Công Ngiệp silicat
-Giới thiệu tổng quan: Công nghiệp silicat bao gồm các ngành sản xuất xi
măng, thuỷ tinh, đồ gốm từ những hợp chất tự nhiên của silic và các hoá chất
khác
A.Thủy tinh
1.Thành phần hoá học của thuỷ tinh
Thủy tinh thông thường được dùng làm cửa kính, chai lọ, là hỗn hợp của
natri silicat, canxi silicat và silic đioxit, có thành phần gần đúng viết dưới dạng
các oxit là Na
2
O.CaO.6SiO
2
2.Tính chất
Thủy tinh là một chất trong suốt, tương đối cứng, khó mài mòn, rất trơ
hóa học và không hoạt động xét về phương diện sinh học, có thể tạo thành với
bề mặt rất nhẵn và trơn, rất dễ gãy hay vỡ.
3.Ứng dụng
- Làm đồ dùng trong gia đình : cốc, chén, bát, đĩa
- Đồ dùng trong phòng thí nghiệm: lăng kính, bình
4.Một số loại thuỷ tinh
Một số hình ảnh minh họa ứng dụng của thủy tinh


5.Phương pháp sản xuất
Thủy tinh loại này được sản xuất bằng cách nấu chảy một hỗn hợp gồm
cát trắng, đá vôi và sođa ở :
Hỗn hợp: SiO
2
, CaCO
3
, Na

2
CO
3
Thủy tinh nhão
Nung chảy ở 1400
o
C
PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT
Thủy tinh dẻo
Đồ vật
Làm nguội từ từ
Ép , thổi
B/ Đồ Gốm
Đồ gồm là vật liệu được chế tạo chủ yếu từ đất sét và cao lanh. Tùy theo
công dụng người ta phân biệt gốm xây dựng, vật liệu chịu lửa, gốm kĩ thuật, và
gốm dân dụng.
I. Gạch và ngói (gốm xây dựng)
1. Phân loại.
- Gạch:
+ Gạch đất nung: Viên đất sét được phơi hoặc sấy cho khô và chất vào lò. Lò
được đốt trong nhiều tiếng đồng hồ cho đến khi gạch "chín", chuyển sang màu
đỏ hoặc nâu sẫm.
+ Gạch không nung: là một loại gạch mà mà không cần qua nhiệt độ, không
phải sử dụng nhiệt để nung nóng đỏ viên gạch nhằm tăng độ bền của viên gạch.
- Ngói:
+Ngói đất nung: là loại ngói
chế tạo từ đất sét và sau đó
được nung lên trong nhiệt độ
cao.
+ Ngói đất nung tráng men:

là loại ngói đất được tráng 1
hoặc 2 lớp men bên ngoài
nhằm tăng tính thẩm mĩ cũng
như độ bền.
+ Ngói xi măng, ngói không
nung hay ngói màu: Được chế tạo bởi vữa xi măng và sơn phủ bột màu. Vữa xi
măng sau khi trộn được đổ vào khuôn kim loại, được nén chặt bằng búa gỗ (sản
xuất thủ công) hoặc rung bằng máy (sản xuất công nghiệp). Sau đó chuyển sang
công đoạn bảo dưỡng trong một thời gian nhất định.
2. Tính chất.
Gạch đất nung có màu đỏ.
Gạch không nung không cần sử lý nhiệt.
Ngói xi măng.
Ngói tráng men.
Ngói đất nung.
Gạch và ngói có tính cứng, bền bỉ theo thời gian và có thể dễ dàng chế tạo ra từ
những nguyên liệu rẻ tiền. Ngoài ra gạch và ngói còn có thể tráng men, kết hợp
với bột màu để tạo ra các sản phẩm mang tính chất thẩm mĩ, đẹp mắt.

