Метасиликат натрия применение: метасиликат натрия

Вторая статья о метасиликате натрия. Первую статью, в которой рассказывается об основных особенностях и свойствах реактива, и в которой приводятся инетерсные факты о нем, можно прочитать здесь.

Меры предосторожности

Реактив относится ко второму классу опасности. Разъедает кожу и слизистые при случайном контакте. Проглатывание приводит к ожогу гортани и слизистой желудка, нарушению деятельности ЖКТ, рвоте, отеку легких, аллергическим реакциям. При работе с ним следует использовать средства защиты глаз, органов дыхания и кожи.

Хранить натрий метакремнекислый следует в сухих помещениях в герметичной таре, защищенной от попадания влаги и воздуха. В противном случае, в результате поглощения углекислоты из воздуха вещество постепенно разлагается с выделением нерастворимой кремниевой кислоты. Транспортировать натрий метасиликат можно автомобильным и железнодорожным транспортом, в том числе и навалом. В последнем случае следует принять меры, чтобы защитить продукт от влаги. Фасуют реактив, как правило, в герметично запаянные пластиковые водостойкие мешки, которые для надежности помещают во внешние тканевые или многослойные бумажные мешки.

В лабораториях растворы реактива хранят в стеклянных бутылях, герметично укупоренных резиновой или силиконовой пробкой. Пробковые и стеклянные пробки могут очень прочно приклеиться к горловине.

Применение

• В составе моющих, чистящих, отбеливающих и дезинфицирующих промышленных и бытовых средств.
• Ингредиент при производстве массы для выплавки стекла, производства керамики, глазурей, эмалей.
• В строительной и дорожной отраслях добавляется в смеси для изготовления бетонов, устойчивых к кислотам и высоким температурам. Добавки реактива сокращают время схватывания бетона и цементных смесей; делают бетоны более плотными, прочными, износостойкими. Водостойкие свойства таких бетонов используются при ликвидации протечек, укреплении швов.
• Для получения огнестойкого пенобетона для теплоизоляции трубопроводов и энергетического оборудования.
• В составе облегченных растворов для цементирования скважин.
• В металлургии и машиностроении — для обезжиривания и нейтрализации металлических поверхностей.
• Для удаления типографской краски в бумагоперерабатывающей отрасли.
• В нефтеперерабатывающей индустрии для отбеливания и осветления нефтепродуктов. Коагулянт для регенерации масел. Ингредиент твердых смазок, охлаждающих жидкостей для двигателей.
• Отбеливатель в текстильпроме.
• В мыловарении.
• Для изготовления огнестойких замазок.
• В фармацевтике — в составе дезинфицирующих средств для стоматологии; бактерицидных и обезболивающих мазей; присыпок для кожи.
• Добавляют во многие косметические продукты, такие как тени, пудры, кремы для бритья, порошкообразные средства для обесцвечивания волос; зубные пасты.
• Коагулянт (для смягчения воды) и замедлитель коррозии в водоподготовке.
• В сельском хозяйстве входит в состав удобрений, жидкостей для побелки деревьев.
• Для обработки древесины — для придания ей противопожарных качеств.
• Пищевая добавка Е550 использовалась до 2010-го года как эмульгатор, адсорбент, стабилизатор кислотности, антислеживающая добавка в сыпучие продукты питания, среда для хранения яиц, для очистки растительных масел. В настоящее время добавка запрещена в России и большинстве стран ЕС; разрешена в США.

Метасиликат натрия

КОД ТНВЭД: 2839110000

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА: мелкокристаллические порошки светлого цвета, хорошо и легко растворяются в воде, поглащают воду и углекислоту на воздухе. Собой представляют натриевую соль метакремневой кислоты, являются гидратированными силикатами натрия. Продукт плавится при температуре 40-80°С, легко растворим в воде. Водные растворы метасиликата натрия имеют сильно щелочную реакцию и по своим химическим свойствам идентичны растворам щелочей. Под действием кислот на водные растворы метасиликата натрия происходит его разложение с выделением геля кремниевой кислоты.

ПОЛУЧЕНИЕ: ля производства натрий метасиликатов используется метод изогидрической кристаллизации из щелочно-кремнеземистого раствора.

ПРИМЕНЕНИЕ:

• в химической промышленности: для аморфной силики, силикагеля, молекулярных сит и белой сажи;
• моющие средства: щелочная добавка и ингибитор коррозии, комплексообразователь;
• текстиль: стабилизатор перекиси водорода, комплексообразователь, регулятор pH, удаляет масляные включения;
• бумага: добавка для производства гофрокартона, стабилизатор перекиси водорода, устранитель чернил;
• литейное производство: связующее формовочного песка;
• добыча: добавка для минерального гранулирования;
• строительство: укрепление полов;
• сварка: связующее при производстве электродов;
• металлургия и огнеупоры: ускоритель сроков схватывания цемента и твердения огнеупоров.

