سیلیس یا اکسید سیلیسیم

سیلیس یا اکسید سیلیسیم با
فرمول شیمیایی
SiO2 فراوان‌ترین ترکیب اکسیدی
موجود در پوسته زمین است. سیلیس در طبیعت به‌صورت آزاد و یا به‌صورت ترکیب با سایر
اکسیدها وجود دارد.
به طور کلی موارد مصرف سیلیس SiO2 عبارت است از:
شیشه سازی، چینی سازی، تولید
فروسیلیس، سرامیک سازی، تولید آجر ماسه آهکی، ریخته گری، تولید سیلیکات سدیم، تولید
دیگر مواد سیلیسی، به عنوان نیمه هادی در صنعت الکترونیک و تولید پشم شیشه است.
مقادیر قابل توجهی ازماسه
سنگ خرد شده به عنوان مصالح ساختمانی بکار می رود.
سیلیس مصرفی در هر یک از
این صنایع باید کیفیت خاصی داشته باشد. ترکیب شیمیایی، ساختمان کانی شناسی و خواص فیزیکی
سیلیس، تعیین کننده کیفیت و موارد مصرف آن در هر یک از صنایع مذکور می باشند. ترکیب
شیمیایی سیلیس در واقع عبارت است از درصد SiO2 موجود در سنگ و نیز درصد هریک از اکسیدهای دیگر که
معمولاً به همراه
SiO2 در کانسارهای مختلف
وجود دارند و در صورتی که درصد هر یک از آنها از حد معینی تجاوز نماید، کاربرد آن را
در صنایع مختلف محدود و یا غیر ممکن می سازد.
علاوه بر درصدSiO2، ساختمان کانی شناسی سنگ نیز در تعیین کیفیت و موارد
مصرف آن نقش مهمی دارد زیرا ممکن است SiO2 به صورت انواع سیلیکات ها وجود داشته باشد، در نتیجه
این مسئله در تعیین روش کانه آرائی و چگونگی حذف ناخالصی ها تأثیر خواهد داشت.
خواص فیزیکی سیلیس نیز در
همین روش مناسب برای خردایش، دانه بندی پودر سیلیس تولید شده و تعیین موارد مصرف پودر
تولید شده تأثیر خواهند داشت.
لعاب:
سیلیکا ماده تشکیل دهنده
شیشه است، برای ساخت انواع شیشه مخصوص سیلیس با موادی از قبیل فلدسپار، نفلین سینیت،
سودا و... ترکیب می‌شود.
سرامیک:
کوارتز در ساخت انواع مختلف
سرامیک و سرویس بهداشتی بکار می‌رود.
ریخته گری و نسوز:
مقاومت کوارتز و سیلیس تا
دمایC 1470 سبب شده از آن برای تهیه قالب های ریخته‌گری
فلزاتی مانند فولاد، آهن سیاه، آلومینیم وآلیاژهای مس و همچنین به عنوان نسوز در ساخت
کوره‌های آهن و فولاد، سرامیک، شیشه و سیمان بکار می‌رود. کاربردهای متفرقه دیگری مانند
ساینده، پودر جلا، فیلتراسیون، شن و ماسه ساختمانی است. انواع گرد شده و با کیفیت برای
باز کردن شکافها و افزایش نفوذ پذیری در تولید نفت وگاز بکار می‌رود. همچنین با پودر
کردن آن می‌توان از آن به عنوان پرکننده در رنگ، پلاستیک، لاستیک، بتونه و چسب استفاده
کرد.
سیلیکات سدیم :
سیلیکات سدیم به صورت گلوله
های شفاف، بدون آب و پودر شیشه یا پودر آبدار خرید و فروش می‌شود. این ماده در کنترل
سایندگی لوله های آب و فرمول بندی لعاب و مینا بکار می رود. انواع محلول مایع آن در
صابون‌سازی، پاک کننده‌های صنعتی و عمومی، چسب، سیمان‌سازی، ‌رنگ و پوشش، قالب ریخته‌گری،
شناور‌سازی کانه، پایدارسازی پراکسید و کنترل خوردگی در لوله های آب و پیش ماده سیلیس
مخلوط زئولیت کاربرد دارد.
