Bài 23.Công nghiệp silicat

Mục tiêu bài học- Biết thành phần hóa học và tính chất của thủy tinh, đồ gốm và xi măng - Biết phương pháp sản xuất các loại vạt liệu trên từ những nguyên liệu trong tự nhiên I.. Thành p

Công nghiệp silicat

Gạch

và ngói

Gạch chịu lửa

Sành,

sứ, men

Thành phần + sản xuất

Quy trình đông cứng xi măng

Mục tiêu bài học

- Biết thành phần hóa học và tính chất của thủy tinh,

đồ gốm và xi măng

- Biết phương pháp sản xuất các loại vạt liệu trên từ

những nguyên liệu trong tự nhiên

I Thủy tinh

1 Thành phần hóa học và tính chất của thủy tinh

- Thủy tinh, đôi khi trong dân gian còn được gọi

là kính hay kiếng, là một chất rắn vô, là một chất rắn vô định hình đồng

nhất, có gốc

nhất, có gốc silicátsilicát, thường được pha trộn thêm các tạp

chất để có tính chất theo ý muốn

- Là hỗn hợp của natri silicat, canxi silicat và Si02

- Được sản xuất bằng cách nấu chảy một hỗn hợp cát trắng, đá vôi và sođa ở 14000C

6SiO2 + CaCO3 + Na2CO3 Na2O.CaO.6SiO2 +2CO2

Đây là cấu trúc của thủy tinh khi ở điều kiện bình thường

Trong dạng thuần khiết và ở điều kiện bình thường,

thủy tinh là một chất trong suốt, tương đối cứng, khó mài mòn, rất trơ hóa học và không hoạt động xét về

phương diện sinh học, có thể tạo thành với bề mặt rất nhẵn và trơn Tuy nhiên, thủy tinh rất dễ gãy hay vỡ thành các mảnh nhọn và sắc dưới tác dụng của lực hay nhiệt một cách đột ngột Tính chất này có thể giảm

nhẹ hay thay đổi bằng cách thêm một số chất bổ sung vào thành phần khi nấu thủy tinh hay xử lý nhiệt

Thủy tinh được sử dụng rộng rãi trong xây đựng, làm

đồ chứa (chai, lọ, cốc, chén, ly, tách v.v) hay vật liệu trang trí

Thủy tinh được sử dụng rộng rãi trong xây đựng, làm

đồ chứa (chai, lọ, cốc, chén, ly, tách v.v) hay vật liệu trang trí

Thủy tinh có thể thay đổi tính chất, tùy theo việc lựa chọn tạp chất và hàm lượng pha thêm khi nấu thủy

tinh

Đây là cách thổi thủy tinh thông thường để

tạo ra cá hình dáng khác nhau cho thủy

tinh

Nhưng giờ thủy tinh được biết đến như một ngành

công nghiệp phát triển với những đổi mới đáng ngạc nhiên

2 Một số loại thủy tinh

a Thủy tinh Kali

- Có nhiệt dộ nóng chảy và nhiệt độ hóa mềm cao hơn

=> dùng làm dụng cụ thí nghiệm

b Thủy tinh pha lê

Chứa nhiều chì oxit, dễ nóng chảy

và trong suốt

c Thủy tinh thạch anh

- Được sản xuất bằng cách nấu nóng chảy silic đioxit tinh khiết Loại thủy tinh này có nhiệt độ hóa mềm cao, có hệ số nở nhiệt rất nhỏ, nên không bị nứt khi nóng lạnh đột ngột

II Đồ gốm

- Là vật liệu được chế tạo chủ yếu từ đất sét và

caolanh Tùy theo công dụng người ta phân biệt gốm xây dựng, vật liệu chịu lửa, gốm kĩ thuật và gốm dân dụng

1 Gạch và ngói

- Đều thuộc loại gốm xây dựng

- Sản xuất: từ đất sét thường và một ít cát, được nhào với nước thành khối dẻo, tạo hình, sấy, nung ở 900-

10000C

- Gạch và ngói thường có màu đỏ do ôxit sắt trong đất sét

2 Gạch chịu lửa

- Dùng để lót lò cao, lò luyện thép, lò nấu thủy tinh,…

- Phân loại: có 2 loại: gạch đinat và samot

+Gạch đinat:gồm 93-96%SiO2, 4-7%CaO và đất sét

và nhiệt độ nung khoảng 1300-14000C Chịu được nhiệt khoảng 1690-17200C

+Gạch samot:gồm bột samot trộn với đất sét và

nước Sau khi đóng khuôn và sấy khô, được nung ở 1300-14000C Là đất sét được nung ở nhiệt độ rất

cao rồi nghiền nhỏ

3 Sành, sứ và men

a.Sành:

-Là vật liệu cứng, gõ kêu, có màu nâu hoặc xám

- Để có độ bóng và lớp bảo vệ không thấm nước, người ta tạo một lớp men mỏng ở măt ngoài

-Là đất sét sau khi nung ở nhiệt độ 1200-13000C

b Sứ

- Là vật liệu cứng, xốp, có màu trắng, gõ kêu

- Sản xuất từ cao lanh, fenspat, thạch anh và một số oxit kim loại Đồ sứ được nung 2 lần, lần đầu ở

10000C, sau đó tráng men và trang trí, rồi nung lần hai ở 1400-14500C

-

- Phân loại: có 2 loại sứ dân dụng và sứ kĩ thuật

+ Sứ kĩ thuật được dùng để chế tạo các vật liệu

cách điện, tụ điện, buzi đánh lửa, các dụng cụ

thí nghiệm

c Men

- Có thành phần chính giống sứ, dễ nóng chảy hơn

- Men được phủ lên bề mặt sản phẩm, sau đó nung lên với nhiệt độ thích hợp để men biến thành một lớp thủy tinh che kín bề mặt sản phẩm

- Làng gốm Bát Tràng, các nhà máy sứ Hải Dương,

Đồng Nai, là những cơ sở sản xuất sứ nổi tiếng

- Được sản xuất bằng cách nghiền nhỏ đá vôi, trộn với đất sét có nhiều SiO2 và một ít quặng sắt bằng phương pháp khô hoặc phương pháp ướt, rồi nung hỗn hợp

trong lò quay hoặc lò đứng ở 1400-16000C

- sau khi nung thu được hỗn hợp màu xám được gọi là clanhke 1400-16000C Để nguội rồi nghiền clanhke

với một số chất phụ gia thành bột mịn, sẽ được xi

măng

- Nhỏ hơn 1mm, %, không lớn hơn

- Đây là lò quay sản xuất clanhke

2 Quá trình đông cứng xi măng

- Xi măng được trộn với nước thành khối nhão, sau

vài giờ sẽ bắt đầu động cứng lại

- Quá trình đông cứng: là sự kết hợp của các chất có trong xi măng với nước, tạo nên những tinh thể hidrat đan xen vào nhau thành khối cứng và bền:

3CaO.SiO2 + 5H2O Ca2SiO4.4H2O + Ca(OH)2 2CaO.SiO2 + 4H2O CaSiO4.4H2O

3CaO.Al2O3 + 6H2O Ca3(AlO3)2.6H2O

- Hiện nay người ta sản xuất nhiều loại xi măng có

những tính năng khác nhau: xi măng chịu axit, xi

măng chịu nước biển,…

- Ở nước ta có rất nhiều cơ sở sản xuất xi măng lớn

như nhà máy xi măng: Hải Phòng, Hoàng Thạch, Bỉm Sơn, Chinfon, Hoàng Mai, Hà Tiên,…