Что такое силикатная промышленность

Силикатная промышленность

Всего получено оценок: 336.

Всего получено оценок: 336.

Производством материалов из соединений кремния занимается силикатная промышленность. Основные направления – изготовление стекла, цемента и керамики.

Свойства элемента

Кремний – твёрдый элемент тёмно-серого цвета с металлическим блеском. Проявляет свойства полупроводника. В природе находится в составе песка, кварца, глины.

В реакциях с металлами кремний выполняет функцию окислителя (принимает электроны), с неметаллами – восстановителя (отдаёт электроны). При обычных условиях кремний реагирует только с фтором. С остальными веществами взаимодействует при нагревании.

Кремний образует сложные вещества:

Взаимодействуя с углеродом, кремний образует карборунд или карбид. Это вещество близкое по твёрдости алмазу. В промышленности используются силикаты – соли кремниевых кислот. Кремниевые кислоты весьма слабые и неустойчивые. Водород легко вытесняется металлами. В результате образуются прочные кристаллические вещества.

Рис. 2. Карборунд.

Из кислот кремний реагирует только с плавиковой кислотой HF. Кроме того, элемент не реагирует непосредственно с водородом. Гидроксид Si(OH)₄ в свободном виде неустойчив и быстро превращается в кислоту за счёт потери воды.

Виды производства

Кремний используют в составе песка (SiO₂), глины и других природных материалов для изготовления прочных материалов – цемента, стекла, керамики. В таблице кратко описаны изготовление и использование материалов.

Материал

Сырьё

Использование

Сода, известняк, белый песок. Сырьё спекают в специальных печах. Процесс состоит из трёх этапов:

Могут добавляться дополнительные соединения для придания прочности или, наоборот, пластичности и хрупкости. Например, поташ К₂СО₃, добавленный вместо соды, делает стекло жаропрочным. Добавление оксидов придаёт стеклу окраску: CoO – синюю, Cr₂O₃ – зелёную, MnO₂ – красную

Изготовление стеклянных листов для окон, нитей для оптоволокна, посуды

Глина, состоящая из кристаллов каолинита Al₂O₃ ∙ 2SiO₂ ∙ 2Н₂О. Сначала глину готовят для формовки, смешивая её с водой. Затем придают форму изделиям, обсушивают и обжигают

Производство кафеля, кирпичей, посуды

Глина, известняк. Получившуюся после спекания массу размалывают в порошок, который при смешивании с водой образует цемент

Изготовление строительного материала – щебня, бетона, железобетона

Кремний используется в производстве фотоэлементов, транзисторов, диодов, микросхем. Элемент добавляют при производстве стали для повышения прочности.

Что мы узнали?

Из урока химии 9 класса узнали об особенностях кремния и его соединений, а также о производстве материалов на основе кремния. Кремний в природе находится в составе песка, глины, известняка. Эти природные материалы используются в качестве сырья для изготовления стекла, цемента, керамики. Кремний также применяется в производстве электроники и электротехники.

Источник

Силикатная промышленность

Силикатная промышленность — это производство керамики, стекла, цемента из природных соединений кремния.

Содержание

Керамика

Кирпич, кафель, глиняная, фаянсовая посуда — всё это керамика. Сырьём для производства керамических изделий являются глина и минеральные добавки. Глина состоит из минерала каолинита (Al₂O₃*2SiO₂*2H₂O). Процесс происходит так:

Керамическое производство развивается в трёх направлениях: строительная керамика, керамика для быта, техническая керамика.

Стекло

Состав обычного оконного стекла обычно выражается формулой Na₂O*CaO*6SiO₂. Стекло получается спеканием белого песка, соды, известняка в специальных печах:

Цемент

Литература

Примечания

Полезное

Смотреть что такое «Силикатная промышленность» в других словарях:

силикатная мука — молотый песок Тонкость помола которого такая же, как у портландцемента [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность Синонимы молотый песок EN silica flour … Справочник технического переводчика

минеральная силикатная шерсть — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN rock wool … Справочник технического переводчика

