主题：【资料】元素周期表-硅

硅石化学加工
　　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。
　　加工方法 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。
　　碱法 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。
　　硫酸钠法 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。