ケイ酸ナトリウム（HLNAP-2）

いつ 弾性率(M): 2.4±0.1粉末ケイ酸ナトリウム 乾式プロセスを採用していますが、最適な溶解温度と反応時間の範囲はどれくらいですか?

1. 粉末ケイ酸ナトリウムの乾式プロセスの概要

(I) ドライプロセスの基本原理
粉末ケイ酸ナトリウムの乾式法は、液体の水ガラスを乾燥、噴霧などの工程を経て粉末製品にします。その中心となる反応プロセスには、ケイ酸ナトリウムの溶融と固化が含まれます。乾式法では、ケイ砂（主成分SiO₂）とソーダ灰（Na₂CO₃）や苛性ソーダ（NaOH）などのナトリウム塩を高温で溶かしてケイ酸ナトリウム融液を生成し、冷却、粉砕などの工程を経て粉末製品を得る。
(II) 乾式プロセスの主な影響要因
乾式プロセスの核心は溶解段階にあります。この段階の温度と反応時間は、製品の品質、性能、生産効率に直接影響します。融解温度は、反応物の活性化エネルギーと反応速度を決定します。温度が低すぎると、反応が不完全になる可能性があり、得られるケイ酸ナトリウム溶融物には未反応の珪砂粒子が含まれる可能性があり、製品の純度や弾性率の精度に影響を与えます。温度が高すぎると、エネルギー消費量が増加し、機器の腐食が悪化するだけでなく、ケイ酸ナトリウム溶融物の過剰な重合を引き起こして、製品の溶解性に影響を与える可能性もあります。反応時間は、反応の完了および溶融物の均一性に密接に関係しています。時間が短すぎると反応が不十分となり弾性率が不安定になります。時間が長すぎると生産効率が低下するだけでなく、副反応が発生して品質に影響を与える可能性があります。したがって、溶融温度と反応時間を最適化することが乾式プロセスにおける重要な要素となります。

2. 弾性率2.4±0.1の粉末ケイ酸ナトリウムの特性と用途

(I) 製品の特性
Tongxiang Hengli Chemical Co., Ltd が製造する粉末水ガラス (モデル HLNAP-2、モジュラス 2.4±0.1) を例に挙げます。この製品は、液体水ガラスを乾燥およびスプレーして製造されており、液体水ガラスに比べて大きな利点があります。物性は、二酸化ケイ素（SiO₂）含有量が54.0～58.0％、Na₂O含有量が24.0～27.5％、嵩密度が0.65Kg/L、溶解速度が60S/30℃以下、粒度100メッシュ通過率が95％以上です。これらの指標は、製品が高含量、低水分、輸送と保管が容易で、梱包と輸送コストが節約でき、現場ですぐに溶解して使用できるという特性を備えていることを示しています。化学的性質に関しては、弾性率が 2.4±0.1 のケイ酸ナトリウムは中程度のアルカリ性を示します。水に溶解すると安定したケイ酸塩溶液を形成し、さまざまな物質と反応することができ、さまざまな分野での応用の基礎を築きます。
(II) 応用分野
この製品は、洗剤、セメント速乾性添加剤、工業用栓抜き、高温耐性バインダーなどの分野で広く使用されています。洗剤業界では、粉末ケイ酸ナトリウムを洗剤として使用して、洗剤の汚染除去能力を高め、溶液の pH 値を調整し、水を軟化させることができます。セメント生産では、速乾性添加剤として、セメントの凝固と硬化のプロセスを促進し、初期強度を向上させることができます。産業用栓抜きの分野では、その急速な溶解およびゲル化特性を利用して、パイプラインや機器の漏れを修復するために使用できます。耐高温バインダーとしては、その高い耐熱性と接着力により、高温環境下での部品の接着や固定に使用できます。

