BÀI 5: CÔNG NGHIỆP SILICATE

MỞ ĐẦU

Từ thời cổ đại, thuỷ tinh và gốm đã được sử dụng để làm các đồ vật trang trí, chứa đựng,..Ngày nay, thuỷ tinh, gốm và xi măng là những vật liệu quan trọng trong xây dựng, sản xuất đồ gia dụng và thiết bị viễn thông,..Vậy, thành phần hoá học và tính chất cơ bản của thuỷ tinh, gốm và xi măng là gì? Chúng được sản xuất như thế nào?

Giải chi tiết:

• Thuỷ tinh:

• Thành phần hoá học: Thuỷ tinh thông thường có khoảng 75% silicon dioxide (SiO₂), còn lại là sodium oxide (Na₂O), calcium oxide (CaO) và một số chất phụ gia khác.

• Tính chất cơ bản: trong suốt, dễ tạo hình, khả năng chịu lực và chịu nhiệt kém.

• Sản xuất: được sản xuất theo quy trình:

Chuẩn bị nguyên liệu Nung chảy Ủ Định hình Hoàn thiện.

• Gốm:

• Thành phần hoá học: các oxide SiO₂ và Al₂O₃

• Tính chất cơ bản: có độ rắn cao, không bị ăn mòn, dẫn nhiệt kém, giòn, dễ vỡ, không có từ tính, bền vững về mặt hoá học.

• Sản xuất: được sản xuất theo quy trình:

Thấu đất (khâu làm đất) Chuốt gốm (tạo hình đồ gốm) Trang trí hoa văn Tráng men Nung sản phẩm gốm.

• Xi măng:

• Thành phần hoá học: gồm các CaO, SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃

• Tính chất cơ bản: tạo hỗn hợp sệt khi trộn với nước, có thể đông kết, cứng lại, có khả năng liên kết các mảnh vật rắn để tạo thành một khối rắn hoàn chỉnh. Xi măng sau khi đóng rắn vẫn giữ được độ cứng và độ bền ngay dưới tác dụng nước.

• Sản xuất: được sản xuất theo quy trình:

Khai thác và nghiền nguyên liệu thô Trộn nguyên liệu theo tỉ lệ chính xác Nung clinker Nghiền hỗn hợp đã nung Lưu trữ, đóng gói.

1. THUỶ TINH

Câu hỏi 1: Khi sử dụng đồ thuỷ tinh cần lưu ý điều gì để đảm bảo an toàn?

Giải chi tiết:

• Khi sử dụng đồ thuỷ tinh đựng café, thức ăn dư có mùi nồng, … lúc sử dụng xong bạn nên rửa sạch sẽ để tránh các thức ăn bám khô trên thuỷ tinh.

• Không được đổ nước nóng trực tiếp vào đồ thuỷ tinh mà phải tráng nhẹ sau mới đổ vào để tránh sốc nhiệt gây vỡ.

• Không nên cọ sát làm xước, vỡ thuỷ tinh

• Không nên ném, đập mạnh, tránh làm rơi đồ thuỷ tinh

Câu hỏi 2: Tìm hiểu và trình bày về quy trình sản xuất thuỷ tinh ở Việt Nam?

Giải chi tiết:

Bước 1: Chuẩn bị nguyên liệu

Silica ở dạng cát trắng ( tập trung các tỉnh duyên hải ven biển miền Trung và Nam Trung bộ), thạch anh ( có ở Tây Nguyên, Thanh Hoá, Yên Bái,…), mảnh vụn thuỷ tinh, chất tẩy màu, soda, đá vôi (Hương Tích-Hà Tây, Phong Nha-Quảng Bình,…) được nghiền riêng và phối trộn theo tỉ lệ thích hợp cho đến khi thu được hỗn hợp đồng nhất.

Bước 2: Nung chảy

Thủy tinh được nấu chảy trong lò nung và được duy trì ở nhiệt độ cao (1500 -1800) để giảm độ nhớt của thuỷ tinh nóng chảy, thu được một chất lỏng đồng nhất. Thêm chất khử màu hoặc chất tạo màu. Sau đó, làm lạnh đến khoảng

700 -1200 để chất lỏng có độ nhớt thích hợp cho việc tạo hình.

Bước 3: Ủ

Làm lạnh từ từ các sản phẩm thuỷ tinh (gọi là ủ thuỷ tinh) trong các buồng đặc biệt.

Bước 4: Định hình

Rót thuỷ tinh nóng chảy vào các khuôn và các máy tự động để tạo thành các hình dạng mong muốn như tấm, ống, thanh, dây,..

Bước 5: Hoàn thiện

Làm sạch, mài, đánh bóng và cắt các sản phẩm thuỷ tinh.

2. GỐM

Câu hỏi 3: Hãy kể tên một số vật dụng làm bằng gốm?

Giải chi tiết:

Đồ sành, đồ sứ, chén uống trà, hũ đựng trà, bình đựng nước, …..

Câu hỏi 4: Hãy tìm hiểu và trình bày về các công đoạn trong quy trình sản xuất gốm ở Việt Nam có trong Hình 5.5?

Giải chi tiết:

Hình a): Tạo hình

Phương pháp tạo hình gốm là: tạo hình gốm trên bàn xoay. Với phương pháp này đất cần được luyện kỹ vừa, có độ dẻo, sau đó đất được nặn thành dây dài to bằng cổ tay, người thọ sẽ chuốt ngắt từng đoạn, khoanh trũng giữa bàn xoay, hai tay chuốt.

Hình b): Tráng men

Các sản phẩm gốm sứ được nung, nấu, sau đó là phủ một lớp men.

Hình c): Nung

Gốm sau khi trải hết các giai đoạn thì bước cuối cùng sẽ nung chính thức, là giai đoạn quyết định sự thành công hay thất bại của mẻ gốm.

3. XI MĂNG

Câu hỏi 5: Hãy tìm hiểu và trình bày các công đoạn trong quy trình sản xuất xi măng ở Việt Nam?

Giải chi tiết:

Bước 1: Khai thác và nghiền nguyên liệu thô

Nguyên liệu thô gồm khoảng 80% đá vôi ( thành phần chính là CaCO₃), 20% đất sét hoặc đá phiến sét ( thành phần chính là SiO₂, Al₂O₃ và Fe₂O₃)

Sau khi khai thác xong thì nghiền nhỏ.

Bước 2: Trộn nguyên liệu theo tỉ lệ chính xác

Pha trộn nguyên liệu thô với tỉ lệ phù hợp

Bước 3: Nung clinker

Nung nóng hỗn hợp nguyên liệu ở khoảng 1450 , thu được sản phẩm clinker.

Bước 4: Nghiền hỗn hợp đã nung

Làm mát hệ thống và kết tinh các pha khoáng khác. Trộn clinker với thạch cao rồi nghiền mịn.

Bước 5: Lưu trữ, đóng gói

Xi măng tạo thành được bơm bằng khí nén tới các kho để lưu trữ, đóng gói.

Em có thể: Làm một đồ vật bằng gốm từ nguyên liệu đất sét?

Giải chi tiết:

Bước 1: Chọn đất sét, những loại có độ dẻo cao, khó tan trong nước

Bước 2: Thấu đất

Bước 3: Chuốt gốm

Bước 4: Trang trí hoa văn

Bước 5: Tráng men

Bước 6: Nung