?氫氧化鈉(也稱為苛性鈉、燒堿、火堿)是一種無機化合物,化學式NaOH,固體氫氧化鈉根據性狀又可分為片狀和粒狀,俗稱片堿和粒堿,它們具有強堿性,腐蝕性極強。可作酸中和劑、配合掩蔽劑、沉淀劑、沉淀掩蔽劑、顯色劑、皂化劑、去皮劑、洗滌劑等,廣泛應用于化工、造紙、印染、電力、農業(yè)、冶金、醫(yī)藥、食品等各個行業(yè)。那么,氫氧化鈉在工業(yè)上具體有哪些用途呢?
片狀氫氧化鈉
一、精煉石油
石油產品經硫酸洗滌后,還含有一些酸性物質必須用氫氧化鈉溶液洗滌,再經水洗,才能得到精制產品。
二、印染工業(yè)
印染工業(yè)中給棉織品染色,必須設法除去棉纖維表面的復蓋物,如臘質、油脂、果膠等,用稀堿液在適當溫度下浸泡和蒸煮,便可除去雜質。為了使染料在染色時能夠深入到纖維內層,還應在染色前使它膨脹松軟。用濃的燒堿溶液進行短時間處理,可使纖維分子定向排列,增加織物的絲光色澤。經過這種處理,可使纖維表面細碎的小纖維(棉絨)被燒堿腐蝕掉,使染色更均勻,不會出現(xiàn)深淺不一的斑塊。棉印染工業(yè)需用大量的燒堿,還原染料染色過程中要先用燒堿溶液和保險粉將其還原為隱色體酸,染色后再用氧化劑氧化成原來的不溶性狀態(tài)。
三、紡織纖維
1.紡織棉、麻紡織物用濃氫氧化鈉(燒堿)溶液處理以改善纖維性能。人造纖維如人造棉、人造毛、人造絲等,大都是粘膠纖維,它們是用纖維素(如紙漿)、氫氧化鈉、二硫化碳(CS2)為原料,制成粘膠液、經噴絲、凝結而制得。
2、粘膠纖維首先要用18~20%燒堿溶液去浸漬纖維素,使它成為堿纖維素,然后將堿纖維素干燥、粉碎,再加二硫化碳,最后用稀堿液把磺酸鹽溶解,便得到粘膠液。再經過濾、抽真空(去氣泡),就可用以抽絲了。
四、造紙行業(yè)
造紙的原料主要是木材或草類,這些植物中除含纖維素外,還含有相當多的非纖維素(木質素、樹膠等),可采用機械法,用磨石磨碎分離出纖維,這種紙漿的纖維短,做出的紙易斷裂,但成本低。也可以化學方法處理,用硫酸亞鐵或堿溶液蒸煮原料,利用稀堿不能跟纖維素反應而能將非纖維素成分腐蝕溶解的特點,制出以纖維素為主要成分的紙漿。這種紙漿纖維長,制出紙的拉力強,但成本高。如果把兩種紙漿按一定比例混合,可制出質量高,成本低的紙。
五、食品工業(yè)
食用級氫氧化鈉主要用于食品加工、皮蛋生產、海產品干貨浸泡和調味品生產等食品加工行業(yè)。在食品工業(yè)上主要當作酸度調合劑,也可用作酒瓶和糧油盛裝容器等的清洗添加物,用途十分廣泛。
六、化工及化學試劑
在化學工業(yè)中,制金屬鈉、電解水都要用氫氧化鈉。許多無機鹽的生產,特別是制備一些鈉鹽(如硼砂、硅酸鈉、磷酸鈉、重鉻酸鈉、亞硫酸鈉等等)都要用到氫氧化鈉或純堿。合成染料、藥物以及有機中間體等也要用到氫氧化鈉或純堿!
