Silicat – Tính chất và ngành công nghiệp sản xuất Silicat

Chu Văn An

Silicat là một loại vật liệu phi kim loại được sử dụng phổ biến trong đời sống. Đây là loại vật liệu không thể thiếu trong các ngành Gốm sứ, Thủy tinh, Xi măng và Vật liệu chịu lửa. Hãy cùng LabTrường Chu Văn An tìm hiểu thêm thông tin về tài liệu này qua bài viết.

1. Silicat là gì?

Silicat là một loại hợp chất chứa anion silicon, thường là oxit, nhưng cũng có các anion như hexafluorosilicate ([SiF6]2−). Chúng tập trung ở anion Si-O và là thành phần chính của vỏ Trái đất cũng như nhiều hành tinh và mặt trăng. Các sản phẩm như cát, xi măng Portland và nhiều loại khoáng chất khác đều là silicat.

Hình 1: Silicat là một loại hợp chất chứa anion silic

Ngành công nghiệp silicat liên quan đến việc xử lý các hợp chất silic tự nhiên và các hóa chất khác, bao gồm: Sản xuất thủy tinh, gốm sứ và xi măng. Các hợp chất silicat có thể cân bằng điện tích với các cation khác nhau, tạo thành nhiều loại hợp chất đa dạng tồn tại trong các khoáng chất tự nhiên và nhân tạo.

Trong tự nhiên, khoáng vật silicat chiếm một phần lớn và quan trọng trong các lớp khoáng tạo đá. Đặc điểm chung của chúng là cấu trúc gốc silicat với silicon và oxy.

2. Nguyên lý cấu trúc silicat

Nguyên lý cấu trúc của silicat thường được mô tả như sau:

• Trong hầu hết các hợp chất silicat, bao gồm cả khoáng chất silicat, silicon (Si) chiếm trung tâm của một khối tứ diện, được bao quanh bởi bốn nguyên tử oxy.
• Các liên kết hóa học giữa silicon và oxy tuân theo nguyên tắc rắn chắc. Các tứ diện này có thể tồn tại độc lập dưới dạng anion SiO44-.
• Tuy nhiên, chúng thường liên kết với nhau theo những cách khác nhau, ví dụ tạo thành cặp (Si2O76-) hoặc vòng (Si6O1812-).
• Thông thường, các anion silicat sẽ kết hợp để tạo thành chuỗi, chuỗi đôi, dải hoặc cấu trúc khung ba chiều.
• Tất cả các loại cấu trúc này đều không hòa tan trong nước trong điều kiện không khí yếu.

Hình 2: Nguyên lý cấu trúc của silicat

3. Tính chất đặc trưng của Silicate

Tính chất đặc trưng của silicat bao gồm:

• Mật độ: 2,61 g/cm3.
• Mật độ: Từ 1,40 đến 1,42 g/cm3.
• Điểm nóng chảy của thủy tinh lỏng: 1.088°C (1.361 K; 1.990°F).
• Độ hòa tan của thủy tinh lỏng ở nhiệt độ phòng (25°C): 22,2 g/100 ml và ở 80°C: 160,6 g/100 ml.
• Thủy tinh lỏng tan trong nước nhưng không tan trong rượu
• Dễ dàng bị phân hủy bởi axit, kể cả axit cacbonic. Khi bị phân hủy, thủy tinh lỏng sẽ tách ra và kết tủa thành axit silicic dạng keo đông tụ.

4. Ứng dụng đa dạng của Silicat

Silicat được sử dụng phổ biến trong đời sống, sản xuất công nghiệp và đời sống hàng ngày. Một số ứng dụng nổi bật của Silicate bao gồm:

4.1. Silicat được ứng dụng trong sản xuất công nghiệp

Trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp, silicat được sử dụng rộng rãi nhất để chế tạo các đồ vật bằng thủy tinh. Điều này là do các thành phần và đặc tính có sẵn trong silicat giúp đảm bảo tính bền vững của kết cấu, đồng thời mang lại tính thẩm mỹ, sang trọng cho sản phẩm.

Hình 3: Ứng dụng đa dạng của Silicat

Ngoài ra, silicat còn có nhiều ứng dụng khác trong đời sống hàng ngày như:

• Sản xuất bình sữa cho trẻ em
• Làm chất độn
• Sản xuất lọ
• Xử lý chai thủy tinh trong lĩnh vực hóa chất
• Được sử dụng trong silica gel
• Là điện cực dương cho kim loại nhẹ

4.2. Ứng dụng của Silicat trong lĩnh vực xây dựng

Trong lĩnh vực xây dựng, hầu hết các loại xi măng chịu axit, cách âm, cách điện, vật liệu chịu nhiệt, sơn silicat, keo thủy tinh, phủ que hàn điện đều được làm từ silicat. Để tăng độ bền cho vật liệu, người ta thường phủ lên bề mặt một lớp thủy tinh lỏng để tạo độ trong suốt. Ngoài ra, công nghệ phủ nano với Kali Silicate còn được sử dụng để bảo vệ độ bền cho bề mặt sơn.

4.3. Trong lĩnh vực y tế

Silicat trong lịch sử đã được sử dụng để phun lên mô cấy, ống thông và chỉ khâu. Hiện nay, nghiên cứu đang được tiến hành để khám phá các ứng dụng mới của silicat lỏng nhằm tối ưu hóa hiệu suất của nó.

4.4. Trong lĩnh vực nông nghiệp

Để bảo quản cây con và ngăn ngừa nấm mốc phát triển, người nông dân thường phủ lên cây một lớp silicat. Điều này giúp tăng cường sức đề kháng của cây trước sự tấn công của nấm mốc và mối mọt.

5. Ngành silicat là gì?

Vật liệu silicat là loại vật liệu được sản xuất từ ​​các hợp chất tự nhiên của silicon và các hóa chất cần thiết khác. Ngành công nghiệp vật liệu silicat bao gồm sản xuất gốm sứ, thủy tinh và xi măng.

5.1. Sản xuất gốm sứ

Trong sản xuất gốm sứ, nguyên liệu chính bao gồm đất sét, thạch anh và fenspat. Những thành phần này được nhào với nước để tạo thành một khối dẻo. Sau đó nó được tạo hình và nung trong lò nung ở nhiệt độ thích hợp.

5.2. Sản xuất xi măng

Trong sản xuất xi măng, nguyên liệu chính là đá vôi và đất sét, cùng với cát và một số phụ gia khác. Hỗn hợp này sau đó được nghiền nhỏ và trộn với nước tạo thành hỗn hợp sệt, sau đó được đốt trong lò nung xi măng ở nhiệt độ cao.

5.3. Sản xuất kính

Trong sản xuất thủy tinh, nguyên liệu chính là cát thạch anh, đá vôi và soda. Những thành phần này được trộn đều và nung trong lò ở nhiệt độ cao để tạo thành một loại thủy tinh giống như bột nhão. Sau đó nó được làm nguội và tạo hình theo ý muốn.

LabTrường Chu Văn An vừa chia sẻ thông tin về Silicat với các bạn. Silicat được sử dụng phổ biến trong đời sống hàng ngày cũng như trong công nghiệp sản xuất. Quý khách hàng có nhu cầu mua vật liệu Silicat có thể yên tâm lựa chọn Labvietchem.