[拼音]：guishi huaxue jiagong

[外文]：chemical processing of silica

硅石大量用作建筑材料的原料，也是无机盐工业的重要原料。用化学方法可将硅石加工成一系列硅化合物。硅石一般指纯度较高的天然石英砂即二氧化硅，在自然界中分布广，储藏量大，很多国家都有大型优质矿，开采量大。

硅石经化学加工，除还原生产单质硅外，首先得到硅化合物的母体产品硅酸钠(俗称水玻璃)，主要有碱法和硫酸钠法两种（见图）。

硅石不溶于水和酸，但易与碱反应生成硅酸钠，所以碱法是硅石化学加工的主要方法。碱法又分为干法（纯碱法）和湿法（烧碱法）。

（1）干法(纯碱法)　将含二氧化硅99％以上的硅石粉碎到50～80目，与纯碱按一定比例配合，在1100～1350℃的高温下焙烧4～6h，生成熔融态物料，反应式为：

xSiO2＋nNa2CO3─→nNa2O·xSiO2＋nCO2

式中x和n的摩尔比称为硅酸钠的模数，工业用硅酸钠的模数一般为1.0～3.8。选择不同的配料比可得到不同模数的产品。在高温生产中碱易损失，故配碱量往往要稍高于模数要求的理论量。

得到的熔融物料除含硅酸钠外，还含有未反应的硅石等水不溶物，用水溶解分离掉熔融体中不溶物，得到无色透明的粘稠液体即硅酸钠产品。

干法易于制造高模数的硅酸钠产品，生产条件要求不太苛刻，易于工业生产。但能耗大，操作条件差。

（2）湿法（烧碱法）　 将粉碎至120目以上的硅石粉（SiO2)含量高于99％），与烧碱按一定比例（由产品模数而定）配合，放入带搅拌的加压反应釜中，通蒸汽加热到175℃以上，压力控制在811kPa以上，反应4～6h，冷却后过滤，除去未反应的二氧化硅，即可得到液体硅酸钠产品，反应式为：

xSiO2＋2nNaOH─→nNa2O·xSiO2＋nH2O

湿法能耗低，操作环境较好，但不易得高模数产品。

将含二氧化硅达98％的硅石粉碎到80目，与硫酸钠（其配比按产品的模数定）和煤粉按一定比例配合，在反射炉内反应。首先硫酸钠还原成硫化钠，后者与硅石反应得硅酸钠，同时放出二氧化硫。反应式为：

Na2SO4＋4C─→Na2S＋4CO

nNa2S＋xSiO2＋3/2nO2─→nNa2O·xSiO2＋nSO2

在反应中硫酸钠往往还原不完全，在高温下呈熔融态浮于硅酸钠熔体表面，称为硝水，硝水的腐蚀性极强，易腐蚀炉衬，同时遇水易爆炸。并且该反应中产生二氧化硫，污染环境，故工业上很少采用。

硅酸钠和二氧化硅是硅石化学加工得到的主要产品。硅酸钠是硅石化学加工产品中用途最广、用量较大的产品，除用于制造多种硅化合物外，还大量用作纸板、胶合板、部分金属材料及铸造工业的粘合剂，肥皂、洗涤剂的添加剂，纸张的性能改良剂，在纺织工业中作棉布煮炼和漂白助剂、织物的防火处理剂、染料的显色剂。此外，还用作水泥助凝剂、木材防腐剂及蛋类的保鲜剂等。硅酸钠经改性后还可作为内外墙涂料。硅酸铝可作玻璃、陶瓷的原料，也可作油漆颜料。硅酸锂可作防腐油漆、金属表面保护剂。

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