ТРЕБОВАНИЯ ПО БЕЗОПАСНОСТИ: Метасиликат натрия пожаро- и взрывобезопасен, по степени воздействия на организм относится к веществам 2-го класса опасности.

ТРАНСПОРТИРОВКА И ХРАНЕНИЕ: Метасиликат натрия транспортируют в крытых железнодорожных вагонах. 8-й класс опасности при транспортировке.

Метасиликат натрия хранят в сухих крытых складских помещениях. Мешки с метасиликатом натрия укладывают в штабели высотой не более 2 м (8-9 рядов) в перевязку.

ГАРАНТИЙНЫЙ СРОК ХРАНЕНИЯ: 1 год со дня изготовления.

ПРОИЗВОДИТЕЛИ: Россия, Армения, Бельгия, Китай

Силикаты натрия для нефте и газодобычи

Силикаты натрия для нефте- и газодобычи.

В общем случае используются для приготовления быстросхватывающихся смесей для закупоривания трещин, и как компонент буровых тампонажных и буферных растворов.

 Силикат натрия и метасиликат натрия являются многофункциональными материалами и обеспечивают:

• снижение плотности цементного раствора;

• снижения себестоимости цементного раствора;

• предотвращение разделения твердых частиц;

• ускоряет усадку;

• уменьшает содержание свободной воды в обычных и тяжелых суспезиях;

• обеспечивает хорошее схватывание.

 Помимо добавления в цементные смеси, силикат натрия может использоваться до и после цементирования для улучшения цементной связки.      Силикат натрия используется:

• для промывания ствола скважины перед цементированием;

• для исправления последствий плохого цементирования.

Для скваженных цементов применяются метасиликат натрия и силикат натрия (жидкий и гидратированный порошок). Метасиликат натрия отличается от силиката натрия тем, что имеет определенную кристаллическую форму. Мольное отношение SiO₂ к Na₂O составляет 1:1 и имеет химическое обозначение Na₂SiO₃. Силикат натрия в жидкой и порошкообразной форме определяется по весовому соотношению Sio₂/Na₂O  в диапазоне 1,60 – 3,22.

Метасиликаты натрия

Метасиликаты натрия используются как наполнитель и ускоритель схватывания цемента.

Характеристики безводного метасиликата натрия METSO BEADS 2048 и пятиводного метасиликат натрия METSO PENTABEAD 20 приведены в таблице:

Силикаты натрия

Силикаты натрия имеют весовое отношение Sio₂/Na₂O  от 1,60 до 3,22 и менее щелочные, чем метасиликаты, характеристики приведены в таблицах.

Жидкие силикаты натрия

Силикаты натрия, гидратированный порошок

Применение

Метасиликат натрия широко используется, как недорогой наполнитель, позволяющий обеспечить более высокое содержание воды в цементной смеси. Вода снижает плотность цементной смеси, что уменьшает гидростатическое давление, снижает неоднородность и растрескивание формации. Кроме того, экономически более целесообразно увеличение содержания воды, чем чистого цемента.

Силикат натрия и метасиликат натрия уменьшают подвижность воды в цементной смеси. При растворении их ионы взаимодействуют с ионами кальция в цементе, образуя кальциевый силикатный гидрагель. Именно он эффективно связывает большое количество воды в суспензии без появления свободной воды. Цемент остается гомогенным без разделения твердых частиц.

Свойства

• метасиликат натрия добавляют в количестве 1-4%;

• 2-3% силиката натрия дают такой же выход раствора, как 10% бентонита;

• цементные растворы могут приготавливаться с плотностью от 1,32;

• обеспечивает большую прочность цемента в сравнении с другими наполнителями.

Уменьшение доли свободной воды в обычных и тяжелых суспезиях

Применение метасиликата натрия эффективно для уменьшения подвижности воды в обычных и тяжелых суспензиях. Считается, что такие суспензии содержат меньше воды, типовая концентрация 0,2-0,3% по весу.

Ускорение схватывания

Метасиликат натрия может выполнять функцию ускорителя схватывания цемента. Для надежного ускорения необходимо, чтобы ионы метасиликата оставались в растворе до реакции с ионами Ca⁺², иначе произойдет преждевременное гелеобразование.

