工业用氢氧化钠有哪些用途?

氢氧化钠(也称为苛性钠、烧碱、火碱)是一种无机化合物,化学式NaOH,固体氢氧化钠根据性状又可分为片状和粒状,俗称片碱和粒碱,它们具有强碱性,腐蚀性极强。可作酸中和剂、配合掩蔽剂、沉淀剂、沉淀掩蔽剂、显色剂、皂化剂、去皮剂、洗涤剂等,广泛应用于化工、造纸、印染、电力、农业、冶金、医药、食品等各个行业。那么,氢氧化钠在工业上具体有哪些用途呢?

片状氢氧化钠

一、精炼石油

石油产品经硫酸洗涤后,还含有一些酸性物质必须用氢氧化钠溶液洗涤,再经水洗,才能得到精制产品。

二、印染工业

印染工业中给棉织品染色,必须设法除去棉纤维表面的复盖物,如腊质、油脂、果胶等,用稀碱液在适当温度下浸泡和蒸煮,便可除去杂质。为了使染料在染色时能够深入到纤维内层,还应在染色前使它膨胀松软。用浓的烧碱溶液进行短时间处理,可使纤维分子定向排列,增加织物的丝光色泽。经过这种处理,可使纤维表面细碎的小纤维(棉绒)被烧碱腐蚀掉,使染色更均匀,不会出现深浅不一的斑块。棉印染工业需用大量的烧碱,还原染料染色过程中要先用烧碱溶液和保险粉将其还原为隐色体酸,染色后再用氧化剂氧化成原来的不溶性状态。

三、纺织纤维

1.纺织棉、麻纺织物用浓氢氧化钠(烧碱)溶液处理以改善纤维性能。人造纤维如人造棉、人造毛、人造丝等,大都是粘胶纤维,它们是用纤维素(如纸浆)、氢氧化钠、二硫化碳(CS2)为原料,制成粘胶液、经喷丝、凝结而制得。

2、粘胶纤维首先要用18~20%烧碱溶液去浸渍纤维素,使它成为碱纤维素,然后将碱纤维素干燥、粉碎,再加二硫化碳,最后用稀碱液把磺酸盐溶解,便得到粘胶液。再经过滤、抽真空(去气泡),就可用以抽丝了。

四、造纸行业

造纸的原料主要是木材或草类,这些植物中除含纤维素外,还含有相当多的非纤维素(木质素、树胶等),可采用机械法,用磨石磨碎分离出纤维,这种纸浆的纤维短,做出的纸易断裂,但成本低。也可以化学方法处理,用硫酸亚铁或碱溶液蒸煮原料,利用稀碱不能跟纤维素反应而能将非纤维素成分腐蚀溶解的特点,制出以纤维素为主要成分的纸浆。这种纸浆纤维长,制出纸的拉力强,但成本高。如果把两种纸浆按一定比例混合,可制出质量高,成本低的纸。

五、食品工业

食用级氢氧化钠主要用于食品加工、皮蛋生产、海产品干货浸泡和调味品生产等食品加工行业。在食品工业上主要当作酸度调合剂,也可用作酒瓶和粮油盛装容器等的清洗添加物,用途十分广泛。

六、化工及化学试剂

在化学工业中,制金属钠、电解水都要用氢氧化钠。许多无机盐的生产,特别是制备一些钠盐(如硼砂、硅酸钠、磷酸钠、重铬酸钠、亚硫酸钠等等)都要用到氢氧化钠或纯碱。合成染料、药物以及有机中间体等也要用到氢氧化钠或纯碱!

1、塑料

① 聚碳酸酯(PC)光气+氢氧化钠+二氯甲烷;

② 聚氨酯(PU)碱解回收过程中用烧碱;

③ 酚醛环氧树脂环氧化合物与线型酚醛树脂在氢氧化钠催化下缩聚而成的一类树脂;

④ 糠醛苯酚树脂糠醛与苯酚缩聚生成二价热固生树脂,反应过程以氢氧化钠为催化剂;

⑤ 聚乙烯醇生产过程用氢氧化钠溶液、碳酸钾或其他氢氧化物催化;

⑥ 水溶性酚醛树脂40%氢氧化钠溶液+37%甲醛制得。

2、化工及化学试剂

① 制药:胃药成分有氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸氢钠和少量氢氧化钠,主要作用是中和胃酸羧甲基纤维素钠(CMC):食品、药品的乳化、粘接、成膜。

② 绿色净水处理剂:高铁酸钠(Na2FeO4)的制备3NaClO(次氯酸钠)+2Fe(OH)3(氢氧化铁)+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O碱式氯化铝(PAC/BAC)使病毒的蛋白质变性。及水净化、废水处理,氢氧化钠调节ph值。