3. Nguyên liệu.
Nguyên liệu để nặn gạch thường là đất sét, đá phiến sét, đá phiến sét mềm,
canxi silicat, bê tông, thậm chí có những loại "gạch" được làm từ cách đẽo
gọt đá khai thác ở mỏ. Tuy nhiên, gạch thật sự được làm từ gốm.
Thành phần một viên gạch (theo khối lượng) thường là như sau:
1. Silica (cát): 50% - 60%
2. Alumina (sét): 20% - 30%
3. Vôi: 2 - 5%
4. Ôxít sắt: 5 - 6%, không được vượt quá 7%
5. Magiê: dưới 1%
Bền theo thời gian… Và cũng rất đẹp mắt.

Chê tạo từ sét (Al2O3) Và cát (SiO2).
4. Quy trình sản xuất.
Gạch và ngói thuộc loại gốm xây dựng. Phối
liệu để sản xuất chúng gồm đất sét loại thường
và một ít cát, được nhào với nước thành khối
dẻo, sau đó tạo thành hình, sấy khô và nung ở
900 – 1000 độ C sẽ được gạch và ngói. Sau khi
nung, gạch và ngói thường có màu đỏ gây nên
bởi sắt oxit ở trong đất sét.
5. Ứng dụng.
Do tính chất bền và đẹp nên gạch
ngói được sử dụng rất nhiều trong
xây dựng cũng như trang trí.

II. Gạch chịu lửa (gốm kĩ thuật)
1.Phân loại.
Đất sét thường, 1 ít cát
Nhào với H
2
O
Một lò gạch thủ công.
Khối
dẻo
Tạo hình sấy khô
Gạch ngói mộc
Nung ở 900-1000
0
C
Gạch ngói
Hầu hết các ngôi nhà đều được làm từ gạch và ngói.

đồ gốm
gốm xây dựng
gốm kĩ thuật
gốm dân dụng
Có 2 loại gạch chịu lửa chính: Gạch đinat và gạch samôt.
Gạch chịu lửa phân loại nhờ nguyên liệu bên trong.
2.Tính chất.
Gạch chịu lửa đúng như tên gọi của nó có khả năng chịu lửa tốt hơn rất nhiều so
với gạch thông thường. Gạch đinat chịu được nhiệt độ khoảng 1690 – 1720 độ
C, chịu được cả axit. Gạch samôt chịu được nhiệt độ khoảng 1600 độ C.
3. Nguyên liệu.
Phối liệu để chế tạo gạch đinat gồm 93
- 96% SiO2, 4 – 7% CaO và đất sét
Phối liệu để chế tạo gạch samôt gồm
bột samôt trộn
với đất sét và nước. Mỗi viên gạch chứa
42-50% Al2O3 và 50-54% SiO2 .
4. Qui trình sản xuất.
Samôt là đất sét được nung ở
nhiệt độ rất cao
Gạch chịu được nhiệt độ cao.
Gạch chịu lửa cũng giống như gạch thông thường ban đầu được đóng thành viên
với những nguyên liệu của chúng. Đối với 1300 - 1400 độ C. Còn gạch samôt
thì vật liệu cũng được nung ở nhiệt độ như vậy 1300 – 1400 độ C có điều trước
khi nung cần phải sấy khô hết nước.

5.Ứng dụng.
Gạch samốt: Dùng để lót lò, xây lò cho nồi hơi
Gạch đinát: Dùng lót lò cốc, lò thủy tinh, lò luyện thép. Bền với Axit: từng được
dùng làm đệm ở phòng chì điều chế acid sulfuric.


