Silicat – Tính chất và ngành công nghiệp sản xuất Silicat

Silicat là một loại vật liệu phi kim loại được ứng dụng phổ biến trong đời sống. Đây là vật liệu không thể thiếu trong ngành công nghiệp sản xuất Gốm sứ, Thủy tinh, Xi măng và Vật liệu chịu lửa. Cùng LabVIETCHEM tìm hiểu thêm thông tin về loại vật liệu này qua nội dung bài viết. 

1. Silicat là gì?

Silicat là một loại hợp chất chứa anion silic, thường là oxit, nhưng cũng có các anion như hexafluorosilicate ([SiF6]2−). Chúng tập trung vào anion Si-O và là thành phần chủ yếu của vỏ Trái Đất cũng như nhiều hành tinh và Mặt Trăng. Các sản phẩm như: cát, xi măng Portland và nhiều khoáng vật khác đều là silicat. 

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

Công nghiệp silicat liên quan đến việc chế biến các hợp chất silic trong tự nhiên và các hóa chất khác, bao gồm: Sản xuất thủy tinh, đồ gốm và xi măng. Các hợp chất silicat có thể cân bằng điện tích bằng cation khác nhau, tạo thành một loạt các hợp chất đa dạng, tồn tại trong khoáng vật tự nhiên và nhân tạo. 

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

2. Nguyên tắc cấu tạo Silicat

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

• Trong phần lớn các hợp chất silicat, bao gồm cả khoáng vật silicat, silic (Si) chiếm vị trí trung tâm của một tứ diện, mà xung quanh là 4 nguyên tử oxy. 
• Các liên kết hóa học giữa silic và oxy tuân theo nguyên tắc vững chắc. Các tứ diện này có thể tồn tại độc lập dưới dạng anion SiO44-. 
• Tuy nhiên, thường thì chúng liên kết với nhau theo nhiều cách khác nhau, ví dụ như tạo thành cặp (Si2O76-) hoặc vòng (Si6O1812-). 
• Thường thì, các anion silicat sẽ kết hợp với nhau để tạo thành chuỗi, chuỗi kép, dãi, hoặc các cấu trúc khung 3 chiều. 
• Tất cả các loại cấu trúc này đều không tan trong nước ở điều kiện yếu khí.

Hình 2: Nguyên tắc cấu trúc của silicat 

3. Tính chất đặc trưng của Silicat

Các đặc tính đặc trưng của silicat bao gồm:

• Khối lượng riêng: 2.61 g/cm3.
• Tỷ trọng: 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 alcohol
• Dễ bị phân hủy bởi axit, bao gồm cả axit cacbonic. Khi 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 ứng dụng phổ biến trong đời sống và sản xuất công nghiệp và đời sống. Có thể kể đến một số ứng dụng nổi bật của Silicat như: 

4.1. Silicat 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 vật dụng thủy tinh. Điều này là do các thành phần và tính chất có sẵn trong silicat giúp đảm bảo sự bền vững của cấu trúc và đồng thời mang lại tính thẩm mỹ và sang trọng cho sản phẩm.

Hình 3: Ứng dụng đa dạng của Silicat 

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

• Sản xuất bình sữa cho trẻ em
• Làm chất độn
• Chế tạo lòng hũ đựng
• Xử lý chai thủy tinh trong lĩnh vực hóa học
• Sử dụng trong silica gel
• Làm cực điện 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, vật liệu cách âm, cách điện, chịu nhiệt, sơn silicat, keo thủy tinh, chất bọc que hàn điện đều được chế tạo từ silicat. Để tăng độ bền của các vật liệu, người ta thường phủ một lớp thuỷ tinh lỏng lên bề mặt để tạo ra sự trong suốt. Ngoài ra, công nghệ phủ nano bằng Kali Silicat cũng được sử dụng để bảo vệ độ bền của các bề mặt sơn.

4.3. Trong lĩnh vực y tế

Silicat trước đây thường được sử dụng để phun lên các thiết bị cấy ghép, ống thông, và vết khâu. Hiện nay, các nghiên cứu đang được tiến hành để khám phá các ứng dụng mới của silicat lỏng để tối ưu hiệu suất của nó.

4.4. Trong lĩnh vực nông nghiệp

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

5. Công nghiệp silicat là công nghiệp sản xuất gì?

Vật liệu silicat là một loại vật liệu được sản xuất từ các hợp chất tự nhiên của silic và các hóa chất cần thiết khác. Công nghiệp sản xuất vật liệu silicat bao gồm việc sản xuất đồ gốm, thủy tinh và xi măng.

5.1. Sản xuất đồ gốm

Trong sản xuất đồ gốm, nguyên liệu chính bao gồm đất sét, thạch anh và fenspat. Các nguyên liệu này được nhào với nước để tạo thành khối dẻo. Sau đó được tạo hình và nung trong lò 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 chất phụ gia khác. Hỗn hợp này sau đó được nghiền nhỏ và trộn với nước để tạo thành dạng bùn, sau đó được nung trong lò xi măng ở nhiệt độ cao.

5.3. Sản xuất thủy tinh

Trong sản xuất thủy tinh, nguyên liệu chính là cát thạch anh, đá vôi và soda. Các nguyên liệu này được trộn đều và nung trong lò ở nhiệt độ cao để tạo thành thủy tinh dạng nhão. Sau đó được làm nguội và định hình theo mong muốn.

LabVIETCHEM vừa chia sẻ thông tin về Silicat đến các bạn. Silicat được ứng dụng phổ biến trong đời sống cũng như ngành công nghiệp sản xuất. Quý khách hàng có nhu cầu mua vật liệu Silicat có thể yên tâm lựa chọn LabVIETCHEM.