Иван Пономарёв — Иван Фёдорович Пономарёв Иван Фёдорович Пономарёв (25 мая 1882, Хвалынск Саратовской губернии 11 августа 1982, Новочеркасск) русский, советский физикохимик, один из пионеров науки о силикатах, один из первых организаторов силикатной и цементной… … Википедия

Иван Пономарев — Иван Фёдорович Пономарёв Иван Фёдорович Пономарёв (25 мая 1882, Хвалынск Саратовской губернии 11 августа 1982, Новочеркасск) русский, советский физикохимик, один из пионеров науки о силикатах, один из первых организаторов силикатной и цементной… … Википедия

Иван Фёдорович Пономарев — Иван Фёдорович Пономарёв Иван Фёдорович Пономарёв (25 мая 1882, Хвалынск Саратовской губернии 11 августа 1982, Новочеркасск) русский, советский физикохимик, один из пионеров науки о силикатах, один из первых организаторов силикатной и цементной… … Википедия

Иван Фёдорович Пономарёв — (25 мая 1882, Хвалынск Саратовской губернии 11 августа 1982, Новочеркасск) русский, советский физикохимик, один из пионеров науки о силикатах, один из первых организаторов силикатной и цементной промышленности России, советского производства… … Википедия

Пономарев, Иван — Иван Фёдорович Пономарёв Иван Фёдорович Пономарёв (25 мая 1882, Хвалынск Саратовской губернии 11 августа 1982, Новочеркасск) русский, советский физикохимик, один из пионеров науки о силикатах, один из первых организаторов силикатной и цементной… … Википедия

Пономарев Иван Фёдорович — Иван Фёдорович Пономарёв Иван Фёдорович Пономарёв (25 мая 1882, Хвалынск Саратовской губернии 11 августа 1982, Новочеркасск) русский, советский физикохимик, один из пионеров науки о силикатах, один из первых организаторов силикатной и цементной… … Википедия

Пономарёв Иван Фёдорович — Иван Фёдорович Пономарёв Иван Фёдорович Пономарёв (25 мая 1882, Хвалынск Саратовской губернии 11 августа 1982, Новочеркасск) русский, советский физикохимик, один из пионеров науки о силикатах, один из первых организаторов силикатной и цементной… … Википедия

Пономарёв, Иван Фёдорович (физикохимик) — Иван Фёдорович Пономарёв Дата рождения … Википедия

Источник

Силикатная промышленность

Силикатная промышленность

Керамика и фарфор изготавливаются из белой глины. Людмила Фирмаль

Производство стекла. Сырьем для производства обычного стекла служит чистый кварцевый песок, сода, известняк. Эти вещества тщательно перемешивают и подвергают сильному нагреву(1500 ° С). Na2C03 + Si02 — > Na2Si03 + C02f CaC03 + Si02-CaSi03 + C02t Полученный силикат натрия и кальция сплавляется с песком и всасывается в избытке. Стекло — это не отдельное вещество, а сплав нескольких веществ.

Примерный состав обычного оконного (натриевого) стекла может быть представлен формулой NazO•CaO•6Si02. Если вы замените соду поташем k2coe, вы получите более тугоплавкое стекло (химическое стекло или калиевое стекло).Примерный состав этого стекла может быть представлен формулой K20 * CaO * 6Si02. Если вы используете в качестве сырья поташ, оксид свинца (II) и песок, вы получите хрустальное стекло.

Это стекло используется в оптических компонентах для производства линз и призм, так как оно сильно преломляет свет. Из него также готовят художественные блюда. Кварцевое » стекло получают из чистого песка. Расплавленный песок остывает и образует стекловидную массу. В отличие от обычного стекла, кварцевое стекло не сильно меняется в объеме из-за температуры.

Посуда, сделанная из него, может быть раскаленной, брошенной в холодную воду и не трескаться. Лабораторная посуда изготовлена из кварцевого стекла. Другие специфические свойства — это возможность супер-отправки Из него делают фиолетовые лучи, так называемые кварцевые лампы, используемые в медицине. Для получения цветного стекла к стеклу добавляют оксиды соответствующих металлов. feed.

So например, если добавить оксид кобальта (II), то получится синее стекло. Оксид хрома (III) придает стеклу зеленый цвет, оксид меди (II) придает ему сине-зеленый цвет. Рубиновое стекло получают путем добавления небольшого количества тонкоизмельченного золота. При охлаждении расплавленное стекло не затвердевает быстро, а постепенно уплотняется, образуя сначала вязкую массу.

