Silic đioxit là gì? Sơ lược về ngành công nghiệp Silicat

Chu Văn An

Silicon dioxide là một hợp chất có nhiều ứng dụng trong một số ngành sản xuất như xi măng, gốm sứ, sứ, thủy tinh,… Có lẽ ít người hiểu rõ về hợp chất hóa học này. Vì vậy, bài viết dưới đây vietchem sẽ giúp bạn tìm hiểu silicon dioxide là gì, tính chất lý hóa điển hình của nó và vai trò quan trọng của chúng trong thực tế. Hãy cùng theo dõi nhé!

1. Silicon dioxide là gì?

Silicon dioxide là một hợp chất có công thức hóa học SiO2, còn được gọi là silicon dioxide hoặc silica.

Đây là một oxit của silicon, có độ cứng cao, các phân tử của nó không tồn tại ở dạng đơn lẻ mà liên kết với nhau tạo thành các phân tử rất lớn, tồn tại ở hai dạng: tinh thể và vô định hình.

Hầu hết các chất tổng hợp nhân tạo đều được tạo ra ở dạng bột hoặc dạng keo và sẽ có cấu trúc vô định hình, nhưng nếu được tạo ra ở áp suất và nhiệt độ cao thì chúng sẽ có cấu trúc tinh thể.

Silicon dioxide là gì?

2. Silicon dioxide tồn tại trong tự nhiên như thế nào?

Nếu trong tự nhiên, silicon dioxide tồn tại chủ yếu ở dạng tinh thể hoặc vi tinh thể như cát (thạch anh), tridimite, cristobalite, cancedoan, mã não, phổ biến nhất là cát. Đây là một khoáng chất của vỏ Trái đất.

Trong điều kiện áp suất bình thường, ở dạng tinh thể, nó có ba dạng thù hình chính: thạch anh, tridimite và cristobalite. Mỗi dạng có hai hoặc ba dạng thứ cấp, trong đó dạng thứ cấp α ổn định ở nhiệt độ thấp và dạng thứ cấp β ổn định ở nhiệt độ cao.

Silicon dioxide tồn tại trong tự nhiên như thế nào?

3. Tính chất nổi bật của Silicon dioxide

• Silicon dioxide phản ứng với chất kiềm và oxit bazơ tạo thành muối silicat ở nhiệt độ cao:

SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 + H2O

SiO2 + Na2CO3 → Na2SiO3 + CO2

• Hợp chất này không phản ứng với nước.
• Tham gia phản ứng với axit flohydric như sau:

SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O

SiO2 + 6HF(ngưng tụ) → H2SiF6 + 2H2O

4. Ứng dụng quan trọng của silicon dioxide SiO2 trong thực tế

4.1 Ứng dụng trong ngành xây dựng

Khoảng 95% silicon dioxide SiO2 được sử dụng trong ngành xây dựng. Sau khi được nghiền nát, hỗn hợp đá vôi và đất sét sẽ được trộn với cát và nước tạo thành bùn, sau đó nung ở nhiệt độ khoảng 1400 – 1500°C trong lò nung xi măng để tạo ra clinker rắn. để nguội. Tiếp theo, nghiền clinker cùng một số chất phụ gia thành bột mịn, thu được xi măng, nguyên liệu cần thiết trong ngành xây dựng.

Ứng dụng trong ngành xây dựng

4.2 Ứng dụng silicon dioxide trong sản xuất gốm sứ

• Trộn đất sét, fenspat và thạch anh với nước theo tỷ lệ thích hợp sẽ tạo ra khối dẻo để tạo hình đồ vật.
• Sau đó nướng các đồ vật có hình dạng ở nhiệt độ thích hợp.

4.3 Ứng dụng sản xuất kính

• Trộn đều hỗn hợp đá vôi, cát và soda theo tỷ lệ thích hợp, sau đó nung trong lò quay ở nhiệt độ 900 độ C để tạo thành thủy tinh nhão.
• Sau đó làm nguội thủy tinh nhão để thu được thủy tinh dẻo.
• Ép hoặc thổi thủy tinh dẻo thành hình dạng mà người thợ mong muốn.

CaCO3 (t°) → CaO + CO2

CaO + SiO2 (t°) → CaSiO3

Na2CO3 + SiO2 (t°) → Na2SiO3 + CO2

Ứng dụng sản xuất kính

4.4 Ứng dụng khác của SiO2

• Thạch anh SiO2 được sử dụng trong hệ thống lọc nước, xử lý nước tinh khiết.
• SiO2 được dùng để sản xuất Natri silicat (Na2SiO3), là nguyên liệu dùng để tạo ra thuốc nhuộm và xà phòng.
• Ở dạng cát, SiO2 được sử dụng làm thành phần chính trong quá trình đúc cát để sản xuất các đồ vật và chi tiết kim loại vì có nhiệt độ nóng chảy cao.

5. Tổng quan về ngành Silicat

Công nghiệp silicat là ngành sản xuất gốm sứ, thủy tinh và xi măng. Ngành công nghiệp này đóng một vai trò quan trọng trong nền kinh tế hiện nay.

5.1 Sản xuất gốm sứ

Nguyên liệu chính: Đất sét, thạch anh, fenspat

Các giai đoạn chính:

• Nhào đất sét + thạch anh + fenspat tạo thành khối dẻo, tạo hình và khô
• Làm nóng đồ vật trong lò ở nhiệt độ cao

Cơ sở sản xuất ở nước ta gồm: Bát Tràng – Hà Nội, Minh Long, Phù Lãng,…

Sản xuất gốm sứ Bát Tràng

5.2 Sản xuất xi măng

Vật liệu chính: Đất sét, đá vôi

Các giai đoạn chính:

• Nghiền hỗn hợp đá vôi và đất sét rồi trộn với cát và nước ở dạng bùn
• Đun nóng hỗn hợp trên lò quay (lò đứng) ở nhiệt độ 1400-15000C sẽ tạo ra clinker rắn.
• Nghiền clanhke nguội có phụ gia xi măng

Cơ sở sản xuất ở nước ta bao gồm các nhà máy xi măng Hà Tiên, Hải Phòng, Bỉm Sơn,…

5.3 Sản xuất thủy tinh

Nguyên liệu: Cát thạch anh, soda, đá vôi

Các giai đoạn chính:

• Trộn đều các nguyên liệu với nhau theo tỷ lệ thích hợp
• Đun nóng hỗn hợp trong lò sẽ tạo ra thủy tinh nhão
• Làm nguội từ từ để tạo thành thủy tinh dẻo
• Ép và thổi thủy tinh dẻo vào đồ vật

Phương trình hóa học:

• CaCO3 CaO + CO2
• SiO2 + CaO CaSiO3
• SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2

Cơ sở sản xuất bao gồm nhà máy Rạng Đông, Công ty Điện Quang,…

Với những chia sẻ trên có thể bạn đã hiểu rõ hơn về silicon dioxide là gì, những đặc tính nổi bật và ứng dụng của hợp chất này trong đời sống, sản xuất. Nếu có thắc mắc khác, vui lòng để lại bình luận hoặc liên hệ hotline 0826 010 010 để được các chuyên gia vietchem giải đáp chi tiết.