Силикатная промышленность

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
Стекло (Na2O ∙ CaO ∙ 6SiO2)	Сода, известняк, белый песок. Сырьё спекают в специальных печах. Процесс состоит из трёх этапов: – Na2SiO3 + CaSiO3 + 4SiO2 → Na2O ∙ CaO ∙ 6SiO2. 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
Керамика	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
Цемент	Глина, известняк. Получившуюся после спекания массу размалывают в порошок, который при смешивании с водой образует цемент	Изготовление строительного материала – щебня, бетона, железобетона

Рис. 3. Производство стекла.

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.

1. /5

   Вопрос 1 из 5

Слайд 11Производство цементаПроизводство портландцементного клинкера по сухому способу складывается из следующих операций: Известняк

и глину предварительно дробят, затем высушивают и измельчают в сырьевую муку.
Подготовленная смесь поступает в систему теплообменников, состоящую из нескольких циклонов, соединенных между собой газоходами с короткой (40-70 м) вращающейся печью. Сырьевая мука нагревается движущимися ей навстречу дымовыми газами, выходящими из печи. Из циклонов материал поступает в печь, где происходят дальнейшие реакции образования цементного клинкера. Из печи клинкер пересыпается в холодильник и после охлаждения направляется на клинкерный склад.
Затем вводятся добавки и гипса, происходит помол цемента и отправка потребителю. Производство цемента во вращающейся печи на Красноярском Цементном заводе (видеофильм).

Слайд 10

Производство
керамических изделий

Изготавливаются фарфоровые изделия в основном двумя способами: литьем и формованием с помощью шаблона в гипсовых формах.
Обожженный без глазури фарфор известен в продаже под названием «б и с к в и т». Большая часть фарфора глазируется, расписывается и кроется позолотой по глазури или под глазурью. В зависимости от состава массы и температуры обжига различают твердый фарфор, обжигаемый при температуре 1350-1450°С и выше и мягкий фарфор, температура обжига которого ниже1350°С. Для улучшения формовочных свойств в фарфоровою массу наряду с каолином вводят высокопластичные беложгущиеся огнеупорные глины и пластификаторы

Слайд 8Производство стеклаФурко предложил опустить на поверхность расплавленного стекла сделанный из огнеупорной

глины брус, с сквозной щелью по всей его длине. Это тело он назвал «лодочкой». Обожженная глина легче стекла, а потому лодочка плавает на его поверхности. Если начать нажимать на нее сверху, то через щель будет выдавливаться снизу вверх стекломасса и с тем большим напором, чем глубже мы будем утапливать лодочку.Как только стекломасса начнет показываться из щели лодочки, сверху навстречу ей опускают «приманку»— горизонтально подвешенный железный стержень, который приводят в соприкосновение с выступающим гребнем стекла. Раскаленные металлы обладают свойством крепко свариваться, склеиваться с расплавленным стеклом, и когда мы начнем поднимать приманку, за ней потянется лента стеклаОкончательное торжество идеи Фурко наступило лишь после его смерти. Новый метод обошел всю Европу, и в непродолжительном времени по всей ее территории выросли десятки заводов, работавших по этому методу и сделавших, наконец, листовое стекло дешевым, доступным материалом..

Силикатная промышленность

Силикатная промышленность объединяет три основных отрасли: производство минеральных вяжущих веществ, стекла и стекло-изделий, керамических и огнеупорных материалов.
 

Силикатная промышленность производит разнообразные материалы и изделия, имеющие огромное значение в народном хозяйстве. Различные строительные материалы — кирпич, черепица, облицовочные плиты, огнеупоры, химически стойкие материалы, электро -, тепло — и звукоизоляционные материалы, технические и хозяйственные изделия из фарфора и фаянса, листовое стекло, изделия из стекла для электро -, радио -, телевизионной и оптической промышленности, химическая и хозяйственная посуда и тара, кварцевое стекло, хрусталь, растворимое стекло, стеклопластики, стекловолокно, стеклоткани, пеностекло, разнообразные воздушные и гидравлические вяжущие вещества, цемент и строительные детали из него, кислотоупорные вяжущие материалы, кремнийорганические полимеры — все это продукты силикатной промышленности, без которых невозможна жизнь современного человека.
 