III. Sành, sứ và men (Gốm dân dụng)
1. Sành:
a)Nguyên liệu :
Đất sét thường (để cho loại sành nâu) hoặc từ đất sét trắng (cho loại sành
trắng hoặc sành xốp)
Sản phẩm gạch sau khi đã hoàn thiện tại một lò nung.
Gạch chịu lửa dung để lót những lò như thế này.
b)Quy trình sản xuất :
- Đất sét sau khi nung ở nhiệt độ khoảng 1200 – 1300 độ C thì
biến thành thường Sành
- Nhiệt độ trung bình đạt từ 1000 – 11000C, thậm chí 12500 độ C
tuỳ theo cấu tạo của lò nung và thành phần của xương đất chịu
được lửa cao hay thấp.
c)Tính chất :
- Sành được chia thành 2 dạng:
+ Sành cứng (còn gọi là sành mịn)
+ Sành mềm (còn gọi là sành xốp hay là “đồ đàn” theo cách gọi
dân gian)
- Sành là vật liệu cứng, gõ kêu, có màu nâu hoặc xám.
- Để có độ bóng và lớp bảo vệ không thấm nước, người ta tạo
một lớp men mỏng ở mặt ngoài của đồ sành.
2. Sứ :
a)Nguyên liệu :
Phối liệu để sản xuất sứ gồm :
- Cao lanh
- Fenspat
- Thạch anh
- 1 số oxit kim loại
b)Phân loại :

- Sứ dân dụng :
- Sứ kĩ thuật : dùng để chế tạo các vật liệu cách điện, tụ điện, buzi đánh
lửa, các dụng cụ thí nghiệm.
c)Quy trình sản xuất
- Để làm ra đồ gốm người thợ gốm phải qua các khâu chọn, xử lý
và pha chế đất, tạo dáng, tạo hoa văn, phủ men, và cuối cùng là
nung sản phẩm.
- Đồ sứ được nung hai lần, lần đầu ở 1000˚C, sau đó tráng men
và trang trí, rồi nung lần hai ở nhiệt độ cao hơn, khoảng 1400-
1450˚
d)Tính chất :
- Vật liệu cứng, xốp
- Có màu trắng
- Gõ kêu
3. Men :
Men có thành phần chính giống sứ, nhưng dễ nóng chảy hơn. Men được
phủ lên bề mặt sản phẩm, sau đó nung ở nhiệt độ thích hợp biến thành
một lớp thủy tinh che kín bề mặt sản phẩm.
Làng gốm sứ Bát Tràng, các nhà máy sứ Hải Dương, Đồng Nai, là
những cơ sở sản xuất đồ gốm sứ nổi tiếng.
a) Nguyên liệu :
Men gốm là một hệ phức tạp gồm nhiều ôxít như Li
2
O, Na
2
O, K
2
O, PbO,
B
2

O
3
, CaO, ZnO, MgO, Al
2
O
3
, Fe
2
O
3
, SiO
2
được đưa vào dưới các dạng
sau:
• Nguyên liệu dẻo (plastic): gồm có cao lanh (kaolin), đất sét (clay), bột
talc (steatit), betonit
• Nguyên liệu không dẻo (nonplastic) dưới dạng khoáng: gồm có trường
thạch, đôlômít, đá vôi, cát
• Nguyên liệu không dẻo dưới dạng hóa chất công nghiệp: BaCO
3
, Na
2
CO
3
,
K
2
CO
3
, borax (dân gian gọi là hàn the), axít boric, Cr

2
O
3
, ZnO hoặc các
loại frit.
b) Quy trình sản xuất :
Phương pháp cổ điển
Phương pháp này có thể áp dụng cho hầu hết các loại men sống và xuất phát từ
rất lâu. Phương pháp này đơn giản chỉ là nghiền phối liệu trong máy nghiền bi
gián đoạn đến khi độ mịn qua hết sàng 10.000 lỗ/cm2 (hoặc còn lại dưới 0,5%).
Trong quá trình nghiền, cần khống chế độ mịn thích hợp vì nếu như nghiền quá
mịn men sẽ bị cuốn hoặc bong men, nếu men quá thô sẽ gây nhám bề mặt và
tăng nhiệt độ nung một cách đáng kể.
Phương pháp frit
Khối men chảy lỏng được làm nguội nhanh bằng cách đổ vào nước
Ảnh một loại Frit
Phương pháp này bao gồm 2 công đoạn chính:
1. Frit hoá: Phối liệu được nấu cho chảy lỏng ở 1300-1450⁰C ở lò quay hoặc
lò bể (tương tự lò nấu thuỷ tinh) để hỗn hợp nguyên liệu chuyển hoàn
toàn sang pha thuỷ tinh, sau đó làm lạnh rất nhanh để phá vỡ kết cấu khối
thuỷ tinh chảy đó.
2. Nghiền men: Một frit có thể có thành phần hoá đáp ứng yêu cầu và có thể
coi đó là một men thành phẩm, nhưng nếu nó không đáp ứng đủ thì cần
phải có biện pháp bù (tính cấp phối lần 2). Trong quá trình nghiền, cần
bổ sung chất tạo huyền phù, chống lắng
C. Xi măng
-Xi măng thuộc loại vật liệu dính, được dùng trong xây dựng. Quan trọng và
thông dụng nhất là xi măng Pooclăng. Đó là chất bột min, màu lục xám, thành
phần chính gồm canxi silicat và canxi aluminat:Ca
3

