硅酸钠的技术指标及应用

时间：2023-03-24 09:31:04来源：food栏目：食品快速检测阅读：

硅酸钠的技术指标及应用

[db:作者] / 2023-01-11 00:00

[技术指标] GB/T4209-2008工业硅酸钠

工业液体硅酸钠要求：

工业固体硅酸钠要求：

[应用]硅酸钠的用途极广：在石油工业中，可制造石油裂化催化用的硅铝催化剂；化学工业中，可制造硅胶、硅酸盐类、分子筛、白炭黑、涂料等；还可作肥皂填充料，以增加其碱度、硬度和强度，并防止析出游离脂肪酸。硅酸钠还是一种高效的洗涤剂和软水剂，在机械工业中可用于铸造、精密铸造、砂轮和金属防腐剂；建筑工业中，可作快干水泥、耐酸水泥、瓦楞板、耐火材料等；矿业上用于选矿、防水和堵滤。用其浸渍木材，可具有防火特性；经其浸渍后的禽蛋可长期存放而不变质。高模数的硅酸钠还常用作黏结剂。在纺织工业中，它被用作助染、漂白和浆纱，还被用作防火处理剂和显色剂等。

溶于水的硅酸盐解离出硅酸根离子与金属离子或腐蚀物在金属表面形成保护膜，硅酸盐浓度高时形成的膜较透明，浓度低时形成的膜则无光泽。可溶性硅酸盐和金属离子反应建立保护膜的过程是缓慢的，从加入硅酸盐算起，需要几个星期才能完成。初期加入的硅酸盐浓度为60～80mg/L，循环3～4个星期建立比较充分的保护之后，可将SiO2浓度降低至30～40mg/L。

硅酸盐既可在清洁的金属表面上，也可在有锈的金属表面上生成保护膜，但这些保护膜是多孔性的，因此单独使用硅酸盐缓蚀性能较差，它常与聚磷、有机膦酸、钼酸盐、锌盐等缓蚀剂复配起增效作用。

冷却水中含适量的Fe2+、Ca2+、Zn2+、Pb2+等会加强硅酸盐对腐蚀的控制。水中Mg2+浓度高时，采用硅酸盐缓蚀剂会出现严重点蚀。硅酸盐使用于冷却水的pH值应维持在8.0～9.5为宜，特别适应于碱性冷却水系统。在碱性范围内，硅酸盐又有形成硅垢的危险，应采取必要的防垢措施。添加有机物配合使用可解决硅垢问题。

朱法祥研究认为，在冷却水中的硅酸盐一般是可溶性硅，单、双硅酸及其阴离子都具有缓蚀作用，聚硅酸的聚合程度和含量与硅酸盐结垢和缓蚀性能均有联系。

Stericker的研究表明，对pH值为6的水，模数为3.3的硅酸钠缓蚀效果最佳。

Briggs的试验表明，硅酸钠用量30～40mg/L对开放型冷却水系统能提供有效的腐蚀抑制作用。

吴宇峰的研究表明，硅酸钠用量100mg/L，缓蚀效果很不明显。

张淑玲在高温冷却水缓蚀剂的试验研究中得出，单组分硅酸钠高达0.1%时，试片仍生锈，而0.2%硅酸钠虽能使缓蚀合格，但溶液中产生白色絮状沉淀。

陈建新等采用旋转挂片失重法对硅系水质稳定剂进行了研究，分析了冷却水中钙离子浓度、温度、pH值等因素对其缓蚀阻垢性能的影响。结果发现，单一硅酸钠(模数3.3，以SiO2计)作缓蚀剂，随用量的增加碳钢的腐蚀速率下降，硅酸钠用量大于150mg/L时，缓蚀性能较好。故硅酸钠不宜单独作缓蚀剂使用。硅系药剂在一定范围随温度、pH值的降低，缓蚀效果增加，适当地增加钙离子浓度，利于碳钢缓蚀。硅酸盐与常用缓蚀剂(六偏磷酸钠、羟基亚乙基二膦酸、硫酸锌、钼酸钠)复配的缓蚀性能，发现：①对硅酸钠缓蚀效果增效顺序为羟基亚乙基二膦酸>六偏磷酸钠>钼酸钠>硫酸锌；

