Lý thuyết về silic và công nghiệp silicat

I. SILIC (Si)

Kí hiệu hóa học: Si; Nguyên tử khối : 28

1. Trạng thái thiên nhiên

Silic là nguyên tố phổ biến thứ hai trong thiên nhiên, chỉ sau oxi, chiếm ¼ khối lượng vỏ Trái Đất. Trong tự nhiên Silic không tồn tại ở dạng đơn chất mà chỉ tồn tại ở dạng hợp chất. Các hợp chất tồn tại nhiều là cát trắng, đất sét (cao lanh).

2.  Tính chất

Silic là chất rắn, màu xám, khó nóng chảy, dẫn điện kém . Tinh thể silic tinh khiết là chất bán dẫn.

Silic là phi kim hoạt dộng hóa học yếu hơn cacbon, clo. Ở nhiệt độ cao, silic phản ứng với oxi tạo thành silic đioxit

Phương trình hóa học: Si + O₂ \(\xrightarrow{{{t^0}}}\) SiO₂

Silic được dùng làm vật liệu bán dẫn trong kĩ thuật điện tử và được dùng để chế tạo pin mặt trời.

II. SILIC ĐIOXIT (SiO₂)

- SiO₂ là oxit axit. Ở nhiệt độ cao, tác dụng với  kiềm và oxit bazơ tan tạo thành muối silicat. Silic đioxit không phản ứng với nước

Thí dụ: SiO₂ + 2NaOH  \(\xrightarrow{{{t^0}}}\)  H₂O + Na₂SiO₃ (natri silicat)

           SiO₂ + CaO \(\xrightarrow{{{t^0}}}\) CaSiO₃ (canxi silicat)

III.  SƠ LƯỢC VỀ CÔNG NGHIỆP SILICAT

1. Sản xuất đồ gốm, sứ

a) Nguyên liệu chính: Đất sét, thạch anh, fenpat

b) Các công đoạn chính

- Nhào đất sét + Thạch anh + fenpat tạo thành khối dẻo tạo hình và sấy khô

- Nung các đồ vật trong lò ở nhiệt độ cao

c) Cơ sở sản xuất: Ở nước ta có nhiều cơ sở sản xuất gốm, sứ như: Bát Tràng – Hà Nội, Minh long, Phủ Lãng…

2. Sản xuất xi măng

a) Nguyên liệu chính: Đất sét, đá vôi

b) Các công đoạn chính

- Nghiền nhỏ hỗn hợp đá vôi và đất sét rồi trộn với cát và nước ở dạng bùn

- Nung hỗn hợp trên lò quay (lò đứng) ở 1400-1500⁰C được clanhke rắn

- Nghiền clanhke nguội với phụ gia được xi măng

c) Cơ sở sản xuất: nhà máy xi măng Hà Tiên, Hải Phòng, Bỉm Sơn…

3. Sản xuất thủy tinh

a) Nguyên liệu: Cát thạch anh, sôđa, đá vôi

b) Các công đoạn chính

- Trộn nguyên liệu với nhau theo tỉ lệ thích hợp

- Nung hỗn hợp trong lò được thủy tinh nhão

- Làm nguội từ từ được thủy tinh dẻo

- Ép, thổi thủy tinh dẻo thành các đồ vật

Các phương trình hóa học:

CaCO₃ \( \xrightarrow[]{t^{0}}\) CaO + CO₂

SiO₂ + CaO \( \xrightarrow[]{t^{0}}\) CaSiO₃

SiO₂ + Na₂CO₃  \( \xrightarrow[]{t^{0}}\)  Na₂SiO₃ + CO₂

c) Cơ sở sản xuất: Nhà máy Rạng Đông, Công ty Điện Quang…