一种硅酸钠的连续、加压溶解方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种硅酸钠的溶解方法，具体涉及一种硅酸钠的连续、加压溶解方法， 属于化合物溶解领域。
【背景技术】
[0002] 传统的硅酸钠溶解工艺中，熔融态硅酸钠自窑炉出料口流出后的溶解方式常为三 种，其中间歇溶解有两种，一种为流入链板成型机进行干法冷却得到块状硅酸钠而后称量 送入静压溶解釜通入蒸汽进行间歇式溶解。第二种为流入水淬溜槽遇冷水激碎，而后将水 滤去，得到固体颗粒然后称量送入溶解滚筒通入蒸汽进行间歇式溶解。上述两种方式为加 压、不连续溶解固体硅酸钠的方法。另外，第三种为，模数较低（3. 30模数以下）的硅酸钠 可通过常压滚筒进行连续、不加压溶解固体硅酸钠，生产液体硅酸钠溶液。
[0003] 传统的第一种静压釜溶解方式，是一种不连续、加压溶解固体硅酸钠生产液体硅 酸钠的方法，需使用耐高温的链板成型机对熔融态高温硅酸钠进行降温（由1500°C降至 300°C左右）并成型，此过程硅酸钠的热量全部浪费在空气中，未能进行有效的回收；同时 需使用循环水对链板成型机进行降温，冷却过程挥发消耗大量的水；且由于链板机长期运 行于高温环境下，使用寿命一般不大于五年就需进行更换。同时其成型后固体加入溶解釜， 加水通入蒸汽溶解，操作过程需人工进行称量，劳动强度较大，成本高，而且产生粉尘，生产 现场环境较为恶劣。
[0004] 传统的第二种水淬溶解方式，也是一种不连续、加压溶解固体硅酸钠生产液体硅 酸钠的方法，，水淬过程同样浪费了熔融态硅酸钠的高温所携带的热量，而后续溶解时仍需 向滚筒中通入蒸汽，造成能源浪费；同时由于其间歇性，间歇称量加入滚筒的过程需人工协 助，劳动强度较大且生产现场环境难以控制；另外溶解滚筒为压力转动设备，其加工难度较 高，设备投资费用较大。
[0005] 第三种溶解工艺由于其压力为常压，对模数> 3. 30的硅酸钠无法溶解完全，在很 多行业内应用受到很大限制。
[0006] 在硅酸钠固体溶解过程中，温度、杂质、用水量、固体颗粒的粒度等都会影响硅酸 钠的溶解。工业上采用蒸汽加压工艺溶解固体硅酸钠时，蒸汽压力与温度呈线性关系，硅 酸钠固体的溶解速度随压力（即溶解温度）的升高而增加；CaO、MgO等碱土金属氧化物和 Al2O3、Fe2O3等金属氧化物在固体中含量超过5 %时，硅酸钠固体在水中基本不溶解，工业生 产中正常情况下控制这类杂质的含量不超过1% ;溶解最好是在较高的浓度下完成，溶解时 用水量低，NaOH浓度较大，一方面可以抑制水解过程的发生，避免生成SiO2沉淀，另一方面 使游离SiO 2的胶溶过程容易进行，工业生产中料水比一般为1:1. 3-2 ;固体颗粒越细，溶解 过程越容易进行，细的颗粒比表面积大，与水接触的有效面积增加，溶解速度加快。但当粒 度降低到一定值时，比表面积增加的幅度明显降低，同时，降低粒度使加工工序趋于复杂。
【发明内容】
[0007] 本发明为了解决现有硅酸钠溶解工艺中存在的浪费能源、间歇操作、劳动强度大 且投资费用高等问题，提供了一种硅酸钠的连续、加压溶解方法。本发明的技术方案如下：
[0008] 一种硅酸钠的连续、加压溶解方法：包括以下步骤：
[0009] (1)将熔融态的硅酸钠从硅酸钠窑炉导入盛有水的水淬料仓，硅酸钠遇水激碎成 小于I. 5cm的颗粒，而后通过星型旋转阀将颗粒硅酸钠连续送入溶解釜中；
[0010] (2)水淬料仓中的水与硅酸钠换热后温度升至60-100°C (因硅酸钠温度较高，与 水换热后使得水的温度升至60-100°C )，然后通过换热器换热将水淬料仓内的水温控制 50-85°C，将料仓中的水由泵连续打入溶解釜中，同时通过溶解釜蒸汽管向釜内通入蒸汽， 通入蒸汽的量与娃酸钠的重量比为〇. 01-0. 2:1，使得溶解爸内压力保持在l-2bar(由于娃 酸钠溶解过程放热，因此此处所需加入的蒸汽量很小），在l_2bar的压力作用下，硅酸钠颗 粒逐渐向末端方向移动，同时在釜内搅拌，搅拌器A的转速为50-130转/分钟，硅酸钠颗粒 与釜内热水充分接触，逐渐溶解，硅酸钠颗粒在溶解釜停留时间大于1小时，控制未溶解的 娃酸钠固体颗粒小于〇. 5cm ;