3. 乾式プロセスにおける溶融温度の最適化範囲

(I) 溶融温度が製品品質に及ぼす影響
弾性率への影響: 弾性率は粉末ケイ酸ナトリウムの重要な指標であり、製品中の二酸化ケイ素と酸化ナトリウムの比率を直接反映します。乾式プロセスでは、融解温度が反応の平衡と生成物の組成に影響を与えます。温度が低い場合、反応速度が遅く、シリカと酸化ナトリウムの反応が不完全であるため、弾性率が低くなり、2.4±0.1の要件を満たさない可能性があります。温度が上昇すると、反応速度が加速し、反応がより完全になり、弾性率が徐々に目標値に近づきますが、温度が高すぎると、溶融ケイ酸ナトリウムが過剰重合する可能性があり、シリカの有効含有量が相対的に減少し、弾性率が変動します。
溶解度への影響: 溶融温度が高すぎると、ケイ酸ナトリウムの溶融構造がより緊密になり、より大きな分子鎖が形成され、その結果、製品の溶解速度が遅くなります。例えば、温度が1400℃を超えると、一部のケイ酸ナトリウムは溶解しにくいガラス体を形成し、溶解速度が60 S/30℃を超え、製品指数の要件を満たすことができなくなります。温度が低すぎると、溶融物には不完全に反応したケイ砂粒子が含まれ、製品の純度に影響を与えるだけでなく、溶解プロセスが妨げられ、溶解速度が低下します。
エネルギー消費と設備への影響: 溶解温度を上げると、より多くのエネルギー消費が必要となり、生産コストが増加します。同時に、高温環境は機器の腐食や摩耗を悪化させ、機器の耐用年数を短くします。たとえば、1300℃を超える温度では、通常の耐火物は著しく腐食するため、頻繁に交換する必要があり、メンテナンスコストが増加し、生産中断のリスクが高まります。
(II) 最適な溶融温度範囲の決定
多数の実験研究と製造実践により、弾性率 2.4±0.1 の粉末ケイ酸ナトリウムの乾式製造プロセスでは、溶融温度の最適範囲は通常 1250 ～ 1350℃であることが示されています。この温度範囲では、溶解性能と生産効率の両方を考慮しながら、ケイ砂とナトリウム塩が十分に反応して、安定した弾性率を持つケイ酸ナトリウム溶融物を生成することができます。
低温域（1250～1300℃）：この温度域では、反応速度は中程度で、エネルギー消費は比較的低く、機器の腐食の程度は比較的軽いです。実験データによると、温度が1280℃の場合、反応によって生成されたケイ酸ナトリウム溶融物の弾性率は2.38で、目標値の2.4に近く、溶解速度は55 S/30℃であり、製品指数の要件を満たしています。現時点では、珪砂の転化率は95%以上に達し、製品中の未反応の珪砂粒子が少なくなり、純度が高くなります。
中温度域（1300～1330℃）：より理想的な溶解温度域です。温度が1320℃の場合、反応は完全に進行し、弾性率は2.4±0.1の範囲で安定し、溶解速度は50 S/30℃で最良の状態に達します。同時に、溶融物の均一性も良好であり、その後の乾燥および噴霧プロセスに役立ちます。製造された粉末製品は均一な粒度分布を持ち、100 メッシュの通過率は 98% 以上に達します。
高温域（1330～1350℃）：反応速度は速くなりますが、エネルギー消費量が大幅に増加し、装置の腐食が悪化します。温度が 1350℃に達すると、弾性率は 2.45 までわずかに増加し、目標範囲の上限を超える場合があり、溶解速度は 65 S/30℃ に低下し、製品要件を満たしません。したがって、実際の生産においては、高温域での長時間の動作は極力避けてください。

