Bài giảng Hóa học - Bài 23: Công nghiệp Silicat

Bài 23: Công nghiêp Silicatwelcome to Công nghiệp silicatThủy tinhĐồ gốmXi măngThành phần +tính chấtMột số loại thủy tinhGạch và ngóiGạch chịu lửaSành, sứ, menThành phần + sản xuấtQuy trình đông cứng xi măngMục 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 nhiênI. Thủy tinh1. 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 định hình đồng nhất, có gốc silicát, 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 14000C6SiO2 + CaCO3 + Na2CO3 Na2O.CaO.6SiO2 +2CO2 Đây là cấu trúc của thủy tinh khi ở điều kiện bình thườngTrong 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 tinhNhưng giờ thủy tinh được biết đến như một ngành công nghiệp phát triển với những đổi mới đáng ngạc nhiên2. Một số loại thủy tinha. Thủy tinh Kali- Có nhiệt dộ nóng chảy và nhiệt độ hóa mềm cao hơn => dùng làm dụng cụ thí nghiệmb. Thủy tinh pha lê Chứa nhiều chì oxit, dễ nóng chảy và trong suốtc. 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 ngộtII. 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 dụng1. 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 nhỏ3. Sành, sứ và mena.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 1200-13000Cb. 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 III. Xi măng1. Thành phần hóa học và phương pháp sản xuấta. Xi măng Pooclang- Thuộc loại vật liệu kết dính, được dùng trong xây dựng- Chất bột mịn, màu lục xám, thành phần chính gồm cãni silicat và canxi aluminat- 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 măngSố TTTên chỉ tiêuMứcCPC 501Hoạt tính cường độ, N/mm2, không nhỏ hơn.- 3 ngày ± 45 phút- 28 ngày ± 8 giờ.25502Hệ số nghiền, không nhỏ hơn1,23Cơ hạt:   - Nhỏ hơn 1mm, %, không lớn hơn.  - Nhỏ hơn 25mm và lớn hơn 5mm, %, không nhỏ hơn10504Hàm lượng canxi oxit (CaO), %Từ 58 đến 675Hàm lượng silic oxit (SiO2), %Từ 18 đến 266Hàm lượng nhôm oxit (Al2O3), %Từ 3 đến 87Hàm lượng sắt oxits (Fe2O3), %Từ 2 đến 58Hàm lượng magiê oxits (MgO), %, không lớn hơn59Hàm lượng canxi oxit tự do (CaOtd), %, không lớn hơn1,510Hàm lượng kiềm tương đương.Na2Otd = Na2O + 0,658 K2O, %, không lớn hơn1,011Hàm lượng cặn không tan (CKT), %, không lớn hơn0,7512Hàm lượng mất khi nung (MKN), %, không lớn hơn1,013Độ ẩm, %, không lớn hơn1,0- Đây là lò quay sản xuất clanhke2. 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 CaSiO4.4H2O3CaO.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, Good byeThank you