Тонкие стеклянные волокна также получают из glass. It используется в производстве стекловолокна и текстиля. Стеклоткань Рисунок 115.Машина для производства листового стекла. Холодильник » К Рисунок 116.Цилиндрические ки для прокаливания смеси с известняком в цементном производстве. Один кусок Тсс. ■ •— Они используются в качестве тепло-и электроизоляционных материалов.

Стеклопластик изготавливается из стекловолокна и пластика и не уступает по прочности стали. Людмила Фирмаль

Производство цемента. Основным сырьем для производства цемента является глина, содержащая известняк и оксид кремния (IV).Эти вещества тщательно перемешивают, и смесь выпекают в наклонной цилиндрической печи, длина которой составляет более 200 м, а ширина-около 5 м(рис.116).Во время процесса обжига печь медленно вращается, и исходный материал постепенно перемещается к нижнему концу навстречу потоку горячего газа (принцип обратного потока, I, 167) — продукту сгорания поступающего газа или впрыскиваемого жидкого или твердого измельченного топлива.

При высоких температурах между глиной и известняком происходят сложные химические реакции. Простейшим из них является обезвоживание каолинита, разложение известняка, образование силиката кальция и алюмината. A1203•2Si02•2H20-IA1203. 2SiOz 4-2H20t ЦАС.,- I CaO + C02t CaO + Si02-i-CaSi03 Вещество, образующееся в результате реакции, спекается в виде отдельных кусков. После охлаждения их измельчают до мелкого порошка.

Процесс затвердевания цементной пасты объясняется тем, что различные силикаты и алюминаты, входящие в состав цемента, вступают в реакцию с водой с образованием горных масс. В зависимости от состава выпускаются различные виды цемента(см. схему 33, стр. 71). В нашей стране повсеместно началось грандиозное строительство заводов, электростанций и жилых кварталов.

Основными строительными материалами являются цемент, бетон, шлакобетон, железобетон. Бетон представляет собой смесь щебня, песка и цемента. При смешивании цемента и шлака получается шлакобетон. Если каркас выполнен из железных прутьев в бетоне, то бетонная конструкция будет еще более прочной. Такой строительный материал называется железобетон.

Из него возводятся объекты капитального строительства, такие как заводские здания, плотины и другие сооружения. 1. по производству цемента наша страна занимает одно из первых мест в мире. Следующие данные (100 млн. тонн) характеризуют развитие цементного производства в СССР. 1953 1963 1965 1976 1985 16 61 72 127 (планируется） 140-142 Ответы на вопросы 29 и 30(стр. 78).Выпуск 6 (стр. 78).

Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института

Источник

Что такое силикатная промышленность

§ 58. Силикатная промышленность

Природные кремнезем, силикаты и глина служат сырьем для силикатной промышленности. Главными продуктами ее являются керамика, стекло и цемент.

Рис. 47. Кристаллы глины при увеличении в 15 000 раз

Двуокись кремния берется в избытке. Поэтому готовое стекло представляет сплав силикатов натрия и кальция с кремнеземом. Примерный состав обычного оконного стекла можно выразить формулой Na₂CaSi₆O₁₄, или как соединение окислов, Na₂O*CaO*6SiO₂.

Главное свойство всякого стекла-заключается в том, что оно переходит из жидкого в твердое состояние не скачком, а загустевает по мере остывания постепенно вплоть до полного затвердевания. На этом свойстве стекла основано стеклодувное дело, производство листового стекла и стеклянного волокна. Отбирая из ванны нужные порции остывающего, но еще полужидкого стекла, из него выдувают или прессуют всевозможные стеклянные изделия. Из стеклянной массы вытягивают с помощью машин листовое стекло (рис. 48) и стеклянные трубки.