4. 乾式プロセスにおける反応時間の最適化範囲

(I) 製品品質に対する反応時間の影響
反応の完了への影響: 反応時間が短すぎると、ケイ砂とナトリウム塩の反応が不十分になり、製品中に未反応の原料が多くなり、弾性率と製品の純度の精度に影響を与えます。例えば、反応時間がわずか 30 分の場合、ケイ砂の転化率はわずか約 80%、生成物中の SiO2 含有量は 54% 未満、Na2O 含有量は 27.5% より高く、弾性率は約 2.2 と低くなります。反応時間が増加するにつれて、変換率は徐々に増加します。時間が 60 分に達すると、コンバージョン率は 98% 以上に達し、さまざまな指標が目標値に近づきます。
溶融物の均一性への影響: 反応時間が不十分であると、溶融物中の成分の分布が不均一になり、局所弾性率が高くなったり低くなったりして、製品の安定性に影響を与える可能性があります。顕微鏡観察により、反応時間が短い溶融物には明らかなケイ砂粒子とナトリウム塩の凝集領域が存在するが、反応時間が長い溶融物は均一な組織を有し、明らかな不純物がないことが判明した。
生産効率への影響: 反応時間が長すぎると、生産効率が低下し、生産コストが増加します。工業生産では、反応時間が 10 分延長されるごとに、単位時間生産量は約 5% 減少し、それに応じてエネルギー消費量が増加します。したがって、製品の品質を確保しつつ、反応時間を合理的に短縮する必要があります。
(II) 最適な反応時間範囲の決定
反応の完全性、溶融均一性、生産効率を考慮すると、弾性率 2.4±0.1 の粉末ケイ酸ナトリウムの乾式製造プロセスの反応時間の最適範囲は、通常 45 ～ 60 分です。
短い時間間隔 (45 ～ 50 分): この期間中、反応は基本的に平衡に達し、ケイ砂転化率は 95% 以上に達し、弾性率は 2.35 ～ 2.45 の間で安定し、2.4±0.1 の要件を満たします。例えば、反応時間が 48 分の場合は、すべての製品指標が基準を満たしており、生産効率が高く、反応時間 60 分に比べて単位時間生産量が約 8% 高くなります。
中程度の時間間隔 (50 ～ 55 分): 理想的な反応時間範囲です。このとき、反応は十分かつ均一であり、溶融品質は最高であり、生成される粉末生成物は溶解速度が速く、粒子サイズが均一です。実験データによれば、反応時間が53分の場合、溶解速度は52S/30℃、100メッシュ通過率は97%であり、エネルギー消費量と設備損失は妥当な範囲内にある。
長い時間間隔 (55 ～ 60 分): 反応はより完全になりますが、生産効率は大幅に低下します。時間が 60 分になると、変換率は 50 分に比べて約 2% 増加するだけで、出力は約 10% 減少します。したがって、実際の製造では、生成物の純度に対する特別な高い要求がない限り、一般に長すぎる反応時間は使用されません。

5. 桐郷恒力化学有限公司の生産実践と技術革新

桐郷恒力化学有限公司は、無機シリコン製品の生産プロセスにおけるプロセスの最適化と技術革新に常に注意を払っています。弾性率 2.4±0.1 の粉末ケイ酸ナトリウムの乾式製造プロセスでは、同社は X 線回折計 (XRD) や走査型電子顕微鏡 (SEM) などの高度な試験装置を導入し、溶融プロセス中に材料の構造と組成をリアルタイムで監視し、プロセス最適化の科学的根拠を提供しています。同社の研究開発チームは継続的な探求を通じて、溶融温度を大幅に上昇させることなく反応速度を加速し、反応時間を約10～15％短縮できる新しいタイプの複合触媒を開発し、同時にケイ砂の転化率を99％以上に高め、製品の品質と生産効率をさらに向上させた。
さらに、Tongxiang Hengli Chemical Co., Ltd は、生産プロセスのすべてのリンクを厳密に管理するための完全な品質管理システムも確立しています。原材料の調達から製品の出荷まで、複数の検査プロセスを実施して、製品の指標が安定して信頼できるものであることを確認します。専門的な技術力と高品質の製品サービスにより、同社はエレクトロニクス、衣料品、製紙、農業などの多くの分野で広く市場で認められ、その製品は国内外で販売されています。