Силикатная промышленность относится к крупнотоннажной отрасли народного хозяйства, так как производит продукцию массового потребления. Эта продукция, как правило, содержит в своем составе силикаты, алюмосиликаты или другие соли кремневой кислоты.
 

Силикатная промышленность включает три основные отрасли: производство керамики и огнеупоров, вяжущих веществ и стекла.
 

Силикатная промышленность относится к крупнотоннажной отрасли народного хозяйства, так как производит продукцию массового потребления. Эта продукция, как правило, содержит в своем составе силикаты, алюмосиликаты или другие соли кремневой кислоты.
 

Силикатная промышленность включает три основные отрасли: производство керамики и огнеупоров, вяжущих веществ и стекла.
 

Силикатная промышленность включает производства вяжущих ( цементирующих) и керамических веществ, а также стекла. Сточные воды этой промышленности состоят из сырьевого шлама ( известняк, глина, мергель, каолин, кварцевый песок, полевой шпат), количество которого бывает особенно велико в тех случаях, когда применяется мокрое удаление пыли, образующейся при различных процессах, в том числе шлифовке стекла.
 

Силикатная промышленность разделяется на ряд самостоятельных отраслей, главными из которых являются производство керамики и огнеупоров, производство вяжущих веществ и производство стекла.
 

Силикатная промышленность СССР обеспечивает основные потребности страны в важнейших строительных материалах. Она включает в себя комплекс специализированных отраслей производства. Предприятия, производящие строительные материалы, имеются во всех союзных республиках. Они выпускают более 1000 видов материалов и изделий.
 

Силикатная промышленность дореволюционной России была представлена преимущественно мелкими полукустарными заводами.
 

Силикатная промышленность дореволюционной России была представлена преимущественно мелкими полукустарными заводами.
 

К силикатной промышленности относится также производство химически стойких материалов литьем расплавленных горных пород ( диабаза, базальта) и металлургических шлаков. В последнее время, сочетая этот метод со специальной термической обработкой, изготовляют стеклокерамику.
 

Схема получения фосфорной кислоты на установке с электропечью.

Продукты силикатной промышленности имеют чрезвычайно важное значение для народного хозяйства.
 

В силикатной промышленности молотковые дробилки являются основными установками для вторичного дробления известняков различной твердости, а также для дробления угля. Молотковые дробилки получили широкое распространение благодаря ряду достоинств к которым относятся: простота конструкции, надежность эксплуатации, компактность агрегата, малый вес, непрерывность работы, большая производительность и высокая степень измельчения.
 

Слайд 15ИсторияКерамика известна с глубокой древности и является, возможно, первым созданным человеком

материалом. Считалось, что возникновение керамики напрямую связано с переходом человека к оседлому образу жизни, поэтому оно произошло намного позднее, чем корзины. Ещё недавно первые известные нам образцы керамики относились к эпохе верхнего палеолита. Однако, найденные в 1993 году горшки из Сяньжэньдон слеплены 20 тысяч лет назад. Древнейший предмет из обожженной глины датируется 29-25 тысячелетиями до нашей эры. Это вестоницкая Венера, хранящаяся в Моравском музее в Брно.Первоначально керамика формовалась вручную. Изобретение гончарного круга в третьем тысячелетии до нашей эры позволило значительно ускорить и упростить процесс формовки изделия. Древнейшие виды керамики — это разнообразные сосуды, а также пряслица, ткацкие грузики и другие предметы. Эта бытовая керамика разными способами облагораживалась — наносился рельеф штамповкой, прочерчиванием, налепными элементами. Сосуды получали разную окраску в зависимости от способа обжига. Их могли лощить, окрашивать или разрисовывать орнаментом, покрывать цветной глазурью.