SiO
5
hoặc
3.Cao.SiO
2
,Ca
2
SiO
4
hoặc 2.CaO.SiO
2
, Ca
3
(Al
2
O
3
) hoặc 3.CaO.Al
2
O
3

-Xi măng Pooclăng được sản xuất bằng cách nghiền nhỏ đá vôi, trộn với đất sét
có nhiều SiO
2
và một ít quặng sắt bằng phương pháp khô hoặc phương pháp
ướt, rồi nung hỗn hợp trong lò quay hoặc lò đứng ở 1400 – 1600
o
C. Sau khi
nung, thu được một hỗn hợp màu xám gọi là clanhke. Để nguội rồi nghiền

clanhke với một số chất phụ gia thành bột mịn, sẽ được xi măng.
Quá trình sản xuất xi măng
Đá vôi , đất sét, một ít quặng sắt
Nghiền nhỏ trộn với cát và nước
Bùn (nhão)
Nung ở 1400
0
C đến 1600
0
C
Canhke rắn
Để nguội rồi nghiền cùng với chất
phụ gia.
Xi măng
Lò quay sản xuất clanhke
Phân loại
Có nhiều loại xi măng khác nhau như : Xi măng pouzzolan, Xi măng Aluminat,
Xi măng xỉ lò cao, Xi măng muội silic,…. Nhưng thông dụng nhất là :
Xi măng Portland
Xi măng Portland là thành phần cơ bản của bê tông, vữa, hồ nên là loại xi măng
được sử dụng trong hầu hết các công trình xây dựng trên thế giới
Được cấu tạo từ các thành phần:
, ,
(CaCO
3
) (Al
2
O
3
.2SiO

2
.2H
2
O) (Fe
2
O
3
)
Sau đó tùy thuộc vào điều kiện cho thêm Al2O3 hoặc SiO2.
Ngoài ra trong thành phần hóa học còn có một số oxit khác như: MgO, N
2
O,
K
2
O,… dù có tỉ lệ nhỏ nhưng đều làm ảnh hưởng đến chất lượng xi măng
Quá trình đông cứng xi măng
Trong xây dựng, xi măng được trộn với nước thành khối nhão, sau vài giờ sẽ bắt
đầu đông cứng. Quá trình đông cứng của xi măng chủ yếu dựa vào sự kết hợp
của các hợp chất có trong xi măng với nước, tạo nên những tinh thể hiđrat đan
xen vào với nhau thành khối cứng và bền.



Chính vì tính chất ấy mà xi măng được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng vì giá
thành rẻ mà lại bền nên rất được ưa chuộng.
Hiện nay người ta còn sản xuất các loại xi măng có những tính năng khác nhau:
xi măng chịu axit, xi măng chịu nước biển
Ở nước ta có nhiều nhà máy xi măng lớn như nhà máy xi măng Hải Phòng,
Hoàng Thạch, Bỉm Sơn, Chinfon, Hoàng Mai, Hà Tiên
Một số hình ảnh ứng dụng của xi măng