Свойства

• типовая дозировка – 2-4% по весу цемента;

• легкое перемешивание сухой смеси;

• более медленное затвердевание, чем при использовании других ускорителей (CaCl₂), дающее дополнительное время для заливки раствора;

• обеспечивает быструю усадку.

Хранение и обращение с силикатами натрия

Силикат и метасиликат натрия представляют собой очень щелочные вещества. Поэтому требуют осторожного обращения и хранения. Не допускается замораживать жидкий силикат натрия.

Метасиликат натрия — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Метасиликат натрия — неорганическое соединение, соль щелочного металла натрия и метакремниевой кислоты с формулой Na₂SiO₃, бесцветные или белые кристаллы, растворяется в холодной воде, образует кристаллогидрат.

Получение

S i O 2 + 2 N a O H   → 900 − 1000 o C   N a 2 S i O 3 + H 2 O {\displaystyle {\mathsf {SiO_{2}+2NaOH\ {\xrightarrow {900-1000^{o}C}}\ Na_{2}SiO_{3}+H_{2}O}}}

S i O 2 + N a 2 C O 3   → 1150 o C   N a 2 S i O 3 + C O 2 {\displaystyle {\mathsf {SiO_{2}+Na_{2}CO_{3}\ {\xrightarrow {1150^{o}C}}\ Na_{2}SiO_{3}+CO_{2}}}}

N a 4 S i O 4   → 1120 o C   N a 2 S i O 3 + N a 2 O {\displaystyle {\mathsf {Na_{4}SiO_{4}\ {\xrightarrow {1120^{o}C}}\ Na_{2}SiO_{3}+Na_{2}O}}}

• Безводную соль получают нагреванием кристаллогидрата:

N a 2 S i O 3 ⋅ 9 H 2 O   → 100 − 300 o C   N a 2 S i O 3 + 9 H 2 O {\displaystyle {\mathsf {Na_{2}SiO_{3}\cdot 9H_{2}O\ {\xrightarrow {100-300^{o}C}}\ Na_{2}SiO_{3}+9H_{2}O}}}

Физические свойства

Метасиликат натрия образует бесцветные или белые кристаллы ромбической сингонии, пространственная группа C cm2, параметры ячейки a = 0,6078 нм, b = 1,053 нм, c = 0,4825 нм, Z = 4.

Хорошо растворим в холодной воде, концентрированные растворы образуют коллоидный раствор «жидкое стекло» гидрозоля SiO₂•n H₂O.

Из водных растворов выделяется кристаллогидрат Na₂SiO₃•9H₂O, который плавится при 47°С в собственной кристаллизационной воде и начинает разлагаться при температуре выше 100°С.

Разлагается в горячей воде.

Водные растворы имеют щелочную реакцию из-за гидролиза по аниону.

Химические свойства

• Гидролизуется горячей водой:

N a 2 S i O 3 + ( n + 1 ) H 2 O   → T   2 N a O H + S i O 2 ↓ ⋅ n H 2 O {\displaystyle {\mathsf {Na_{2}SiO_{3}+({\mathit {n}}+1)H_{2}O\ {\xrightarrow {T}}\ 2NaOH+SiO_{2}\downarrow \cdot {\mathit {n}}H_{2}O}}}

• Разлагается кислотами:

N a 2 S i O 3 + 2 H C l   →   2 N a C l + S i O 2 ↓ + H 2 O {\displaystyle {\mathsf {Na_{2}SiO_{3}+2HCl\ {\xrightarrow {}}\ 2NaCl+SiO_{2}\downarrow +H_{2}O}}}

N a 2 S i O 3 + 2 N a O H   →   N a 4 S i O 4 + H 2 O {\displaystyle {\mathsf {Na_{2}SiO_{3}+2NaOH\ {\xrightarrow {}}\ Na_{4}SiO_{4}+H_{2}O}}}

N a 2 S i O 3 + C O 2   →   N a 2 C O 3 + S i O 2 ↓ {\displaystyle {\mathsf {Na_{2}SiO_{3}+CO_{2}\ {\xrightarrow {}}\ Na_{2}CO_{3}+SiO_{2}\downarrow }}}

Применение

• Компонент шихты в производстве стекла.
• Производство жаростойких кислотоупорных бетонов.
• В качестве наполнителя в облегченных цементных растворах для цементирования скважин.

Литература

• Химическая энциклопедия / Редколл.: И. Л. Кнунянц и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — 639 с. — ISBN 5-82270-039-8.
• Справочник химика / Редколл.: Б. П. Никольский и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.