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Tecnologie e soluzioni

Silicato di sodio

  • Descrizione
  • Applicazioni

Il silicato di sodio è una sostanza chimica importante, che può essere utilizzata sia come prodotto finale che come materia prima per la produzione di altri prodotti.

Silicato di sodio è la denominazione generica con formula Na2(SiO2)nO che raggruppa una serie di composti derivati dai vetri solubili di silicato di sodio. Un noto componente di questa serie di sostanze è il metasilicato di sodio, Na2SiO3.
Si tratta di soluzioni acquose di ossido di sodio (Na2O) e anidride silicica (SiO2) miscelati in diverse proporzioni. Modificando la proporzione fra SiO2 to Na2O e il contenuto di solidi, si ottiene una soluzione con varie proprietà e molte diverse applicazioni industriali.

I gradi commerciali standard dei silicati di sodio liquido sono caratterizzati da proporzioni di peso di SiO2 a Na2O che variano da 1,6 a 3,3.
Il silicato di sodio con una proporzione di peso SiO2/Na2O R=1.6÷2.5 è il prodotto base della famiglia dei silicati.
Può essere commercializzato come polvere secca o soluzione concentrata con un contenuto solido di circa 40÷50°Bé. Questo composto funge anche la materia prima per la produzione di altri tipi di silicati.

Consito ha sviluppato il know-how e le tecnologie per impianti di produzione di soluzioni di silicato di sodio e i suoi derivati. Oltre a silicati di sodio liquido, i nostri impianti sono in grado di produrre silicati in polvere e metasilicati sotto forma di anidro granulare e pentaidrato.

Abbiamo alcune solide referenze per quanto riguarda la produzione di silicato di sodio e prodotti affini.
Recentemente abbiamo fornito un servizio di ingegneria completo per una nota multinazionale in Arabia Saudita per la produzione di:

  • 40.000 ton/anno di silicato di sodio 2,5, 40÷50°Bé
  • 3.000 ton/anno di silicato di sodio 3,3, 38÷40°Bé
  • 9.000 ton/anno di silice precipitata 95%

Processo produttivo

Il silicato di sodio con una proporzione di peso SiO2/Na2O R=1.6÷2.5 è il prodotto della reazione diretta della sabbia silicea con idrossido di sodio e acqua.
Il silicato di sodio si ottiene miscelando le materie prime, dapprima in un recipiente di dissoluzione e poi in un reattore in cui reagiscono la sabbia silicea e l'idrossido di sodio.
Il reattore è riscaldato mediante vapore saturo e opera in pressione.
Una volta trascorso il tempo di reazione, il composto viene trasferito in un contenitore per essere filtrato.

I silicati grezzi con una proporzione di peso SiO2/Na2O R=1, R=2.0 oppure 2.5, R=3.3 sono i componenti di partenza per prodotti formulati o derivati.

La famiglia dei silicati si può riassumere come segue:
  • soluzione di silicato di sodio 40÷50°Bé o 58÷60°Bé o in polvere, SiO2/Na2O in proporzione R=1,6÷2,5 da reazione di soda caustica e sabbia silicea riscaldata mediante vapore (modalità idrotermale). Il grado 58÷60°Bé si ottiene per evaporazione, mentre la polvere per atomizzazione. Questo tipo di prodotto viene utilizzato per la produzione di detergenti, metalli, pulizia del vetro, gel di silice, etc.
  • Silice precipitata 95% dalla reazione di silicato di sodio e acido cloridrico. La silice precipitata secca viene usata nelle seguenti applicazioni: plastica, carta, vernici, agenti antiagglomeranti, mangimi animali, dentifrici, cosmetici, catalizzatori, ecc.
  • La soluzione di silicato di sodio 38÷50°Bé o in polvere, SiO2/Na2O in proporzione R=3,3 da reazione di silicato di sodio R=2,5 e silice precipitata (modalità idrotermale). La polvere si ottiene per atomizzazione. Questo tipo di prodotto viene utilizzato per la produzione di adesivi, patinatura, rivestimenti, biossido di titanio, etc.
  • Il metasilicato di sodio pentaidrato o anidro granulare, per concentrazione e cristallizzazione o essiccamento della soluzione di silicato di sodio con R=1. Usato principalmente per la produzione di saponi e detergenti.
  • Le zeoliti, per reazione del silicato di sodio con l'alluminato di sodio. Usato principalmente per la produzione di detergenti.

Dati operativi

Qualità tipica del prodotto finale:

Il silicato di sodio con una proporzione di peso SiO2/Na2O R=2 possiede la seguente composizione:

  • Na2O=11.3%
  • SiO2=22.0%

I tempi di reazione e la purezza della soluzione dipendono dalle caratteristiche chimiche e fisiche della sabbia.

Consumi tipici di materie prime e utilità:

Riferito a 1 tonnellata di prodotto finito a fronte di silicato di sodio con una proporzione di peso SiO2/Na2O R=2 (100% base):

Materie prime e utenze
Sabbia silicea kg 300
Idrossido di sodio 100% kg 150
Acqua kg 650
Vapore 12 bar kg 400
Acqua calda kg 1,200
Energia elettrica kWh 20
Apri tabella

Applicazioni dei silicati di sodio

Il silicato di sodio 40°Bé con una proporzione di peso SiO2/Na2O R=1.6÷2.5 viene principalmente usato nei seguenti campi: pulizia dei contenitori di metallo e vetro, formulazione di saponi e detergenti, produzione di carta, trattamento delle acque.
Il silicato di sodio, insieme all'alluminato di sodio, sono le materie prime per la produzione di zeoliti detergenti.

A partire dai silicati standard si possono produrre silicati, formulati per le seguenti applicazioni:

  • consolidamento di terreni
  • fluidificazione delle miscele di ceramica
  • accelerazione della presa del calcestruzzo
  • detergenti
  • inertizzazione dei fanghi tossici
  • trattamento delle acque
  • carta, cartone e incollaggio del legno
  • ignifugazione del legno
  • sgrassamento o trattamento anticorrosione dei metalli

La formulazione si ottiene miscelando degli additivi con azione sinergica o modificatoria che producono i seguenti effetti:

  • plasticizzazione
  • fluidificazione
  • sedimentazione
  • anticorrosione
  • coagulazione
  • reazione chimica
  • gelificazione
  • tamponamento
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