VẬT LIỆU VÔ CƠ Đề tài: Chất độn Giảng viên: TS Vũ Minh Khơi Nhóm Nội dung Giới thiệu chung Phân loại Một số Các ứng chất độn dụng khác Giới thiệu chất độn - Chất độn chất thêm vào vật liệu (nhựa, composite, bê tông,…) để giảm tiêu thụ vật liệu kết dính đắt hơn, làm giảm giá thành sản phẩm để cải thiện số tính chất vật liệu hỗn hợp (tạo tương tác hóa học có lợi cho phát triển vật liệu chủ chất độn, kết làm tăng tính học, tính kết dính, tính chống mòn,…) - Hiện nay, giới, 53 triệu chất độn sử dụng hàng năm lĩnh vực ứng dụng khác giấy, nhựa, cao su, sơn, chất phủ, keo dán,… Phân loại chất độn Chất độn Chất độn tự nhiên Chất độn tổng hợp Các chất có sẵn tự nhiên, Các chất sản xuất từ có tên gọi theo nguồn gốc địa lý phương pháp khác silica, địa chất thạch cao, đá than đen, cacbonat, sunfat,… phấn, đôlômit, silica,… Cách sản xuất số chất độn ứng dụng chúng Chất độn Canxi cacbonat Cách sản xuất Silica Ứng dụng Cách sản xuất Ứng dụng 3.1 Canxi cacbonat Ước tính khoảng 5% vỏ trái đất dạng canxi cacbonat Canxi cacbonat tồn dạng canxit, đá vôi, đá phấn, đá cẩm thạch aragonit, dạng tạp chất tạo khoáng vật dolomit Đá phấn Canxi cacbonat thành phần vỏ động vật biển xương hàng tỉ tỉ sinh vật, chúng tích lũy dần đáy biển qua nhiều niên kỷ sau chuyển hóa q trình địa chất để tạo thành núi hùng vĩ, vách đá biển nhiều mỏ đá vôi, đá cẩm thạch,… toàn giới SẢN XUẤT CANXI CACBONAT Sản xuất canxi cacbonat nghiền (GCC) Canxi cacbonat tinh khiết thường sản xuất từ nguồn sạch, chủ yếu sản xuất từ đá cẩm thạch Khoáng vật khai khác nghiền thành bột mịn phân loại theo cỡ hạt (canxi cacbonat nghiền – GCC) Độ tinh khiết canxi cacbonat phụ thuộc nhiều vào chất lượng mỏ đá Các sản phẩm tinh khiết gọi canxi cacbonat nghiền mịn ỨNG DỤNG CỦA CHẤT ĐỘN CANXI CACBONAT Ngành chất dẻo Ngành sơn Ngành giấy Ngành gốm sứ Ngành thủy tinh Ứng dụng khác • Đất talc sử dụng chất bôi trơn ứng dụng nhiệt độ cao có liên quan Nó tồn nhiệt độ nơi chất bôi trơn gốc dầu bị phá hủy • Bột talc sử dụng phụ gia cho thuốc trừ sâu thuốc diệt nấm Nó dễ dàng thổi qua miệng vòi dễ dàng dính vào thân Sự mềm mại làm giảm mặc thiết bị sử dụng Các Cácchất chấtđộn độnkhác khác Quặng Dolomit • Dolomit tên loại đá trầm tích cacbonat một khống vật, cơng thức hóa học của tinh thể là CaMg(CO 3)2.Đá dolomit tạo nên phần lớn khoáng vật dolomite. Đá vôi được thay phần dolomite gọi đá vơi dolomit • Khống vật dolomite kết tinh ở hệ tinh thể ba phương Nó tạo thành tinh thể trắng, xám đến hồng, thường có hình cong thường dạng khối Nó có tính chất vật lý tương tự tinh thể canxit, khơng hòa tan nhanh chóng dung dich HCl lỗng trừ trường hợp dạng bột Các Cácchất chấtđộn độnkhác khác Quặng Dolomit • Rất nhiều mỏ tìm thấy niên đại địa chất, nhiên khoáng vật mơi trường đại • Việc làm nhân tạo dolomit phòng thí nghiệm tiến hành điều kiện nhiệt độ lớn 