Рис. 48. Машина для вытягивания листового стекла

Для увеличения объема цемент смешивают непосредственно перед употреблением с песком или щебнем. Такая смесь называется бетоном, Прочность бетонных сооружений еще более возрастает, если в бетон вводится каркас из железных стержней. Железобетон широко применяется в капитальном строительстве для возведения заводских корпусов, плотин и других сооружений. В Программе Коммунистической партии Советского Союза записано: «Огромные масштабы капитального строительства требуют быстрого развития и технического совершенствования строительной индустрии и промышленности строительных материалов». Основу ее и составляют цемент, бетон и железобетон.

Источник

Презентация к уроку

Оборудование: различные изделия из стекла, керамики, цемент, коллекция “Стекло”, мультимедиапроектор.

Методы работы: индивидуальный опрос, фронтальная работа с классом

Ход урока

Фронтальный опрос:

Все сказанное вами подводит нас к более детальному ознакомлению применения соединений кремния в промышленности.

Изучение нового материала

Понятие о силикатной промышленности.

Учитель: прежде, чем говорить о силикатной промышленности, давайте вспомним слова М.В. Ломоносова:

“Пою перед Тобой в восторге похвалу
Не камням дорогим, ни злату, но стеклу”.

Профессиональный праздник работников стекольной промышленности не случайно совпадает с днем рождения выдающегося русского ученого М. В. Ломоносова.

Михаил Васильевич Ломоносов был создателем химического производства глазури, стекла, фарфора. Разработал технологию и рецептуру цветных стекол, которые он употреблял для создания мозаичных картин. Изобрел фарфоровую массу.

Сообщения учащихся:

Работы Ломоносова в науке о стекле.

Учитель: И так, что же такое силикатная промышленность? Какие химические реакции лежат в основе ее производства? Какова ее продукция и где она применяется?

Силикатная промышленность – это производство различных строительных материалов, стекла и керамики из различных природных силикатов.

Силикатные изделия – это такие изделия, которые состоят из смесей или сплавов силикатов, полисиликатов, алюмосиликатов.

Силикатная промышленность состоит из трех производств. (Слайд 3)

Производство керамики (Слайд 4)

Изготовление этих изделий основано на свойстве глины при смешивании ее с небольшим количеством воды образовывать пластичную массу. Этой массе можно придать любую форму, которая сохраняется после высыхания и закрепляется посредством обжига при высокой температуре.

Образующая спекшаяся масса называется черепок. В зависимости от степени спекания могут образоваться изделия со спекшимся черепком и с пористым черепком.

В зависимости от состояния поверхности керамические изделия делятся на глазурованные (покрыты тонким слоем стеклообразной массы) и неглазурованные. При повторном обжиге глазурь расплавляется и после охлаждения образуется стеклообразная масса, которая прочно соединяется с черепком.

К изделиям с пористым черепком относится строительный кирпич, фаянс, кафель, черепица, гончарные изделия, различные огнеупоры (шамотный кирпич, динас).

К изделиям со спекшимся черепком относятся фарфор, тротуарные и облицовочные плиты.

Механизм производства (Слайд 6)

Керамические изделия находят применение в строительных материалах (канализационные трубы, дренажные трубы, облицовочные плиты, кирпичи). Предметах быта.

Около 1747 Д. И. Виноградов открыл состав твёрдого фарфора и положил начало производству фарфора в России.

Из керамики люди изготовляли и статуэтки. В одной из стоянок древних людей на Енисее при выходе реки из Саянских гор, обнаружена древнейшая статуэтка человека, выполненная из обожженной глины. Она изготовлена около 13 тысяч лет назад. Это самая древняя статуэтка, найденная на территории бывшего Советского Союза.

Производство стеклянных изделий (Слайд 10)

Важные свойства стекла: (Слайд 11)

1) не имеют определенной температуры плавления – при нагревании размягчаются, переходят в подвижную жидкость;

2) высокая прозрачность;

3) значительная механическая прочность;

4) стойкость к химическим реагентам;

5) низкая теплопроводность;

Сырье для производства стеклянных изделий – различные природные минералы, обязательно содержащие SiO₂.

Основное сырье: песок SiO₂, известняк CaCO₃, магнезит MgCO₃, доломит MgCO₃ * CaCO₃ сода Na₂CO₃, сульфат натрия Na₂SO₄, поташ K₂CO₃, свинцовый глет PbO, борная кислота Н₃ВО₃, бура Na₂B₄O₇ * 10H₂O и др.

