Kỹ thuật sản xuất một số hợp chất SILICAT

7.1 Nguyên liệu sản xuất các sản phẩm silicat

7.1.1 Nguyên liệu chính

Đá vôi – CaCO3 chủ yếu

Phân huỷ 6000C, mãnh liệt 9000C

12000C gọi là vôi già

Đất sét, cao lanh

Cung cấp Al2O3 và SiO2

Tính dẻo, hydrat hoá tăng lượng nước hút vào dễ tạo hình

Đốt nóng → mất nước → co lại

Khi nung với đá vôi ở 9000C → phân huỷ thành oxit → khoáng

Khi nung gốm sứ, vật liệu chịu lửa, tạo thành mulit, oxit silic kết tinh

Thạch anh: khoáng chứa SiO2

Nguyên liệu chính để nấu thủy tinh

Tràng thạch (penat)

Cung cấp Al2O3, SiO2 và (KNa)O

Chất trợ dung cho sứ

Hoạt thạch (đá tan)

Khoáng mềm, chứa Mg3[Si4O10](OH)2

Dùng làm phối liệu cho thủy tinh

Đolomit:

Đá vôi chứa nhiều MgCO3

Nguyên liệu gạch chịu lửa đolomit, chất kết dính, phối liệu thủy tinh, gốm sứ

Thạch cao thiên nhiên và anhydrit

CaSO4.2H2O, mềm

CaSO4 anhydrit, cứng

Phụ gia điều chỉnh ximăng, thạch cao

Phế thải công nghiệp

Xỉ lò cao, xỉ nhiệt điện, bã thải công nghiệp nhôm

Dùng thay thế nguyên liệu khoáng, phế liệu

Hóa chất hoặc vật liệu nhân tạo

Bổ sung khoáng còn thiếu

Nguyên tố hiếm uí

7.1.2 Nguyên liệu phụ

Cho thêm vào làm tốt thêm tính chất của sản phẩm

Tạo điều kiện thay đổi ui trình công nghệ

7.2 Sản xuất chất kết dính

7.2.1 Sản xuất vôi

Nguyên liệu

A: 95% CaCO3   25% MgCO3  25% tạp chất

B: 82% CaCO3   10% MgCO3  8% tạp chất

C: 50% CaCO3   40% MgCO3  8% tạp chất

Nung vôi

CaCO3 ⇋ CaO + CO2  – 180KJ

T0 = 6000C phân hủy, 9000C phân hủy mãnh liệt

12000C tạo khoáng vôi chất lượng kém

Kích thước nguyên liệu tối ưu 60 – 200 mm

nLò nung

Lò nung thủ công: 150m3, kích thước nguyên liệu 150 – 300mm, chu kỳ 12 – 20 ngày, nung 5 – 9 ngày. Tiêu tốn 16800 KJ/Kg CaO

Lò đứng: liên tục hoặc nửa liên tục, nhiên liệu rắn, khí hoặc bán khí, đường kính lò: 1 – 4m, cao 8 – 10m, nguyên liệu 60 – 80 mm, tiêu tốn 4180 – 6400 KJ/kg CaO

nSự đóng rắn của vôi

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O

Đóng rắn chậm

Trộn thêm cát và xỉ để chống co

Trộn thêm rỉ đường, bột giấy, mùn cưa…

7.2.2 Công nghệ sản xuất ximăng Pooclang

Nguyên liệu đá vôi và đất sét

ui trình gồm 3 công đoạn:

Chuẩn bị nguyên liệu và phế liệu

Nung 14500C, làm lạnh đột ngột 6750C

Nghiền, trộn phụ gia, đóng bao

Nung ximăng bằng lò đứng hoặc lò uay

Lò đứng: chiều cao 3,4 – 4 lần đường kính

        chia làm 3 vùng: sấy, nung, làm lạnh

Lò uay: lò nằm nghiêng, nung khô hoặc ướt

Lò đặt nghiêng 1 góc 3 – 50. Tỷ số chiều cao/đường kính = 30 – 40 lần

Lò làm việc theo nguyên tắc ngược chiều

Chia làm 6 vùng:

Vùng sấy và đốt nóng: 50 – 60% chiều dài

Vùng phân hủy:  20 – 23%

Vùng tỏa nhiệt:  5 – 7%

Kết khối:  10 – 15%

Làm lạnh:  2 – 4%

Ra khỏi lò nung làm nguội nhanh đến 100 – 2000C

Ủ tiếp 10 – 15 ngày

Nghiền độ mịn 8 – 10% còn lại trên sàng số 85 (4900 lỗ/cm2)

Trộn phụ gia CaSO4.2H2O

Đóng bao

7.3 Công nghệ sản xuất thủy tinh

7.3.1 Nguyên liệu và phối liệu

Nguyên liệu chính

Cát cung cấp SiO2 tạp chất Fe2O3 có hại < 0,1 – 0,25%

Tràng thạch cung cấp Al2O3

Đá vôi và đolomit cung cấp CaO và MgO

Hàn the Na2B4O7.10H2O cung cấp B2O3 và oxit kiềm

Xôđa hoặc Na2SO4, K2CO3

Thủy tinh vỡ 15 – 30%

Nguyên liệu phụ

Chất khử bọt: oxit asen, oxit antimon

Chất khử màu

Chất nhuộm màu

Chất làm gợn đục

Phối liệu

Cỡ hạt tốt nhất 0,7mm

Độ ẩm 3 – 5%

Hàm lượng khí để khuấy trộn

Độ đồng nhất

Chuẩn bị phối liệu

Làm giàu cát: tách oxit sắt và hợp chất hữu cơ

Sấy nguyên liệu đá: 4000C, cát: 900 – 10000C

Đập, nghiền, sàng

Đóng bánh

7.3.2 Giaiđoạn nấu

1.Giai đoạn tạo silicat  900 – 11000C

2.Giai đoạn tạo thủy tinh  1150 – 13000C

3.Giai đoạn khử bọt  1400 – 15000C

4.Giai đoạn đồng nhất  lưu ở nhiệt độ khử bọt

5.Giai đoạn làm lạnh  1100 – 13000C

nLò nấu thủy tinh

Lò gián đoạn: lò vôi dung tích 100 – 200kg; lò bể dung tích 1 – 5 tấn/bể

Lò liên tục rộng 2 – 5m, dài 8 – 10m, năng suất 5 – 100 tấn/ ngày 

7.3.3 Tạo hình và gia công sản phẩm thủy tinh

Tạo hình

Ép ở nhiệt độ thủy tinh còn mềm

Thổi dùng cho sản phẩm rỗng

Kéo dùng tạo thanh, vừa kéo vừa thổi để tạo ống

Dát dùng cho sản phẩm có bề dày, diện tích lớn

Chắp nối dùng cho sản phẩm có sản phẩm phức tạp và cùng loại thủy tinh

Gia công

Hấp hay ủ làm cho sản phẩm bền thường 400 – 6000C

Tôi làm cho sản phẩm bền cơ

Mài dùng cho sản phẩm chính xác hoặc nhám

Dùng HF để khắc lên thủy tinh

Dùng ete silicon etylic [Si(OC2H5)4] tráng lên thủy tinh

Vẽ men màu lên thủy tinh

Tráng bạc, tráng nhôm lên thủy tinh

7.4 Công nghệ sản xuất gốm sứ

7.4.1 Nguyên liệu

Đất sét thêm phụ gia để giảm độ cao

Phụ gia cát, thạch anh, cao lanh…

Chất trợ dung tràng thạch

Phụ gia cháy như than mùn cưa

7.4.2 Phương pháp sản xuất gốm

Phương pháp dẻo dùng cho đất sét độ ẩm cao

Phương pháp bán khô dùng cho đất sét có độ ẩm trung bình

Phương pháp đúc rót dùng cho sản phẩm mỏng, hình dáng phức tạp

7.4.3 Nung sản phẩm gốm thô

Sấy khô 100 – 2000C

Đốt nóng 200 – 9000C

Nung cao lửa 900 – 10500C

Giai đoạn làm nguội

1050 – 6000C làm lạnh nhanh

600 – 5000C làm lạnh từ từ

500 – 400C làm lạnh nhanh

7.4.4 Sản xuất gốm mịn – sứ

Nguyên liệu giống như gốm nhưng thêm thạch anh, cao lanh, tràng thạch

Nung sứ: trước khi nung cần sấy đến độ ẩm 1 – 2%

7.4.5 Tráng men và trang hoàng sản phẩm

Men là lớp thủy tinh mỏng 0,1 – 0,3mm

Có 2 loại men:

Men dễ chảy có oxit kim loại kiềm, kiềm thổ, chì, nhiệt độ nóng chảy 950 – 11800C

Men khó chảy chứa oxit silic ở nhiệt độ 1180 – 13500C

Tráng men có thể nhúng, phun, dội, lăn

Có thể tráng sau khi sấy rồi nung

Tráng lên sản phẩm đã nung phải nung lại

Có thể trang trí bằng các men màu

Có 2 loại màu

Màu trên men sau khi nung người ta dính màu rồi nung lần 2 ở 600 – 8500C

Màu dưới men người ta dính màu rồi tráng men

Chất màu có 2 phần

Chất màu gồm các oxit màu

Chất mồi chảy thủy tinh dễ chảy

 

Leave a Reply

Your email address will not be published.