سیلیس ته‌نشین شده:
از واکنش سیلیکات سدیم با
اسید سولفوریک یا اسید کلریدریک طی شرایط مشخصی سیلیس ته نشینی تولید می شود که بدلیل
خواصی از قبیل درخشندگی بسیار بالا و تخلخل کم از آن به عنوان پر کننده ریز دانه و
ضد لغزش در لاستیک (لاستیک خودرو و کفپوش PVC، پلی الفین، فیلم LDPE و جداکننده
های ریز منفذی باتری های سربی، پخش کننده، حمل کننده و بسیاری موارد دیگر استفاده می‌شود.
سیلیس کلوئیدی:
سوسپانسیونی از سیلیس ریز
دانه در محیط آبی که به منظور اصطکاک درکاغذ و تخته، جوش دهنده نسوزهای فیبری، کاتالیزور
و پیش ماده شیمیایی مصرف می شود.
سیلیس، نوع متالورژی:
از واکنش کوارتز وکک در کوره
قوس الکتریک و دمای بالای C’2000 ساخته
شده و 99-98%
Si دارد. ازآن در تهیه آلیاژهای
آلومینیم، فولاد، سوپرآلیاژ، سیلیکون و مواد شیمیایی استفاده می کنند.
انواع دیگر ازسیلیس و ترکیبات
آن مانند سیلیس پخته، خرد سیلیکون، نیترات سیلیسیوم و... وجود دارند که هر یک کاربرد
های مخصوص خود را داراست.
کوارتز بلوری:
انواع شفاف و خوش‌نما برای
تهیه عدسی و مخروط، جواهرسازی و نمونه کانی بکار می‌رود، از خاصیت پیزوالکتریک آن در
الکترونیک استفاده می کنند.
تریپلی:
سیلیس ریز بلور، متخلخل با
وزن مخصوص 65/2، سختی7، سفید تا خاکستری و... که به عنوان پرکننده یا رنگدانه در رنگ،
لاستیک، پلاستیک، ساینده و بتونه بکار می رود، بعلاوه در پودر‌های ساینده وجلا و ساینده
دندان بکار می رود.
نواکولیت:
سنگ متخلخل سفید تا خاکستری،
قهوه ای روشن تا سیاه که از دانه های کوارتز بی‌شکل متراکم ساخته شده است که خاصیت
سایندگی عالی دارد: تمیز کردن فلزات، ماده آسیاب کننده، نسوز و مصالح سبک ساختمانی.
فلینت:
سیلیس کلسدونی مخفی بلور
متراکم (سرامیک، چینی استخوانی، ماده آسیاب کننده و...
تقسیم بندی انواع سیلیس براساس
درصد
SiO2 و مصرف :
سیلیس درجه 1:
این نوع سیلیس دارای حداقل
96%
SiO2 است و در شیشه سازی،
لعاب، صنایع شیمیایی، فروسیلیس، پشم شیشه، سیلیکات سدیم، فروکروم و ماسه تست سیمان
به کار می رود.
سیلیس درجه 2 :
این نوع سیلیس دارای
95-85
SiO2 است و در ماسه ریخته
گری، ماسه سندبلاست، فیلتراسیون و دیرگدازها به کار می رود.
سیلیس درجه 3 :
این نوع سیلیس دارای
85-70
SiO2 است و در آجر ماسه آهکی
و آجرسبک، کارخانجات تولید سیمان و بتن سبک به کار می رود.
خواص سنگ سیلیس چیست
خواص
سنگ سیلیس بسیار متنوع و گسترده می باشد و از همین جهت از این سنگ منحصر به فرد و
مقاوم در موارد متعددی بهره گرفته می شود. کلمه انگلیسی آن به نام فلینت به معنای
سنگی که با آن آتش می زنند یا همان سنگ چخماق می باشد. این سنگ، سنگ سخت است. در
ادامه به شرح خواص سنگ سیلیس می پردازیم.
مقدمه ای بر خواص سنگ سیلیس
سنگ
سیلیس به عنوان سیلیکون دی اکسید یا SiO2 شناخته می شود، ترکیب شیمیایی
بی رنگ و سفید است. سنگ سیلیس از شایع ترین عناصر روی زمین، سیلیکون
(si) و اکسیژن (O2) ساخته
شده است. سیلیس ترکیب فراوانی در پوسته زمین است که حدود ۵۹ درصد کل ترکیبات را تشکیل
داده است. سیلیکا در همه جا، از برنامه های کاربردی صنعتی گرفته تا صنعت مواد
غذایی و آشامیدنی مورد استفاده است.