Слайд 16Стекло. История. Долгое время первенство в

открытии стеклоделия признавалось за Египтом, чему несомненным свидетельством считались глазурованные стеклом фаянсовые плитки внутренних облицовок пирамиды Джессера (XXVII век до н. э.); К ещё более раннему периоду (первой династии фараонов) относятся находки фаянсовых украшений, то есть стекло существовало в Египте уже 5 тысяч лет назад. Археология Двуречья, в особенности — Древних Шумера и Аккада, склоняет исследователей к тому, что немногим менее древним образцом стеклоделия следует считать памятник, найденный в Месопотамии в районе Ашнунака — цилиндрическую печать из прозрачного стекла, датируемую периодом династии Аккада, то есть возраст её — около четырёх с половиной тысяч лет.

Слайд 18Виды стёкол. Базовый метод получения

силикатного стекла заключается в плавлении смеси кварцевого песка (SiO2), соды (Na2CO3) и извести (CaO). В результате получается химический комплекс с составом Na2O·CaO·6SiO2. Кварцевое стекло получают плавлением кремнезёмистого сырья высокой чистоты (обычно кварцит, горный хрусталь), его химическая формула — SiO2. Кварцевое стекло может быть также природного происхождения, образующееся при попадании молнии в залежи кварцевого песка . Из него изготавливают оптику, окна печей и летательных аппаратов, химическую посуду и посуду для микроволновых печей. Кварцевое стекло характеризуется весьма малым коэффициентом температурного расширения и потому его иногда используют в качестве материала для деталей точной механики, размеры которых не должны меняться при изменении температуры. Примером служит использование кварцевого стекла в точных маятниковых часах.

Несколько интересных фактов о силикатной промышленности

Силикатная промышленность – это та отрасль, которая для многих остается загадкой. Когда речь заходит об интересных фактах, то здесь нужно выделить следующее:

• С гончарным ремеслом люди были знакомы давно. Основное сырье — это глина. Изготовление производилось таким образом, что глина смешивалась с водой и образовывала некоторые пластичную массу. Ей можно было придать любую форму, а после обжига она сохраняла её.
• Благородная керамика — это все изделия из фарфора. Родиной стал Китай, который еще до нашей эры освоил производство этого материала. Все природные факторы служили для изобретения и производства именно на территории Китая. Дело состоит в том, что в одной из деревень есть запасы, которые состоят из кварца, шпата, а также глины. Многим европейские представители пытались разгадать тайну этого материала. Но в России фарфор был разработан только в XVII веке. После этого было налажено производство изделий под Петербургом. Благородство своё фарфор приобрел благодаря некоторым характеристикам в виде тонкости выполняемых изделий, белому оттенку, отсутствию пористости, а также прочности с химической и термической стороны.
• Сейчас силикатная промышленность — это одна из важнейших категорий народного хозяйства. Она позволяет обеспечивать строительными материалами всю страну. Из всего разнообразия чаще всего встречается кирпич и цемент, которые позволили строить города уже 8000 лет назад.
• Если посмотреть на посуду из фарфора, то она лидирует по прочности, не считая металла.
• Первые изделия из фарфора сделали женщины.
• Если вдруг на изделиях из фарфора есть какой-то брак, то они уже не выходят в производство. Знак этого материала ставится только на идеальных формах. Фарфор — это тот материал, который делает посуду абсолютно безопасной и чистой.
• С давних времен кирпич изготавливался только вручную. Он считался качественным и стоил дороже.
• Впервые кирпич начал использоваться в Древнем Египте. Об этом свидетельствуют записи в старинных книгах.
• Кирпич хорошо поглощает влагу. Тем не менее, он обладает хорошей морозостойкостью и может прослужить несколько сотен лет. Об этом свидетельствуют многие памятники архитектуры, которые сохранились по сегодняшний день в прекрасном состоянии.
• Существует несколько разновидностей кирпича, каждая из которых отличается по всем характеристикам, а также по своему внешнему виду. Настоящие профессионалы знают, как правильно можно выбрать кирпича и делают это без особых проблем.

