Силикатная промышленность

1.

Силикатная
промышленность
Подготовил ученик
9”А” класса Приймак
Илья

2.

Что такое силикатная промышленность?
● Силикатная промышленность – это отрасль
промышленности, занимающаяся переработкой
природных соединений кремния.
● К силикатной промышленности относится производство
керамики, стекла, цемента.

3.

Нахождение кремния в природе
Содержание кремния в земной коре составляет по разным данным 27,6—29,5
% по массе. Таким образом, по распространённости в земной коре кремний
занимает второе место после кислорода. Концентрация в морской воде 3
мг/л[6].
В земной коре кремний встречается только в связанном виде. Чаще всего в
природе кремний встречается в виде кремнезёма — соединений на основе
диоксида кремния (IV) SiO2 (около 12 % массы земной коры). Основные
минералы и горные породы, образуемые диоксидом кремния, — это песок
(речной и кварцевый), кварц и кварциты, кремень, полевые шпаты. Вторую по
распространённости в природе группу соединений кремния составляют
силикаты и алюмосиликаты.
Отмечены единичные факты нахождения чистого кремния в самородном виде

4.

Соединения кремния

5.

Керамика
Материалы, изготавливаемые из глин или их
смесей с минеральными добавками под
воздействием высокой температуры с
последующим охлаждением; а также изделия
из таких материалов. В узком смысле слово
«керамика» обозначает глину, прошедшую
обжиг.

6.

Виды керамики
Фарфор
Фаянс
Тонкокаменные изделия
Майолика
Терракота
Гончарная керамика
Шамотная керамика

7.

Производство керамики
Процесс производства керамических изделий в упрощенном виде
можно представить следующими этапами:
• подготовка сырья;
• получение керамической массы;
• формование (ручное или механизированное), литье, полусухое
прессование;
• сушка и правка;
• первый обжиг;
• глазурование;
• политой обжиг;
• декорирование.

8.

Стекло
Вещество и материал, один из самых
древних и, благодаря разнообразию
своих свойств, - универсальный в
практике человека. Структурно-аморфно,
изотропно; все виды стёкол при
формировании преобразуются в
агрегатном состоянии - от чрезвычайной
вязкости жидкого до так называемого
стеклообразного - в процессе остывания
со скоростью, достаточной для
предотвращения кристаллизации
расплавов, получаемых плавлением
сырья. Температура варки стёкол, от +300
до +2500 °C, определяется компонентами
этих стеклообразующих расплавов.
Прозрачность не является общим
свойством для всех видов природных и
искусственных стёкол

9.

Химический состав стекла

10.

Производство стекла
В зависимости от вида производства стекла формование может выполняться
различными способами:
выдувание
прессование
центробежное формование;
прессовыдувание;
прокатка;
вытягивание;
формование на расплаве металла.
Последний способ наиболее распространенный и используется для изготовления
листового стекла. Для этого стекломасса переправляется в специальную ванну, на дне
которой находится расплавленное олово. Тут она равномерно растекается и образует
длинную ленту.
За счет контакта с оловом она становится гладкой и ровной, растекаясь по нему, как
масляная капля по поверхности воды.
Длина и толщина ленты может корректироваться с помощью специальных устройств,
которые растягивают или ограничивают её. Этот метод производства стекла является
одним из наиболее распространенных.

11.

Цемент
Цемент (лат. caementum — «щебень, битый
камень») — искусственное неорганическое
гидравлическое вяжущее вещество. Один
из основных строительных материалов. При
взаимодействии с водой, водными
растворами солей и другими жидкостями
образует пластичную массу, которая затем
затвердевает и превращается в
камневидное тело. В основном
используется для изготовления бетона и
строительных растворов. Цемент является
гидравлическим вяжущим и обладает
способностью набирать прочность во
влажных условиях, чем принципиально
отличается от некоторых других
минеральных вяжущих — (воздушной
извести), которые твердеют только на
воздухе.

12.

