一、国内泡花碱生产概况

我国泡花碱（硅酸钠/水玻璃）的生产始于二十世纪三十年代。到目前为止，全国二十七个省市已建有140余套生产装置，总生产能力突破100万吨。其中，万吨规模以上的厂家有三十余家，五千吨级以上的厂家有二十多家。生产方法大多采用干法反射炉生产工艺，近几年少数厂家改用马蹄焰炉；喷雾法生产速溶型硅酸钠则刚刚起步。

我国水玻璃品种不多，模数一般为2.2～3.7，高模数产品产量较低，且大都以液体形式供应市场。尽管部分厂家也有固体形式的产品出售，但多为水淬之后的玻璃体，并非速溶粉状产品。

二、水玻璃的生产工艺

我国水玻璃生产分为干法和湿法两大类。

1. 干法工艺

干法工艺是将石英砂和钠盐（主要指Na₂CO₃、Na₂SO₄）搅拌均匀，在1400℃左右的高温下熔融反应。根据原料不同又分为纯碱法和芒硝法。生产过程包括配料、煅烧、浸溶、浓缩四道工序。

具体过程：

• 配料与熔融：纯碱或芒硝与石英砂按比例经搅拌机混合均匀，经贮槽、加料斗由螺旋输送机加入反射炉或马蹄焰炉进行熔融反应。炉内采用重油或煤作燃料，燃烧温度达1450～1500℃（不低于1350℃），发生如下反应：
  Na₂CO₃ + nSiO₂ → Na₂O·nSiO₂ + CO₂↑
  2Na₂SO₄ + C + 2nSiO₂ → 2Na₂O·nSiO₂ + 2SO₂↑ + CO₂↑

• 浸溶：熔融水玻璃从下料口流入冷却槽，经小型履带式输送机送入贮料桶，过磅后由电动行车将桶内玻璃块吊起倒入滚筒，根据块重加入适量水，通入0.4～0.5 MPa蒸汽溶解（滚筒转速2～4 r/min），溶解后放入沉清槽自然沉降除杂。

• 浓缩：除杂后的溶液送入浓缩槽，采用蒸汽间接加热，槽底利用熔窑烟道气余热加热，浓缩至要求浓度即得成品。

干法生产中纯碱法与芒硝法对比

传统上多采用纯碱（Na₂CO₃）为原料。由于纯碱价格昂贵，而芒硝（Na₂SO₄）价格低廉（仅为纯碱的1/2～1/3），且全国各地芒硝矿藏或副产资源丰富，许多厂家改用芒硝替代纯碱，取得了良好效果。芒硝法工艺流程简单，产品质量可达到国家二级品标准，生产成本大幅降低。其缺点是芒硝熔点比纯碱高33℃，能耗稍高；若还原不完全易产生“硝水”飞溅现象。可通过改进炉型（反射炉改马蹄焰炉）、选用不同耐火材料以及在硝水液面撒入煤粉还原等措施加以克服。

干法工艺改进方向

干法生产产品质量好，仍是目前我国泡花碱生产的主要方法之一。但其能耗大、成本较高，必须进行技术改造：一方面改进炉型，淘汰反射炉，改用马蹄焰炉以节省能耗；另一方面推广芒硝替代纯碱，大幅度降低生产成本，提高企业经济效益。

2. 湿法生产工艺

湿法生产分为传统湿法工艺和活性SiO₂常压生产工艺两种。

传统湿法工艺

传统湿法生产泡花碱产量高、能耗低、劳动强度低、原料易得，但只能生产模数小于2.5的产品。其原理是石英砂在高温烧碱中溶解生成硅酸钠：
2NaOH + nSiO₂ → Na₂O·nSiO₂ + H₂O
工艺过程包括配料混合、加热反应及过滤浓缩等。

活性SiO₂常压生产工艺

该工艺是在近几年的“三废”治理过程中开发的新工艺，目前生产厂家不多，可生产模数2.2～3.7的任何产品。其机理是利用工业生产中产生的副产品或下脚料中的活性SiO₂（或硅胶），在常压下加热与烧碱反应生成硅酸钠。例如，磷肥工业中过磷酸钙的副产品（含氟硅胶）或高锌铁矿制取活性ZnO的下脚料（活性SiO₂），经水洗、压滤除杂后，与碱液按比例混合并加热至60～80℃反应1～2小时，过滤后浓缩即可得到成品。对磷肥企业而言，开发此产品具有显著的社会效益和经济效益。