[0011] 优选的，水淬料仓中的水与硅酸钠换热后温度升至95°C ;换热器换热后水淬仓温 度为65°C，通入蒸汽的量与硅酸钠的重量比为0. 1:1 ;在釜内搅拌器A的转速为80转/分 钟；硅酸钠颗粒与釜内热水充分接触，逐渐溶解，物料在溶解釜停留时间为1-3小时，更优 选的，停留时间为2小时；
[0012] (3)硅酸钠颗粒充分溶解后通过渣浆泵输送至再溶解釜，控制再溶解釜内的压力 为2-3bar，再溶解釜中搅拌器B的转速为50-130转/分钟，在搅拌作用下物料在釜内停留 时间为1-3小时，使得硅酸钠颗粒完全溶解，完全溶解后的硅酸钠溶液在压力作用下由再 溶解釜末端连续采出至液体泡花碱贮槽；
[0013] 优选的，再溶解釜内的压力为3bar，再溶解釜中搅拌器B的转速为90转/分钟，在 搅拌作用下物料在釜内停留时间为2小时。
[0014] 本发明适用于小于等于3. 7模数的固体硅酸钠溶解生产硅酸钠溶液；优选的，本 发明的溶解方法适用于3. 5模数的固体硅酸钠溶解生产硅酸钠溶液。
[0015] (6)本发明（1)水淬料仓回收的熔融泡花碱热量可通过换热器冷却水淬料仓内的 高温热水进行回收。
[0016] 本发明与现有技术相比具有以下优点：
[0017] 1、与现有传统硅酸钠连续常压溶解工艺相比该工艺可以溶解更高模数的硅酸钠。 传统常压溶解工艺只能满足模数3. 3以下的硅酸钠溶解，当硅酸钠模数大于3. 3时传统常 压溶解工艺将无法实现；本发明即可满足模数< 3. 3的硅酸钠溶解，同时又能实现模数在 3. 3-3. 7之间的泡花碱溶解，能够满足现有化工生产需求。
[0018] 2、与现有间歇带压溶解工艺相比，该工艺具有以下几个优点：
[0019] (1)本发明生产过程中不产生固体物料、不存在固体物料的倒运，既减少了粉尘污 染，又降低了工人的劳动强度，降低劳动成本；
[0020] (2)本发明溶解过程中，开车时需要使用一次蒸汽，正常生产过程中一次蒸汽用量 非常少，平均< 〇. 1T/T固体硅酸钠，而间歇带压溶解工艺一次蒸汽消耗约为0. 3T/T固体硅 酸钠。同时本发明还回收约（折算为〇. 4MPa的蒸汽）0. 2-0. 3T/T固体硅酸钠的热量用于 加热热水。
【附图说明】
[0021] 图1为本发明硅酸钠的连续加压溶解工艺流程图。
[0022] 符号说明：
[0023] 1.水淬料仓、2.星型旋转阀、3.溶解釜、4搅拌器A、5.溶解釜给水泵、6.循环水 泵、7.换热器、8.渣浆泵、9.再溶解釜、10.搅拌器B。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而 更为清楚。但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员 应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行 修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
[0025] 实施例1 一种硅酸钠的连续加压溶解方法：包括以下步骤：
[0026] (1)将熔融态的硅酸钠从硅酸钠窑炉导入盛有水的水淬料仓1，硅酸钠遇水激碎 成小于I. 5cm的颗粒，而后通过星型旋转阀2将颗粒硅酸钠连续送入溶解釜3中；
[0027] (2)水淬料仓1中的水与硅酸钠换热后温度升至95°C，然后通过换热器换热将水 淬料仓内的水温控制65°C，将料仓中的水由泵连续打入溶解釜3中，同时通过溶解釜3蒸汽 管向釜内通入蒸汽，通入蒸汽的量与硅酸钠的重量比为0.2:1，使得溶解釜3内压力保持在 l-2bar，在l-2bar的压力作用下，硅酸钠颗粒逐渐向末端方向移动，同时在釜内搅拌，搅拌 器A 4的转速为80转/分钟，硅酸钠颗粒与釜内热水充分接触，逐渐溶解，硅酸钠颗粒在溶 解釜3停留时间2小时，控制未溶解的硅酸钠固体颗粒小于0. 5cm ;
[0028] (3)硅酸钠颗粒充分溶解后通过渣浆泵8输送至再溶解釜9,控制再溶解釜9内的 压力为3bar，再溶解釜9中搅拌器B 10的转速为90转/分钟，在搅拌作用下物料在釜内停 留时间为2小时，使得硅酸钠颗粒完全溶解，完全溶解后的硅酸钠溶液在压力作用下由再 溶解釜末端连续采出至液体泡花碱贮槽。
[0029] 实施例2 -种硅酸钠的连续加压溶解方法：包括以下步骤：
[0030] (1)将熔融态的硅酸钠从硅酸钠窑炉导入盛有水的水淬料仓1，硅酸钠遇水激碎 成小于I. 5cm的颗粒，而后通过星型旋