Вспомогательное сырье: глушители (SnO₂, Ca₃(PO₄)₂, тальк – для придания матовости), осветлители и др.

Стадии производства:

Подготовка сырья – промывают, сушат (речной песок – кварц предварительно промывают для удаления глины и оксидов железа)

Варка стекла – процесс расплавления шихты до образования однородной массы. Происходят сложные химические процессы. При 250?С начинается реакция

Образующиеся двойные соли взаимодействуют с кварцевым песком:

MgNa₂(CO₃)₂ + 2SiO₂ —> MgSiO₃ + Na₂SiO₃ + 2CO₂

CaNa₂(CO₃)₂ + 2SiO₂ —> CaSiO₃ + Na₂SiO₃ + 2CO₂

MgCO₃ + SiO₂ —> MgSiO₃ + CO₂

CaCO₃ + SiO₂ —> CaSiO₃ + CO₂

В составе стекла, они находятся в виде силикатов.(Слайд 12-13)

При температуре 750-900 o С разлагаются не вступившие в реакцию MgCO₃ и CaCO₃, сода взаимодействует с песком, а избыток SiO₂ растворяется в расплаве силикатов. При дальнейшем нагревании (1200-1500 o С) начинается процесс гомогенизации (выравнивание состава) за счет диффузии и удаление пузырьков газа (процесс осветления). Затем стекломасса идет на изготовление различных изделий.

Отжиг – снимают остаточные напряжения, которое возникает при охлаждении наружных слоев. Они сжимаются, а внутренние препятствуют этому и могут вызвать разрушение стекла.

В России секрет рубинового стекла возродил М.В.Ломоносов.

Из стекла также получают бусы, бисер.

Производство строительных вяжущих материалов (цемента). (Слайд 21)

Строительные вяжущие материалы – это такие вещества, которые в тонкоизмельченном состоянии при смешивании с водой образуют пластичную массу и со временем затвердевают и приобретают камневидное состояние. Сюда относятся вяжущие материалы на основе гипса, цемент.

Цемент (хлеб строительства).

Слово “цемент” происходит от латинского “цементум”, что означает битый камень. Цемент – собирательное название различных порошкообразных вяжущих веществ, способных при смешении с водой образовывать пластическую массу, приобретающую со временем камневидное состояние.

Первый цемент был открыт во времена Римской империи. Примерно в это же время жители Древней Руси заметили, что устойчивость к воде придает извести измельченная обожженная глина.

Одним из наиболее распространенных промышленных цементов является портландцемент.

Известно несколько видов цемента: быстротвердеющий, расширяющийся, морозостойкий (добавляют хлорид кальция), жаропрочный, портландцемент.

Основное сырье: известняк и глина, содержащие оксид кремния (IV), маргелистые породы, а также различные добавки – шлак, бокситы и др.

Эти вещества размалывают и тщательно перемешивают, смесь обжигают в наклонных цилиндрических печах (длина – более 200 м, в поперечнике – 5 м). В процессе обжига печь медленно вращается, и исходные материалы постепенно движутся к нижней ее части навстречу потоку раскаленных газов- продуктов сгорания поступающего топлива.

Процесс затвердевания цементного теста объясняется тем, что входящие в состав алюминаты и силикаты реагируют с водой с образованием каменистой массы.

Бетон – смесь щебня и песка с цементом. При смешивании цемента со шлаком получают шлакобетон. Бетонные сооружения получают ещё более прочные, если в бетон закладывают каркас из железных стержней. Такой строительный материал называется железобетоном. Из него воздвигают капитальные строительные объекты: заводские корпуса, плотины и другие сооружения. Пластобетоны – цемент и органические полимеры. Шифер – цемент с асбестом.

Народные художественные промыслы занимают видное место в отечественном декоративно-прикладном искусстве. Искусство народных художественных промыслов предстает перед нами как сложное, богатое по декоративным возможностям, глубокое по идейно-образному содержанию явление современной культуры.

Виды народных художественных промыслов: гусевский хрусталь, гжельская керамика, кисловодский фарфор, дымковская игрушка, абашевская игрушка, скопинская керамика.

Источник