Bài 18. Công nghiệp silicat

LUONG VIET DUC
Công nghiệp silicat
Thủy tinh
Đồ gốm
Xi măng
) Một số hợp chất tự nhiên chứa oxi của silic:
- Thạch anh SiO2
- Cát SiO2 là chủ yếu (lẫn tạp chất)
- Cao lanh Al2O3.2SiO2.2H2O
- Đất sét Al2O3.2SiO2.2H2O (lẫn tạp chất)
- Fenspat Na2O.Al2O3.6SiO2
.


A. Thủy tinh
I.Thành phần hóa học và tính chất của thủy tinh
- Thành phần chính gồm: Na2SiO3, CaSiO3
- Thành phần hóa học: Na2O.CaO.6SiO2
Thành phần hóa học:
Sản xuất thủy tinh:
- Nguyên liệu chính: SiO2 (cát trắng), CaCO3, Na2CO3
- Các công đoạn chính:
Hỗn hợp: SiO2 , CaCO3 , Na2CO3
Thủy tinh nhão
Nấu chảy ở 1400oC
Thủy tinh dẻo
Làm nguội từ từ
Các đồ vật
- Các cơ sở sản xuất chính: Hải Phòng, Hà Nội, Bắc Ninh, Đà Nẵng, TP. Hồ Chí Minh.
Tính chất:
- Các phản ứng hoá học xảy ra:
Na2CO3 + SiO2 ? Na2SiO3 + CO2
CaCO3 + SiO2 ? CaCO3 + CO2
Là chất vô định hình, không có nhiệt độ nóng chảy xác định
dùng làm cửa kính, chai, lọ.

- Thủy tinh thường
- Thủy tinh kali .

- Thủy tinh pha lê .

- Khi thêm oxit của một số kim loại , thuỷ tinh sẽ có màu khác nhau .
II. Một số loại thủy tinh
Thủy tinh thông thường: Na2SiO3, CaSiO3
Thủy tinh kali:
- Thành phần chính: K2SiO3, CaSiO3
- Tính chất: Nhiệt độ hóa mềm và nhiệt độ nóng chảy cao hơn
Thủy tinh pha lê:
- Thành phần chính: K2SiO3, PbSiO3
- Tính chất: dễ nóng chảy và trong suốt
Thủy tinh thạch anh:
- Thành phần chính: SiO2
- Tính chất: Nhiệt độ hóa mềm cao, hệ số nở nhiệt rất nhỏ
Thủy tinh màu: cho thêm oxit của một số kim loại
Thí dụ:
- Cr2O3 : thủy tinh màu lục
- CoO : thủy tinh màu xanh nước biển
B. Đồ gốm
- Nguyên liệu chính: đất sét và cao lanh
- Các công đoạn chính:
Đất sét, cao lanh
Khối dẻo
Nhào với H2O
Tạo hình, sấy khô
Các đồ vật
Nung ở nhiệt độ cao
Đồ gốm
Các loại gốm
1. Gạch và ngói
Đất sét thường, một ít cát
Nhào với H2O
Khối dẻo
Tạo hình, sấy khô
Gạch, ngói mộc
Nung ở 900 -1000oC
Gạch, ngói
+) Gạch chịu lửa:
Công dụng: lót lò cốc, lò thủy tinh, lò luyện thép.
- Gạch đinat: Phối liệu gồm: 93-96% SiO2, 4-7% CaO và đất sét
- Gạch samốt: (50-54% SiO2, 42-50% Al2O3)
Phối liệu gồm: bột samốt (đất sét nung ở nhiệt độ rất cao, nghiền nhỏ) trộn với đất sét và nước
Nhiệt độ nung phối liêu: khoảng 1300-1400oC
2. Sành, sứ
Sành:
- Là vật liệu cứng, có màu xám, vàng hoặc nâu, gõ kêu, rất bền với hóa chất.
- Được làm từ đất sét nung ở 1200-1300oC
- Mặt ngoài là lớp men muối mỏng tạo nên do NaCl nóng chảy khi cho vào lò nung.
- Là vật liệu cứng, xốp, có màu trắng, gõ kêu, bền với hóa chất.
Sứ:
- Phối liệu gồm: cao lanh, fenspat, thạch anh và một số oxit kim loại.
- Đồ sứ được nung 2 lần: lần 1 ở 1000oC, sau đó tráng men, trang trí, rồi nung lần 2 ở 1400-1450oC
- Phân loại: Sứ dân dụng (chén, bát, bình, lọ.); sứ cách điện; sứ hóa học (dụng cụ PTN.)
Men:
- Thành phần chính giống sứ, nhưng dễ nóng chảy hơn
- Nguyên liệu: cao lanh, fenspat, thạch anh, oxit chì (PbO hay Pb3O4) và oxit tạo màu (nếu cần)
- Men được phủ lên bề mặt sản phẩm, nung ở nhiệt độ thích hợp để men biến thành một lớp thủy tinh che kín bề mặt sản phẩm.
Các cơ sở sản xuất đồ gốm, sứ: Bát Tràng (Hà Nội), Hải Dương, Đồng Nai, Sông Bé.
C. Xi măng
1. Thành phần hóa học và cách sản xuất xi măng
Quan trọng và thông dụng nhất là xi măng Pooclăng.
Thành phần chính gồm: Ca3SiO5 (hoặc 3CaO.SiO2), Ca2SiO4 (hoặc 2CaO.SiO2), Ca3(AlO3)2 (hoặc 3CaO.Al2O3)
Sản xuất xi măng:
Nguyên liệu chính: đất sét, đá vôi, cát.
Nhà máy xi măng Bút Sơn - Hà Nam
XI măng
- Ca3SiO5 ( hoặc 3CaO.SiO2)
- Ca2SiO4 ( hoặc 2CaO.SiO2)
- Ca3(AlO3)2 ( hoặc 3CaO.Al2O3)
Các công đoạn chính trong sản xuất xi măng
Đá vôi, đất sét
Bùn
Nghiền nhỏ, trộn với cát và H2O
Nung ở 1300oC ? 1400oC
Clanhke rắn
Để nguội, rồi nghiền cùng với chất phụ gia
Xi măng
2) Quá trình đông cứng xi măng chủ yếu do sự kết hợp của các hợp chất của xi măng với nước , tạo nên những tinh thể hiđrat đan xen với nhau thành khối cứng và bền .
3CaO.SiO2 + 5H2O  Ca2SiO4.4H2O + Ca(OH)2
2CaO.SiO2 + 4H2O  Ca2SiO4.4H2O
3CaO.Al2O2 + 6H2O  Ca3(AlO3)2 + 6H2O
Lò quay sản xuất clanhke
Câu1:
Sau khi đổ bê tông được 24 tiếng, người ta thường phun hoặc ngâm nước để bảo dưỡng bê tông. Giải thích và viết các phương trình phản ứng.
Giải thích:
Cần ngâm nước để bảo dưỡng bê tông, vì quá trình đông cứng của xi măng chủ yếu là sự kết hợp của các hợp chất trong xi măng với nước, tạo thành tinh thể hiđrat.
Bài 2: Hãy chọn câu đúng:
X