسازی
- کاغذ و تولید مقوا
- رنگ
- تصفیه آب
- مواد ساختمانی
- ذوب فلزات و قالب ریختهگری
- صنایع نسوز
- پایدارسازی پراکسید و کنترل خوردگی در لولههای آب
- آب بندی در تعمیرات خودرو
- تولید سیلیکاژل و پیش مادهٔ سیلیس موجود در مخلوط زئولیت
برخی از تامین کنندگان سیلیکات سدیم در سناماین👇
مطالب مرتبط
کاتد مس؛ کاربرد، فرآیند تولید و انواع
۵ خرداد ۱۴۰۰پوکه معدنی و صنعتی
۵ خرداد ۱۴۰۰گندله؛ خواص، مواد اولیه تولید و روش تولید
۵ خرداد ۱۴۰۰پلی یورتان؛ کاربردها و خواص
۴ اسفند ۱۳۹۹کک متالورژی چیست؟
۲۰ بهمن ۱۳۹۹پتاس؛ کاربردها و روش تولید
۲۰ بهمن ۱۳۹۹