③ 离子交换树脂:阴离子交换树脂失效后一般用5%-8%的NaOH溶液再生。

④ 碱性清洗剂:NaOH溶液可以用于各种清洗剂,如洗车液、洗瓶剂、洗洁精、除锈剂、消毒液的配置,主要用于制酒业瓶子的清洗,陶瓷金属业的表面处理等等。

⑤ 次氯酸钠:漂白剂30%-35%的NaOH溶液低于10℃时吸Cl2,滤去NaCl,冷至20℃可得NaClO-5H2O晶体,低于10℃真空脱去结晶水得到次氯酸钠。

⑥涤剂化学工业:用于制造甲酸、草酸、硼砂、苯酚、氰化钠及肥皂、合成脂肪酸、合成洗涤剂等。

如制肥皂:肥皂的主要成分是高级脂肪酸的钠盐,通常用油脂和氢氧化钠为原料经过皂化反应而制成。肥皂中除含高级脂肪酸盐外,还含有松香、水玻璃、香料、染料等填充剂。从结构上看,在高级脂肪酸钠的分子中含有非极性的憎水部分(烃基)和极性的亲水部分(羧基)。憎水基具有亲油的性能。在洗涤时,污垢中的油脂被搅动、分散成细小的油滴,与肥皂接触后,高级脂肪酸钠分子的憎水基(烃基)就插入油滴内,靠范德华力与油脂分子结合在一起。而易溶于水的亲水基(羧基)部分伸在油滴外面,插入水中。肥皂的主要成分是NaOH,但是NaOH并不是肥皂。它的水溶液有滑腻感,可以做肥皂,肥皂是一种乳化剂。

原理就是皂化反应CH3COOCH2CH3+NaOH=CH3COONa+CH3CH2OH(CH3COONa就是肥皂中起作用的成分了),NaOH在医药工业中主要用于碱化溶液或调节药液pH值。

七、橡胶、皮革

1、沉淀白炭黑首先:由氢氧化钠与石英矿(SiO2)反应制成水玻璃(Na2O.mSO2)其次:水玻璃和硫酸、盐酸、二氧化碳反应制成沉淀白炭黑(二氧化硅)这里说的白炭黑是天然橡胶和合成橡胶的最佳补强剂。

2、旧橡胶回收中用氢氧化钠溶液对胶粉进行预处理,然后进行后续加工。

3、皮革制革:一种制革废灰液循环利用工艺,一方面在现有膨胀工序的硫化钠水溶液浸泡处理和加入石灰粉浸泡处理两步骤之间,增加使用皮重0.3-0.5%的30%氢氧化钠溶液处理步骤,使皮纤维充分膨胀,满足工艺要求,提高半成品质量。

八、冶金、电镀

在冶金工业中,往往要把矿石中的有效成分转变成可溶性的钠盐,以便除去其中不溶性的杂质,因此,常需要加入纯碱(它又是助熔剂),有时也用烧碱。

1、制铝及氧化铝

在铝的冶炼过程中,所用的冰晶石的制备和铝土矿的处理,都要用到纯碱和烧碱。制氧化铝NaOH溶液加温溶出铝土矿中的氧化铝,得到铝酸钠溶液。溶液与残渣(赤泥)分离后,降低温度,加入氢氧化铝作晶种,经长时间搅拌,铝酸钠分解析出氢氧化铝,洗净,并在950~1200℃温度下煅烧,便得氧化铝成品。析出氢氧化铝后的溶液称为母液,蒸发浓缩后循环使用。由于三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石的结晶构造不同,它们在苛性钠溶液中的溶解性能有很大差异,所以要提供不同的溶出条件,主要是不同的溶出温度。三水铝石型铝土矿可在125~140℃下溶出,一水硬铝石型铝土矿则要在240~260℃并添加石灰(3~7%)的条件下溶出。

2、炼钨:冶炼钨时,首先将精矿和纯碱焙烧成可溶的钨酸钠后,再经酸析、脱水、还原等过程而制得粉末状钨的。

3、电镀:氢氧化钠在五金电镀中作为电镀溶液,起导体的作用。

九、其他方面的作用

1、陶瓷:在陶瓷的烧制过程中,作为稀释剂,烧制好的陶瓷表面会有划痕或很粗糙,用氢氧化钠溶液清洗后,使陶瓷表面更加光滑。

2、仪器工业:用作酸中和剂、脱色剂、脱臭剂。

3、胶粘剂工业:用作淀粉糊化剂、中和剂。