فرآیند تولید سدیم سیلیکات به روش خشک

سیلیکات سدیم (آب شیشه یا شیشه مایع) به ترکیبات متفاوتی شامل اکسید سدیم (Na2O) و سیلیس (SiO2) اطلاق می شود. سیلیکات های سدیم دارای فرمول شیمیایی کلی nH2O.mSiO2.Na2O می باشند؛ که به همین جهت خواص شیمیایی متفاوتی را دارا هستند.

امروزه بیش از 40 نوع از سیلیکات های سدیم تجاری شناخته شده است؛ که هر یک از آن ها مصرف خاص خود را دارند. به طور معمول سیلیکات های سدیم بر اساس اسیدی که از آن مشتق شده اند، به صورت اورتوسیلیکات (Na4SiO4)، متاسیلیکات (Na2SiO3)، دی سیلیکات (Na2Si2O5) و تتراسیلیکات (Na2Si4O9) دسته بندی می شوند.

سیلیکات های سدیم در کوره هایی نظیر کوره های تهیه شیشه از ذوب کردن مخلوط شن و سدیم کربنات در دمای حدود 1450 درجه سانتی گراد به دست می آید. در این حالت ابتدا شن را ذوب نموده و همزمان با حرارت دادن و ایجاد فشار با سدیم کربنات مخلوط می شود. در کوره واکنش زیر روی می دهد:

Na2CO3 + nSiO2 → Na2O.nSiO2 + CO2

از آنجا که درجه حرارت تشکیل سیلیکات های سدیم نامحلول پایین تر از این درجه حرارت می باشد، لذا به منظور جلوگیری از ایجاد و تشکیل این سیلیکات ها می بایست در ترکیب، نسبت شن و ماده قلیایی در موقع ذوب کنترل شود. ماده مذاب به دست آمده به رنگ آبی تا سبز روشن می باشد؛ این رنگ ناشی از وجود ناخالصی هایی است که معمولاً کمتر از یک درصد و اغلب از ترکیبات آهنی می باشد.

مواد ذوب شده پس از خنک شدن وارد دستگاه دیگری می شوند که در آن جا به اندازه کافی خرد می گردند، سپس در آب حل شده و با عمل فیلتراسیون محلول صاف شده سدیم سیلیکات ها به دست می آید. در صورتی که هدف تهیه سدیم سیلیکات های قلیایی باشد در موقع ذوب مقداری سود خشک نیز به کوره اضافه می شود و یا از ابتدا سیلیس را با سدیم هیدروکسید ذوب می کنند و برای حل سدیم سیلیکات ها در صورتی که مقدار مدول بیشتر از 2 باشد می بایست از بخار پز فشار استفاده نمود.

البته در صورتی که بخواهیم سیلیکات های سدیم خشک تهیه نماییم می توان مواد ذوب خروجی از کوره را بدون خنک شدن وارد یک سیستم نمود که با مقدار مشخص آب مستقیماً سدیم سیلیکات های هیدراته به دست می آید.