1、塑料
① 聚碳酸酯(PC)光氣+氫氧化鈉+二氯甲烷;
② 聚氨酯(PU)堿解回收過程中用燒堿;
③ 酚醛環(huán)氧樹脂環(huán)氧化合物與線型酚醛樹脂在氫氧化鈉催化下縮聚而成的一類樹脂;
④ 糠醛苯酚樹脂糠醛與苯酚縮聚生成二價熱固生樹脂,反應過程以氫氧化鈉為催化劑;
⑤ 聚乙烯醇生產過程用氫氧化鈉溶液、碳酸鉀或其他氫氧化物催化;
⑥ 水溶性酚醛樹脂40%氫氧化鈉溶液+37%甲醛制得。
2、化工及化學試劑
① 制藥:胃藥成分有氫氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸氫鈉和少量氫氧化鈉,主要作用是中和胃酸羧甲基纖維素鈉(CMC):食品、藥品的乳化、粘接、成膜。
② 綠色凈水處理劑:高鐵酸鈉(Na2FeO4)的制備3NaClO(次氯酸鈉)+2Fe(OH)3(氫氧化鐵)+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O堿式氯化鋁(PAC/BAC)使病毒的蛋白質變性。及水凈化、廢水處理,氫氧化鈉調節(jié)ph值。
③ 離子交換樹脂:陰離子交換樹脂失效后一般用5%-8%的NaOH溶液再生。
④ 堿性清洗劑:NaOH溶液可以用于各種清洗劑,如洗車液、洗瓶劑、洗潔精、除銹劑、消毒液的配置,主要用于制酒業(yè)瓶子的清洗,陶瓷金屬業(yè)的表面處理等等。
⑤ 次氯酸鈉:漂白劑30%-35%的NaOH溶液低于10℃時吸Cl2,濾去NaCl,冷至20℃可得NaClO-5H2O晶體,低于10℃真空脫去結晶水得到次氯酸鈉。
⑥滌劑化學工業(yè):用于制造甲酸、草酸、硼砂、苯酚、氰化鈉及肥皂、合成脂肪酸、合成洗滌劑等。
如制肥皂:肥皂的主要成分是高級脂肪酸的鈉鹽,通常用油脂和氫氧化鈉為原料經過皂化反應而制成。肥皂中除含高級脂肪酸鹽外,還含有松香、水玻璃、香料、染料等填充劑。從結構上看,在高級脂肪酸鈉的分子中含有非極性的憎水部分(烴基)和極性的親水部分(羧基)。憎水基具有親油的性能。在洗滌時,污垢中的油脂被攪動、分散成細小的油滴,與肥皂接觸后,高級脂肪酸鈉分子的憎水基(烴基)就插入油滴內,靠范德華力與油脂分子結合在一起。而易溶于水的親水基(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。它的水溶液有滑膩感,可以做肥皂,肥皂是一種乳化劑。
原理就是皂化反應CH3COOCH2CH3+NaOH=CH3COONa+CH3CH2OH(CH3COONa就是肥皂中起作用的成分了),NaOH在醫(yī)藥工業(yè)中主要用于堿化溶液或調節(jié)藥液pH值。
七、橡膠、皮革
1、沉淀白炭黑首先:由氫氧化鈉與石英礦(SiO2)反應制成水玻璃(Na2O.mSO2)其次:水玻璃和硫酸、鹽酸、二氧化碳反應制成沉淀白炭黑(二氧化硅)這里說的白炭黑是天然橡膠和合成橡膠的補強劑。
2、舊橡膠回收中用氫氧化鈉溶液對膠粉進行預處理,然后進行后續(xù)加工。
3、皮革制革:一種制革廢灰液循環(huán)利用工藝,一方面在現(xiàn)有膨脹工序的硫化鈉水溶液浸泡處理和加入石灰粉浸泡處理兩步驟之間,增加使用皮重0.3-0.5%的30%氫氧化鈉溶液處理步驟,使皮纖維充分膨脹,滿足工藝要求,提高半成品質量。
八、冶金、電鍍
在冶金工業(yè)中,往往要把礦石中的有效成分轉變成可溶性的鈉鹽,以便除去其中不溶性的雜質,因此,常需要加入純堿(它又是助熔劑),有時也用燒堿。
1、制鋁及氧化鋁
在鋁的冶煉過程中,所用的冰晶石的制備和鋁土礦的處理,都要用到純堿和燒堿。制氧化鋁NaOH溶液加溫溶出鋁土礦中的氧化鋁,得到鋁酸鈉溶液。溶液與殘渣(赤泥)分離后,降低溫度,加入氫氧化鋁作晶種,經長時間攪拌,鋁酸鈉分解析出氫氧化鋁,洗凈,并在950~1200℃溫度下煅燒,便得氧化鋁成品。析出氫氧化鋁后的溶液稱為母液,蒸發(fā)濃縮后循環(huán)使用。由于三水鋁石、一水軟鋁石和一水硬鋁石的結晶構造不同,它們在苛性鈉溶液中的溶解性能有很大差異,所以要提供不同的溶出條件,主要是不同的溶出溫度。三水鋁石型鋁土礦可在125~140℃下溶出,一水硬鋁石型鋁土礦則要在240~260℃并添加石灰(3~7%)的條件下溶出。
2、煉鎢:冶煉鎢時,首先將精礦和純堿焙燒成可溶的鎢酸鈉后,再經酸析、脫水、還原等過程而制得粉末狀鎢的。
3、電鍍:氫氧化鈉在五金電鍍中作為電鍍溶液,起導體的作用。
九、其他方面的作用
1、陶瓷:在陶瓷的燒制過程中,作為稀釋劑,燒制好的陶瓷表面會有劃痕或很粗糙,用氫氧化鈉溶液清洗后,使陶瓷表面更加光滑。
2、儀器工業(yè):用作酸中和劑、脫色劑、脫臭劑。
3、膠粘劑工業(yè):用作淀粉糊化劑、中和劑。