100 độ C (điều kiện điển hình các bồn trầm tích chơn vùi) • Nhiệt độ cao làm tăng tốc độ di chuyển ion canxi magie nên chúng ví trí thích hợp cấu trúc tinh thể thời gian vừa phải Điều cho thấy dolomit hình thành ngày yếu tố động phân tử, tức nhiệt độ ỨNG DỤNG CỦA DOLOMIT Sản Sảnxuất xuấtgạch gạchchịu chịulửa lửa Sử Sửdụng dụngtrong trongluyện luyệnkim kim Sản Sảnxuất xuấtmagie magiekim kimloại loại Sản Sảnxuất xuấtchất chấtkết kếtdính dính Sản Sảnxuất xuấtvật vậtliệu liệucách cáchnhiệt nhiệt Trong Trongcơng cơngnghiệp nghiệpphân phânbón bón Sản Sảnxuất xuấtgạch gạchchịu chịulửa lửa • Đá dolomite nung lên cho đên hết hết hàm lượng nước bên trong tức tiết hết CO2 và tái kết tinh trọn vẹn oxit để thu lấy nguyên liệu dolomit thiêu kết • Đá dolomite thiêu kết thường có màu đen  quánh chặt Khi người ta kết hợp với số phụ gia, chất kết dính nguyên liệu khác tổng hợp lại tạo thành gạch chịu nhiệt   Trong Trongluyện luyệnkim kimđen đen • Sử dụng dolomit làm chất trợ giúp chảy, làm cháy rã xỉ chế quặng thiêu kết magie • Dolomit dùng làm chất trợ giúp chảy luyện kim có tiêu chuẩn sau: MgO >17 - 19%, SiO 2 < 6%, R2O3 + MnO < 5%, không lẫn S, P, cỡ hạt 300 kg/cm • Dolomit dùng thiêu kết magie luyện kim cần đáp ứng yêu cầu sau: CaO + MgO > 53%, MgO > 16%, cặn không tan < 2,5%, sét < 3%, cỡ hạt - 75mm chiếm 80% Trong Trongsản sảnxuất xuấtmagie magiekim kimloại loại • Từ dolomit người ta lấy Mg kim loại thuật nhiệt silic điện phân • Yêu cầu nguyên liệu dolomit MgO > 19,5%, SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 + Mn3O4 < > 5%,  Na2 O + K2O < 0,2%, cỡ cục 20 - 300mm Trong Trongsản sảnxuất xuấtchất chấtkết kếtdính dính • Thiêu đốt dolomit cỡ cục 100 - 150mm nhiệt độ 700 - 8000C buồng đốt, thu "Dolomit ăn da" Đưa chất liệu nhào với dung dịch clorua thu chất gắn manhesi dùng xây dựng, sản xuất gạch ceramic • Yêu cầu chất lượng dolomit để sản xuất dolomit ăn da sau: MgO >18%, chất cặn không tan < 5%, R2O3 < 4% Sản Sảnxuất xuấtvật vậtliệu liệucách cáchnhiệt nhiệt Đá dolomite sau tách lọc thu được “magie trắng” 15% atbet kết hợp với Xovelit chất kết dính tạo nên vật liệu cách âm cách nhiệt chống cháy như: Bơng sợi khống cách nhiệt Bơng sợi khống cách nhiệt Trong Trongcơng cơngnghiệp nghiệpsản sảnxt xtphân phânbón bón Vì đá dolomite có hàm lượng CaO cao nên chúng  được sử dụng trong ngành phân bón, phụ gia cho phân bón, xử lý đất nhiễm phèn, tạo kiềm tính cung cấp nguyên tố vi lượng cho đất Ứng Ứngdụng dụngkhác khác • Đá dololomite sử dụng để làm nguồn nguyên liệu cho ngành sản xuất thực phẩm thủy sản • Dolomite sử dụng trong công nghiệp nuôi trồng thủy sản dưới dạng bột, cỡ hạt khoảng 45 micronmet dùng xử lý nước hồ nuôi, tạo độ kiềm cho nước, cung cấp nguyên tố đa lượng vi lượng làm thức ăn nuôi trồng thủy sản • Đá xay nhỏ mịn kết hợp với đá vôi, đá sét phụ gia sản xuất Xi măng.  