Это далеко не все факты. Стоит отметить еще несколько, чтобы лучше понять основную суть процессов в силикатной промышленности.

Еще немного фактов о силикатной промышленности

Сейчас силикатная промышленность постоянно развивается и реализует большее число товаров. Ассортимент с каждым годом растет, что порождает и спрос. Но в любом случае можно рассмотреть и еще несколько интересных и познавательных фактов:

1. Цемент — это ещё один компонент, который входит в силикатную промышленность. Самым распространённым считается портландцемент, который был изобретён и запатентован в Англии.
2. Силикатная промышленность — это то направление, которое полностью отвечает за стекло. Сейчас существует множество интересных фактов, которые связаны со стеклом. Одним из них является то, что стекло используется абсолютно везде. Секрет его производства был открыт еще в древние времена в Египте.
3. Стекло всегда ценилось и стоило дорого. Но с течением времени оно стало доступным и появилось огромное число разновидностей.
4. Стекло имеет простой состав. Сюда обычно входит песок, известь, а также сода. Но в современном мире начали добавляться различные вещества, присадки, а также любые добавки для придания тех или иных характеристик.
5. Стекло обычно плавится при температуре от 300 до 2000 градусов. Всё будет зависеть от состава.
6. Существует несколько разновидностей, в число которых входит химическое, хрустальное, кварцевое стекло.
7. Для того, чтобы сделать цветные стёкла, обычно добавляются оксиды металлов. Также сюда нужно отнести жидкое стекло, которое часто находит применение в строительной сфере. При добавлении такого компонента на ткани, а также любые деревянные изделия, они плохо загораются. Обычно жидким стеклом обрабатывают все компоненты, которые используются при изготовлении театральных декораций.
8. В компоненты, которые изготавливаются на силикатной промышленности, можно отнести ещё и бисер.

Как видно, такая промышленность на сегодняшний день очень разнообразна и развивается в постоянном режиме. Именно поэтому, производство силикатных изделий занимает отдельное место в жизни каждой страны. Такая информация обычно изучается ещё в школе, и обычно забывается. Сейчас вы сможете восполнить пробелы, которые связаны с силикатной промышленностью и узнать ещё много интересного.

Слайд 21Окрашенное стекло.Обычная стеклянная масса после остывания имеет желтовато-зелёный или голубовато-зелёный оттенок.

Стеклу можно придать окраску, если в состав шихты произвести включение, например, тех или иных оксидов металлов. В России этим , занимался Ломоносов, создав 6 стеклянных мозаичных полотен, в том числе «Полтавский бой»Железистые соединения окрашивают стекло в цвета — от голубовато-зелёных и жёлтых до красно-бурых, окись марганца — от жёлтых и коричневых до фиолетовых, окись хрома — в травянисто-зелёный, окись урана — в желтовато-зелёный (урановое стекло), окись кобальта — в синий,окись никеля — от фиолетового до серо-коричневого, окись сурьмы или сульфид натрия — в жёлтый (в самый же красивый жёлтый окрашивает, однако, коллоидное серебро), окись меди — в красный (так называемый медный рубин в отличие от золотого рубина, получаемого прибавкой коллоидного золота). Костяное стекло получается замутнением стекломассы пережжённой костью, а молочное — прибавкой смеси полевого и плавикового шпата. Окрашенные стёкла, помимо других областей применения, используют в качестве цветных светофильтров.

Слайды и текст этой презентации

т.д.