Виды цемента
По наличию основного минерала цементы подразделяются[1]:
романцемент — преобладание белита, в настоящее время не производится;
портландцемент — преобладание алита, наиболее широко распространён в строительстве;
глинозёмистый цемент — преобладание алюминатной фазы;
магнезиальный цемент (цемент Сореля, альболит) — на основе магнезита, затворяется водным
раствором солей;
кислотоупорный цемент — на основе гидросиликата натрия (Na2O·mSiO2·nH2O), сухая смесь кварцевого
песка и кремнефтористого натрия, затворяется водным раствором жидкого стекла.
Также известен биоцемент, отличающийся от обычного цемента тем, что производится при помощи биотехнологий.
В подавляющем большинстве случаев под цементом имеют в виду портландцемент и цементы на основе
портландцементного клинкера. В конце XX века количество разновидностей цемента составляло около 30[1].
По прочности цемент делится на марки, которые определяются главным образом пределом прочности при сжатии
половинок образцов-призм размером 40×40×160 мм, изготовленных из раствора цемента состава 1:3 с кварцевым
песком. Марки выражаются в числах М200 — М600 (как правило с шагом 100 или 50) обозначающим прочность при
сжатии соответственно в 100—600 кг/см² (10—60 МПа). Цемент с маркой 600 благодаря своей прочности называется
«военным» или «фортификационным» и сто́ит заметно больше марки 500. Применяется для строительства военных
объектов, таких как бункеры, ракетные шахты и так далее.

13.

Производство цемента
Цемент получают тонким измельчением
клинкера и гипса. Клинкер — продукт
равномерного обжига до спекания
однородной сырьевой смеси, состоящей из
известняка и глины определённого состава,
обеспечивающего преобладание силикатов
кальция.
При измельчении клинкера вводят добавки:
гипс СaSO4·2H2O для регулирования сроков
схватывания, до 15 % активных минеральных
добавок (пиритные огарки, колошниковую
пыль, бокситы, пески) для улучшения
некоторых свойств и снижения стоимости
цемента.

14.

Обжиг сырьевой смеси проводится при температуре +1450…+1480 °C в течение 2—4 часов в
длинных вращающихся печах (3,6×127 м, 4×150 м и 4,5×170 м) с внутренними
теплообменными устройствами, для упрощения синтеза необходимых минералов цементного
клинкера. В обжигаемом материале происходят сложные физико-химические процессы.
Вращающуюся печь условно можно поделить на зоны:
подогрева (+200…+650 °C — выгорают органические примеси и начинаются
процессы дегидратации и разложения глинистого компонента). Например,
разложение каолинита происходит по следующей формуле: Al 2O3·2SiO2·2H2O →
Al2O3·2SiO2 + 2H2O; далее при температурах +600…+1000 °C происходит распад
алюмосиликатов на оксиды и метапродукты.
декарбонизации (+900…+1200 °C) происходит декарбонизация известнякового
компонента: СаСО3 → СаО + СО2, одновременно продолжается распад
глинистых минералов на оксиды. В результате взаимодействия основных (СаО,
MgO) и кислотных оксидов (Al2O3, SiO2) в этой же зоне начинаются процессы
твёрдофазового синтеза новых соединений (СаО·Al2O3 — сокращённая запись
СА, который при более высоких температурах реагирует с СаО и в конце
жидкофазового синтеза образуется С3А), протекающих ступенчато;
экзотермических реакций (+1200…+1350 °C) завершается процесс
твёрдофазового спекания материалов, здесь полностью завершается процесс
образования таких минералов как С3А, С4АF (F — Fe2O3) и C2S (S — SiO2) — 3
из 4 основных минералов клинкера;
спекания (+1300 → +1480 → +1300 °C) частичное плавление материала, в
расплав переходят клинкерные минералы кроме C2S, который, взаимодействуя с
оставшимся в расплаве СаО, образует минерал алит (С3S — твёрдый раствор
трёхкальциевого силиката и небольшого количества (2—4 %) MgO, Al2O3, P2O5,
Cr2О3 и других);
охлаждения (+1300…+1000 °C) температура понижается медленно. Часть
жидкой фазы кристаллизуется с выделением кристаллов клинкерных минералов,
а часть застывает в виде стекла.

15.

Спасибо за внимание!
*было достаточно легко и интересно делать эту презентацию