Bài giảng Công nghiệp silicat (tiết 7)

Công nghiệp SilicatTư liệu biên soạn: Tập thể tổ 3, lớp 11b1, trường THPT Châu Văn LiêmThủy Tinh	I. Thành phần hóa học và tính chất của thủy tinh	II. Một số loại thủy tinhĐồ Gốm	I.	Gạch, ngói	II.Sành sứXi măng	I. Thành phần hóa học và phương pháp sản xuất	II. Quá trình đông cứng xi măng	Bắt đầuA. THỦY TINHI- Thành phần hóa học và tính chất của thủy tinh	Thủy tinh loại thông thường được dùng làm cửa kính, chai ,lọ  là hỗn hợp của natri silicat, canxi silicat và silic đioxit, có thành phần gần đúng viết dưới dạng các oxit là Na2O.CaO.6SiO2.	Thủy tinh không có nhiệt độ nóng chảy xác định. Khi đun nóng, nó mềm dần rồi mới chảy, vì vậy có thể tạo ra những đồ vật và dụng cụ có hình dạng như ý muốn.	Thủy tinh loại này được sản xuất bằng cách nấu chảy một hỗn hợp (cát trắng, đá vôi và sôđa) ở 1400oC:6SiO2 + CaCO3 + Na2CO3  Na2O.CaO.6SiO2 + 2CO2II- Một số loại thủy tinhNgoài loại thủy tinh thông thường kể trên, còn có một số loại thủy tinh khác, với thành phần hóa học và công dụng khác nhau.Khi nấu thủy tinh, nếu thay Na2CO3 bằng K2CO3 thì được thủy tinh kali, có nhiệt độ hóa mềm và nóng chảy cao hơn.Thủy tinh chứa nhiều chì oxit dễ nóng chảy và trong suốt, được gọi là thủy tinh pha lê.Thủy tinh thạch anh được sản xuất bằng cách nấu chảy silic đioxit tinh khiết. Loại thủy tinh này có nhiệt độ hóa mềm cao, hệ số nở nhiệt rất nhỏ nên không bị nứt khi nóng lạnh đột ngột.Ngoài ra khi cho thêm oxit của một số kim loại, thủy tinh sẽ có màu khác nhau.Thủy tinh kaliThủy tinh kali được dùng làm các dụng cụ thí nghiệm, lăng kính, thấu kínhMột số loại thủy tinh pha lêMột số loại thủy tinh thạch anhHçn hîp: SiO2 , CaCO3 , Na2CO3Thñy tinh nh·oNÊu ch¶y ë 1400oCThñy tinh dÎoLµm nguéi tõ tõC¸c ®å vËtÐp, thæiCông đoạn cơ bản để sản xuất thủy tinhB. ĐỒ GỐM- Nguyªn liÖu chÝnh: ®Êt sÐt vµ cao lanh - C¸c c«ng ®o¹n chÝnh:§Êt sÐt, cao lanhKhèi dÎoNhµo víi H2OT¹o hình, sÊy kh«C¸c ®å vËt Nung ë nhiÖt ®é cao§å gèmSơ đồ sản xuất đồ gốm (cơ bản)I- Gạch, Ngói	Gạch và ngói thuộc loại gốm xây dựng. Phối liệu để sản xuất chúng gồm đất sét và cát, nhào với nước thành khối dẻo, sau đó tạo hình, sấy khô và nung ở 900 - 10000C. Sau khi nung thường có màu đỏ gây nên bởi sắt oxit ở trong đất sét.	Ngoài ra còn có gạch chịu lửa được dùng để lót lò cao, lò luyện thép, lò nấu thủy tinh, Có 2 loại gạch chịu lửa chính : gạch đinat (93% - 96% SiO2, 4 – 7% CaO và đất sét, chịu được nhiệt độ khoảng 1300 – 14000C) và gạch samôt (gồm bột samôt trộn với đất sét và nước, chịu được nhiệt độ khoảng 1690 – 17200C).Các công đoạn cơ bản sản xuất gạch đinat:SiO2 93-96%, CaO 4-7%, đất sétNung ở 1300 -- 14000CGạch đinatCác công đoạn cơ bản để sản xuất gạch samôtBột samôt, đất sét, nướcĐóng khuôn, sấy khôNung ở 1300- 14000CVật liệu nungGạch samôtII- Sành, sứSành	Đất sét sau khi nung khoảng 1200 – 13000C thì biến thành sành .	Sành là vật liệu cứng, gõ kêu, có màu xám hoặc nâu. 	Để có độ bóng và lớp bảo vệ không thấm nước người ta tạo một lớp men mỏng ở bề mặt của đồ sành.2. Sứ	Là vật liệu cứng xốp, có màu trắng, gõ kêu.	Phối liệu gồm: 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 thứ 2 ở nhiệt độ cao hơn (khoảng 1400 – 14500C).	Phân loại: sứ dân dụng, sứ kỹ thuật. Sứ kỹ thuật được dùng để chế tạo các vật cách điện, tụ điện, buzi đánh lửa, dụng cụ thí nghiệm, 	Các làng nghề gốm truyền thống trên Việt NamC. XIMĂNGI- Thành phần hóa học và phương pháp sản xuất	Xi măng thuộc loại vật liệu kết dính, được dùng trong xây dựng, là chất bột mịn, màu lục xám.	Thành phần chính gồm canxi silicat 3CaO.SiO22CaO.SiO2 và canxi aluminat 3CaO.Al2O3.	Quan trọng và thông dụng nhất là xi măng Pooclăng.C¸c c«ng ®o¹n chÝnh trong s¶n xuÊt xi m¨ng §¸ v«i, ®Êt sÐtBïnNghiÒn nhá, trén víi c¸t vµ H2ONung ë 1300oC  1400oCClanhke r¾n §Ó nguéi, råi nghiÒn cïng víi chÊt phô giaXi m¨ngSơ đồ lò quay sản xuất clanhkeII- Quá trình đông cứng của ximăng	Trong xây dựng, ximăng được trộn với nước thành khối nhão, sau vài giờ sẽ bắt đông cứng lại. 	Quá trình đông cứng của ximăng chủ yếu là sự kết hợp các hợp chất có trong ximăng với nước tạo nên những tinh thể hidrat đan xen vào nhau thành khối cứng và bền.	Hiện nay trong công nghiệp còn sản xuất các loại ximăng có những tính năng khác nhau: ximăng chịu axit, ximăng chịu nước biển.Các PTPƯ xảy ra trong quá trình đông cứng ximăng3CaO.SiO2 + 5H2OCa2SiO4.4H2O + Ca(OH)22CaO.SiO2 + 4H2OCa2SiO4.4H2O3CaO.Al2O3 + 6H2O Ca3(AlO3)2.6H2OThe End