Слайд 3Истоки силикатной промышленности лежат в глубокой древности. Уже первые орудия

труда около 800-900 тыс.лет до н.э. древние люди изготовляли из

кремния – плотного природного образования, состоящего из халцедона, кварца и опала. Позднее стали использовать яшму, горный хрусталь, агат, обсидиан(вулканическое стекло), нефрит

материалов, полученных при спекании глин с различными минеральными добавками

Технологический процесс: замачивание формование обжиг глазурование

вторичный обжиг

Слайд 8Из меня посуду тонкую
Нежно- белую и звонкую
Обжигают с древних пор.
Называюсь

Слайд 9Фарфор Фарфор – самая благородная керамика. Это материал, состоящий

из каолина, глины, кварца и полевого шпата. Характерные признаки: белый

цвет, отсутствие пористости, высокая прочность, термическая и химическая стойкость. Впервые фарфор был привезен в Европу из Китая – родины фарфора – в XVI веке.

Слайд 10ГжельЗнаменитая Гжель – родина русского народного фарфора – расположена на

обочине Касимовского тракта в 60 км от Москвы. Первая половина

XIX века – время расцвета фарфорового производства Гжели. О высоком качестве гжельских глин писал М. В. Ломоносов. Исследовал эти глины и создатель русского фарфора Д. И. Виноградов.

Слайд 11ФаянсСлово «фаянс» произошло от названия города Фаэнца (в Северной Италии),

в окрестностях которого в XIV–XV веках было широко развито керамическое

ремесло. В третьей четверти XVI века, вследствие всеобщего восхищения китайским фарфором, в Фаэнца начинает интенсивно развиваться производство белой майолики (в это время в Европе изделия из майолики называли фаянсом).

Слайд 12МайоликаМайолика близка по свойствам и качеству к терракоте, только в

от загрязнений, улучшает внешний вид, повышает прочность.Слово «майолика» происходит от названия острова Майорка в Средиземном море – главного центра по экспорту испано-мавританской керамики в Италию.

Слайд 13ТерракотаТерракота – разновидность грубой керамики. Она известна с эпохи неолита,

то есть более 5 тыс. лет. Слово «терракота» – итальянское.

Его дословный перевод означает «обожженная земля». Терракота выпускается промышленностью в виде неглазурованных однотонных керамических изделий с пористым черепком красного, коричневого, кремового цветов. Цветной оттенок зависит от условий обжига.

Слайд 14Такова моя природа:
Известняк, песок и сода
Много требуют огня,
Чтобы выплавить

меня.
Я прозрачно и светло,
И зовут меня …….

стойкость.Стекло получают варкой шихты

Слайд 17Химические процессыNa2CO3 + SiO2 =CaCO3 + SiO2 =Na2SiO3 + CaSiO3

+ 4SiO2 =

Слайд 19Родина цветной обшивки окон и живописи на стекле – Франция.

Самое раннее известие о них касается ВИТРАЖЕЙ в монастыре Сен-Реми.Родиной

СТЕКЛЯННОЙ БИЖУТЕРИИ считают Древний Египет. Из Византии и римских колоний производство бус пришло в остальную Европу, в частности в Венецию, которая в XVIII веке становится важнейшим центром этой продукции. Затем в Богемии расцветает производство галантерейных изделий из стекла, включая бисер и стеклярус.

Слайд 20Сырая пыль в воду нырь,
Потом на мастерок – готов

Слайд 21Цемент собирательное название порошкообразных вяжущих веществ (преимущественно гидравлических),

способных при смешивании с водой (иногда с водными растворами солей)

образовывать пластичную массу, приобретающую затем камневидное состояние. Цемент был известен ещё римлянам, которые получали его из извести, вулканического пепла и жженой извести.

Слайд 22Производство цементаСырье: мел (известняк) СаСО3, глина Аl2O3 · 2SiO2 ·

2H2O, металлургические шлаки Технологический процесспрокаливание (сплавление)перемешивание с гипсомперемалывание

+ 2H2OСаСО3 = СаО + СО2 СаО + SiO2

= CaSiO3