三、泡花碱的应用情况

泡花碱在我国应用历史悠久，用途极广，几乎遍及各个行业。

1. 肥皂及洗涤剂工业

泡花碱是制皂工业中最有价值的填料，可增加硬度及洗涤能力，防止酸败，缓冲碱性，减少硬水中的损耗，并能稳定泡沫、乳化油污。常用40°Bé、模数2.14和3.13的产品。在合成洗涤剂中，水玻璃具有防腐、缓冲、悬浮胶溶、稳定泡沫及配料喷粉等多种助洗功能。

2. 硅制品工业

• 硅凝胶：由水玻璃经化学药剂处理制得无定形粉末状SiO₂。

• 硅胶：优良的吸附剂，用于防潮干燥、色层分析、橡胶填料、催化剂载体等。生产硅胶要求水玻璃模数3.13～3.14，密度1.118～1.119 g/cm³，Na₂O含量4.17%～4.18%，水不溶物＜0.15%。

• 白炭黑（轻质二氧化硅）：橡胶补强剂，也用于润滑剂、绝缘材料。每吨白炭黑消耗约5吨13°Bé、模数3.13～3.16的水玻璃。

• 沸石及分子筛：用于石化工业气体/液体的干燥、脱水、净化、分离及催化裂化。水玻璃是人工合成沸石的主要原料。

3. 造纸及轻纺工业

在造纸中，水玻璃作为填料可使纸张操作顺利、减少毛毡损耗、加快白水沉降、增加纸张强度和抗水性、保持表面光滑。用于彩色纸张可增加吸附能力、固定染料、缩短打浆时间。在纺织工业中，水玻璃用于丝织品加重浆料、浸渍剂，以及媒染剂和固着剂。

4. 粘结剂和填充剂

水玻璃溶液失水后粘度增大并硬化，是良好的粘结剂。粘结纸张、纸板常用模数3.13～4、浓度37～40°Bé；粘结玻璃、瓷器等用模数3.10～3.13、密度1.139～1.142；粘结石棉及石棉制品用高模数水玻璃；粘结木材、胶合板用模数不低于3.13～3.15，抗拉强度7～8 MPa，抗剪强度10～11 MPa。与有机胶（淀粉、糊精等）复配可粘合高强度胶合板；浸渍有机织物可降低可燃性。

5. 铸造工业

利用水玻璃胶粘性，在铸造生产中作为粘结剂粘合砂和粘土，制成铸型和芯型。同时用于精密铸造（如石蜡铸造），可获得尺寸精密、表面光滑的复杂铸件，减少切削加工。

6. 耐火材料、陶瓷材料

水玻璃与矿物填料混合，经热处理可转变为新型硅酸盐材料。例如，与磨细铬矿、硅化铁混合可制成耐1100℃高温的耐火材料；与耐火粘土混合可得密实不透气的硅酸盐衬里；与刚玉、碳化硅等复合可制成耐急冷急热、耐腐蚀的高温炉陶瓷材料。

此外，水玻璃还用于涂料、制糖、冶金等行业。据统计，我国水玻璃消费结构中：轻工（纸箱纸板粘结占42%，肥皂洗涤剂占24%）合计66%；冶金机械占17%；化工原料占10%；纺织及其他占7%。

四、枣庄正鑫新材料有限公司——立足薛城，发展泡花碱产业

枣庄正鑫新材料有限公司
地址：中国·山东·枣庄（山东省枣庄市薛城区常庄街道）

公司地处鲁南经济带核心区域，毗邻京沪高速、104国道及枣庄港，交通运输极为便利。周边石英砂、纯碱等资源丰富，具备发展泡花碱生产的外部优势条件。枣庄正鑫新材料有限公司采用先进的干法马蹄焰窑炉工艺，生产模数2.0～3.5的固体及液体泡花碱，产品纯度高质量稳定，可满足化工、轻工、纺织、铸造、建材等各行业需求。

公司发展展望

泡花碱作为一种大宗化工原料，国内市场供需基本平衡，但高模数固体泡花碱在国内仍有较大市场，在日本等国际市场也十分看好。枣庄正鑫新材料有限公司依托本地纯碱供应充足、东海优质石英砂（SiO₂≥98%）距离仅数十公里的资源优势，以及方便的能源条件（煤、天然气、重油均可），具备生产高质量泡花碱产品的各项有利条件。公司计划在现有基础上进一步扩大产能，开发高模数固体泡花碱及速溶粉状产品，积极开拓国内外市场，寻求与下游硅化工深加工企业（白炭黑、硅胶、层状硅酸钠等）的合作，走多品种、系列化、高附加值的可持续发展道路。

我们将始终坚持以质量为本、客户至上的原则，为推动我国泡花碱产业的技术进步和绿色发展贡献力量。热忱欢迎新老客户莅临山东省枣庄市薛城区常庄街道考察指导，共谋合作！