②随硅酸钠用量的增加，腐蚀速率有降低趋势，但到90mg/L(以SiO2计)以后腐蚀速率反而有升高趋势，可能是含硅酸盐浓度高，易形成垢下腐蚀的原因，③硅酸钠与其他缓蚀剂复配能起到增效作用，获得比加单一硅酸钠低得多的腐蚀速率，从而能更有效地保护换热设备免遭严重腐蚀；④与其他缓蚀剂复配时，对硅酸钠缓蚀效果影响最大的是羟基亚乙基二膦酸，其他缓蚀剂影响较小，且除羟基亚乙基二膦酸外，其他几种常用缓蚀剂均为固体，添加不方便。

倪铁军等通过吸附实验、XRD等方法研究了模拟碳钢表面氧化物对硅酸盐在金属表面吸附过程的影响；用极化曲线法研究了硅酸盐在碳钢表面氧化物上的电化学行为；讨论了在Fe/FeOOH/硅酸钠溶液体系中，温度、pH值、金属离子、硅酸盐稳定剂等因素对硅酸钠界面缓蚀作用的影响。结果表明：①在有机硅化合物存在的条件下，硅酸钠的稳定性有较大幅度的提高，通常在7d内不出现凝胶的组成物，具有无限期的稳定性(6个月内不发生凝胶)；②温度、pH值对硅酸钠在FeOOH上的吸附量的影响，随着温度的升高，硅酸钠在FeOOH上的最终稳定吸附量逐渐下降，在pH近中性条件下，硅酸盐可达到最佳的最终稳定吸附量；③通氧状态有利于硅酸钠在FeOOH表面上吸附，而氯离子对溶液中硅酸钠在FeOOH表面上的吸附没有明显的影响；④在中、低硬度的水溶液中，钙离子的存在有利于硅酸盐在FeOOH表面的吸附；⑤由Fe/FeOOH电极在硅酸钠水溶液中极化曲线研究得知，硅酸钠对Fe/FeOOH电极的缓蚀作用主要表现为对阴极氧扩散的抑制作用，随着温度的升高和pH值的上升，这种抑制作用逐渐下降，硅酸钠的缓蚀率也逐渐下降；⑥羟基氧化铁的存在有利于锌离子与硅酸钠更好地发生协同效应，因为硅酸钠与锌离子的螯合物能在羟基氧化铁表面形成较好的保护膜，抑制电极的阴极反应；⑦较高的硬度不利于硅酸钠的缓蚀作用。

Salasi Mobin等采用电化学阻抗、极化曲线测量、SEM和EDAX研究了硅酸钠与羟基亚乙基二膦酸(HEDP)混合缓蚀剂在不同浓度和水力条件下对碳钢的缓蚀效果。研究表明，在低浓度下，硅酸钠与HEDP能产生协同效应；对电解液进行搅拌情况下，缓蚀剂的缓蚀效率和协同性能有所提高。另外，缓蚀剂的浓度太大则缓蚀效率反而下降。在硅酸钠：HEDP为4：1时，缓蚀效率达到90%以上，在电极角速度提高时，腐蚀效率可降低到1%以下。SEM对表面的观察显示，复合缓蚀剂的表面形成一-层紧密均匀的薄膜。

Aramaki Kunitsuqu采用极化法研究了30℃时硅酸钠和氯化铈(CeCl3)在0.5mol/L NaCl溶液中对锌的协同缓蚀行为。X射线光谱研究显示，在锌的表面形成一层保护层，该保护层由大量的水合铈盐或羟基铈盐及少量的氢氧化锌和硅酸盐组成。30℃下，将1×10-3 mol/L硅酸钠在含有1×10-3 mol/L CeCl3的NaCl溶液中处理30min，用于对锌电极进行缓蚀实验，缓蚀效率为97.7%。

Saji V.S.等研究了中性水溶液中钨酸钠与硅酸钠对碳钠的协同缓蚀效应。研究发现，在硅酸钠：钨酸钠为4：1(总浓度为1g/L)时，缓蚀效率最好。FTIR光谱显示，缓蚀溶液中，钨酸根离子和硅酸根离子具有协同作用，使得碳钢表面形成一层金属氧化物钝化层。

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