Trả lời câu hỏi Câu 1: Trong phương pháp sol-gel sản xuất chất độn silica: trường hợp sử dụng môi trường axit, trường hợp sử dụng môi trường bazo? Trả lời: q trình thủy phân vật liệu mơi trường axit hay bazo phụ thuộc vào tính chất vật liệu tạo ra, nên tùy thuộc vào vật liệu mà ta sử dụng môi trường cho phù hợp Câu 2: Trong sản xuất chất độn silica phương pháp sử dụng nhiều nhất? Trả lời: tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà phương pháp sản xuất sử dụng khác Khi cần sử dụng chất độn silica có chất lượng cao (ví dụ dùng dược phẩm) sử dụng phương pháp sol-gel ( PP chủ yếu có quy mơ nhỏ cho phí đắt) Khi sử dụng chất độn silica khơng cần q tinh khiết, quy mơ lớn sử dụng phương pháp kết tủa hóa chất sử dụng đơn giản, phản ứng xảy nhanh, công nghệ đơn giản, giá thành rẻ so với phương pháp khác (ví dụ dùng ngành sơn) Câu 3: Trong phương pháp kết tủa sản xuất chất độn silica: trì phản ứng axit vơ môi trường kiềm nào? Trả lời: Na2SiO3+ 2H3O+ → 2Na+ + SiO2 + 3H2O Phản ứng phản ứng axit-bazo thông thường H 3O+ axit vô HCl, H2SO4,… Vấn đề câu chữ chưa rõ ràng Đã sửa lại phần slide Câu 4: Trong phương pháp khói sản xuất chất độn silica: áp suất cao nhiệt độ cao bao nhiêu? Trả lời: vấn đề liên quan đến yếu tố cơng nghệ nên khơng tìm số cụ thể Câu 5: Trong phương pháp khói sản xuất chất độn silica: nguyên liệu SiCl lấy từ đâu? Trả lời: Nguyên liệu SiCl4 lấy từ sản phẩm phụ q trình sản xuất Nhóm chưa tìm hiểu phần Câu 6: Than đen ? o Trả lời: Than đen than có màu đen Được sản xuất cách đốt gỗ thành than nhiệt độ từ 400 đến 700 C, sau lò bịt kín ngưng đốt nhiệt dần hẳn Than đen mềm giữ lớp gỗ Nó dễ dàng để đốt cháy, dễ bị bỏng Than đen dung làm nhiên liệu cho trà đạo, nấu ăn hang ngày Câu 7: Tại CaCO3 lại làm tăng điện trở dây cáp ? Trả lời: Bản chất vơ chất độn dạng khống giúp tăng điện trở hầu hết vỏ bọc cáp Trước đây, cao lanh đất sét nung sử dụng phổ biến để tang điện trở vỏ bọc PVC Phần lớn CaCO3 sử dụng nằm lớp bọc PVC bên bên ngồi dây cáp điện Câu 8: Tính chất CaCO3 giúp làm tăng độ bền, độ sáng ? Trả lời: CaCO3 chất bột có màu trắng, độ mịn cao, phân tán tốt môi trường, ổn định giá trị pH, chống ăn mòn tốt nên them vào sản phẩm làm tang độ bền độ sáng sản phẩm ... thiệu chung Phân loại Một số Các ứng chất độn dụng khác Giới thiệu chất độn - Chất độn chất thêm vào vật liệu (nhựa, composite, bê tông,…) để giảm tiêu thụ vật liệu kết dính đắt hơn, làm giảm giá... ứng dụng khác giấy, nhựa, cao su, sơn, chất phủ, keo dán,… Phân loại chất độn Chất độn Chất độn tự nhiên Chất độn tổng hợp Các chất có sẵn tự nhiên, Các chất sản xuất từ có tên gọi theo nguồn... số tính chất vật liệu hỗn hợp (tạo tương tác hóa học có lợi cho phát triển vật liệu chủ chất độn, kết làm tăng tính học, tính kết dính, tính chống mòn,…) - Hiện nay, giới, 53 triệu chất độn sử