مواد
خام کوارتز مناسب برای تولید شیشه های روشن، مات و مصنوعی است، فرآیندهای مختلف
تولید، خواص فیزیکی و شیمیایی و استفاده از آنها در عمل فن آوری به طور دقیق مورد
بررسی قرار می گیرد.
سنگ
سیلیس انواع گوناگونی دارد و در صنایع ما نقش هایی را نیز ایفا می کند. سنگ های
کوارتز یا همان سنگ چخماق هم سنگ سیلیس می باشند. سنگ چخماق به سنگ آتش زن هم
معروف می باشد. سیلیس در پوسته زمین بسیار زیاد وجود دارد. این سنگ خاصیت های
زیادی دارد.
سیلیکا
را در بسیاری از مواد در صنعت استفاده می کنند، به عنوان مثال سرامیک از کوارتز یا
همان چخماق است. در سرامیک های کف ساختمان ها یا سرویس های بهداشتی به وفور کوارتز
وجود دارد.
از
جمله ی مصارف دیگر می توان به لعاب اشاره کرد. سیلیکا ها می توانند شیشه ها را
بسازند ولی باید با موادی مانند فلدسپار و … ترکیب بشوند.
کاربرد سنگ سیلیس
»رسوب
سیلیکا به طور معمول توسط معدن استخراج می شود و مواد استخراج شده ممکن است قبل از
فروش، پردازش قابل توجهی داشته باشند. اهداف پردازش عبارتند از تمیز کردن دانه های
کوارتز و افزایش درصد سیلیکا. در حال حاضر، برای تولید و توزیع اندازه مطلوب محصول
استفاده از کاهش مقدار ناخالصی ها، به ویژه آهن و کروم مد نظر است.
»سیلیس
بلورین جزء مواد ضروری است که فراوانی زیادی در کاربردهای صنعتی دارد و جزء حیاتی
بسیاری از چیزهایی است که در زندگی روزمره ما استفاده می شود. خانه های بدون آجر،
ملات یا پنجره ها، اتومبیل های بدون موتور و شیشه، زندگی بدون جاده ها یا دیگر
زیرساخت های حمل و نقل و اقلام روزمره از شیشه یا سفال، غیرممکن است.
» کاربرد
سنگ سیلیس صنعتی در صنایع گسترده ای مشاهده می شود، که اصلی ترین آنها شیشه، ریخته
گری، ساخت و ساز، سرامیک و صنایع شیمیایی است. سیلیکا در بهترین فرم آن نیز به
عنوان پرکننده کاربردی برای رنگ، پلاستیک، لاستیک، و شن و ماسه در فیلتراسیون آب و
کشاورزی استفاده می شود.
»سایر
نمونه های استفاده و کاربرد سنگ سیلیس روزمره شامل ساخت و نگهداری طیف گسترده ای
از امکانات ورزشی و تفریحی است. در ادامه به خواص سنگ سیلیس می پردازیم.
خواص سنگ سیلیس
خواص
سنگسیلیسبر
هیچکس پوشیده نیست. سیلیس خلاصه شده سیلسیوم دی اکسید می باشد. این سنگ در کل
پوسته ی زمین به وفور وجود دارد. نام سنگ سیلیس را حتما شما شنیده اید. این سنگ در
شن ها نیز وجود دارد. سیلیس ساختار های بسیار مختلفی را تشکیل می دهد که به صورت
های بلورین نیز در می آید. این ساختار های بلورین بسیار متفاوت هستند و انواع
مختلف آن در طبیعت یافت می شوند.
یکی
از آن ها سنگ کوارتز می باشد. خصوصیات این نوع از سنگ های سیلیس به این گونه است
که بسیار سخت است و بیشتر سیلیکا ها به اینگونه در طبیعت وجود دارند. سیلیسیوم در
کانی ها با فرمول عمومی SiO2 به کار برده می شود. اگر به
ساختار این کانی ها دقت کنیم می بینیم که هر اتم سیلیسیم توسط ۴ اتم اکسیژن پوشش داده شده
است. جنس سنگ سیلیس به خواص شیمیایی و ساختار شیمیایی آن بر می گردد. سنگ سیلیس در
بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرد