سیلیکات چیست؟
سیلیکات، ترکیبات شیمیایی با بار منفی سیلیس است. معمولا سیلیکات به صورت اکسید یافت می شود. سیلیکات را هم مانند سیلیس می توان در صنعت از آن استفاده کرد. این کانی در بیشتر سیاره ها، ماه ها و پوسته زمین ماده طبیعی ساخته شده اند. این ماده در ساخت کانی ها کاربرد بسیار زیادی دارد. کانی های سیلیکاتی بخاطر ساختار بلوری خود در ۶ نوع مختلف وجود دارند.از جمله:
- جزیره ای
- دوتایی
- حلقوی
- زنجیره ای
- ورقه ای
- شبکه ای
سیلیکات نمونه ای از سیلیس است و در بسیاری از صنایع استفاده می شود. یکی از مهم ترین موارد مصرف آن می توانیم به ساختمان سازی اشاره کنیم که به دلیل مقاومت خیلی خوبی که دارد از آن در دکوراسیون خارجی و داخی خانه استفاده می شود.
انواع سیلیکات
سیلیکات سدیم
سیلیکات سدیم که به آب شیشه یا شیشه مایع نیز معروف است، ترکیبی حاوی اکسید سدیم و سیلیس است. این ماده محلول در آب بوده و باعث تولید محلول قلیایی می شود. این ماده قلیایی در صورت مخلوط شدن با آب و گرم شدن تحت فشار به صورت یک پودر تقریباً بی رنگ، شبیه لیوان یا به صورت مایع شربت مانند در دسترس است. این ماده به دلیل ناخالصی آهن به رنگ سبز یا آبی دیده می شود.
خواص و ویژگی ها
این ماده شفت انگیز از قرن نوزدهم میلادی تولید شده و اصول اولیه ساخت آن تا به حال تغییر نکرده است. آب شیشه معمولاً با بو دادن مقادیر مختلف خاکستر سودا (کربنات سدیم، Na2CO3 و ماسه سیلیس (منبع فراگیر SiO2) در کوره در دمای بین ۱۰۰۰ تا ۱۴۰۰ درجه سانتیگراد (تقریباً ۱۸۰۰ و ۲۵۰۰ درجه فارنهایت) تولید می شود.
- غیرقابل اشتعال بودن
- غیرقابل انفجار بودن
- غیر سمی بودن
نحوه تولید
آب شیشه معمولا به دو روش خشک و تر تولید میشود:
در روش خشک: از تولید کربنات سدیم و سیلیس بدست می آید.
و در تولید سیلیکات سدیم به روش تر: از ترکیب سودسوزآور با سیلیس در راکتورهای با دما و فشار مشخص بدست می آید.
که در هر ۲ حالت سیلیکات سدیم مایع حاصل می شود.
کاربردهای سیلیکات سدیم
۱- تولید صابون و پودرهای شوینده: استفاده از سیلیکات سدیم در شوینده ها باعث میشود که آسیب کمتری به اجزای فلزی ماشین لباسشویی و یا ماشین ظرفشویی وارد شود.
۲- به عنوان ماده نگهدارنده تخم مرغ: تخم مرغها را میتوان با استفاده از این روش تا ۹ ماه تازه نگه داشت.
۳- استفاده از آن به عنوان چسب: زیرا کم هزینه، غیرسمی و سازگار با محیط زیست است.
۴- آب شیشه یکی از مواد اولیه مورد استفاده در تولید مصنوعی ژل سیلیکا است.
۵- تولید محصولات شوینده بر پایه فسفات.
۶- تمام ترکیبات شوینده الیاف و پارچه، به نوعی از سدیم سیلیکات (آب شیشه) به عنوان یک ماده اولیه معدنی بهره گرفته اند.
۷- در تصفیه فاضلاب به عنوان ماده منعقد کننده استفاده می شود.
۸- آب شیشه برای اتصال شن و ماسه در قالبهای شن و ماسه فلز مذاب استفاده می شود.
۹- صنایع فولاد (بریکت سازی): از ترکیب نرمه آهن اسفنجی با مقداری چسب سیلیکات و آهک به دست می آید.
۱۰- صنایع کاشی و سرامیک: این ماده به دوغاب اولیه تهیه کاشی و سرامیک افزوده می شود تا مواد به شکل چسب درآیند.
۱۱- صنایع تولید لوله های مقوایی: به عنوان عاملی افزایش دهنده برای چسبندگی بیشتر در خمیر کاغذ و … استفاده می شود.
۱۲- صنایع ریخته گری: آب شیشه بعنوان چسب در صنعت ریخته گری مورد استفاده قرار میگیرد.
۱۳- صنعت حفاری: برای محکم سازی و جلوگیری از فرو ریختن گمانه‌ها مورد استفاده قرار می گیرد.
۱۴- صنایع راه سازی و معادن: باعث تسریع واکنش کلسیم با سیلیکات در سیمان شده و به عنوان زودگیر سیمان نیز استفاده می شود.
۱۵- مواد اولیه صنایع شیمیایی و آبکاری: بعنوان مواد اولیه صنایع شیمیایی و آبکاری.
۱۶- صنایع تولید الکترودهای جوشکاری: باعث خمیری شدن و چسبیدن پوشش روی مفتول می شود.
۱۷- صنایع نساجی: تولید جوهرهای رنگی.
۱۸- صنایع چوب و کاغذ و کارتن سازی: درکارخانه های تولید کاغذ برای سفید سازی و زدودن جوهر از سیلیکات ها استفاده میشود.
۱۹- آرایش های معدنی: دفع کننده در فرآیند شناورسازی سنگ معدن است که باعث پراکنده سازی رس ناخواسته است.
۲۰- پالایش نفت خام: نفت خام به طور طبیعی و خالص کاربرد چندانی ندارد بلکه طی مراحلی از جمله جداسازی و واحد اصلاح که سیلیکات نقش کاتالیزور را طی آن دارد، پالایش می شود.
۲۱- کاربردهای آب شیشه در صنعت بتن: بتن متشکل از دانه های سنگی است که به وسیله آب و سیمان بهم چسبیده اند. سیلیکات موجب افزایش پایداری بتن، هزینه کمتر، کارکرد موثرتر در استفاده می شود.
۲۲- تعمیر خودرو: به منظور برطرف کردن شکاف سرسیلندر خودرو، با عملکرد شبیه چسب، ورود به رادیاتور و گردش سیستم و در نهایت در یک دمای خاص مانع روغن سوزی خودرو می شود.
۲۳- تصفیه آب: ساده ترین روش تصفیه آب در طبیعت، فیلتر شنی است. در فیلتر شنی به جای خاک از سیلیس استفاده شده که با عبور آب از فیلتر، تصفیه صورت می گیرد.
۲۴- صنایع نسوز: در صنایع نسوز، سیلیکات به عنوان یک تقویت کننده چسبندگی و به عنوان یک فاکتور افزایش پایداری در مقابل گرما، شکسته شدن و آسیب دیدن ملات نسوز به کار می رود.
۲۵- صنایع چسب: به دلیل ارزان بودن سیلیکات، نداشتن اثرات سمی و هم چنین به دلیل نداشتن اثرات سوء و بد بر محیط زیست، از آن در تولید چسب استفاده می شود.
۲۶- رنگها و پوشش ها: به منظور افزایش کیفیت ماده اولیه و روان کردن آن، سیلیکات افزوده می شود. رنگ و پوشش حاصل ضد آب و میزان جذب رطوبت با وجود سیلیکات کاهش می یابد.
۲۷- کاهش دهنده سختی آب: وجود عواملی چون آهن، روی و منیزیم باعث می شود که آب سخت شود، از جمله راه حل های پیشنهادی برای رفع موارد ذکر شده، استفاده از سیلیکات می باشد.
۲۸- حفاظت در برابر آتش: از سیلیکات به عنوان یک تخته عایق غیرقابل اشتعال با درجه حرارت بالا و پایداری در برابر آب و هوا استفاده می شود.
۲۹- عایق دماهای بالا
۳۰- عایق لوله: با استفاده از آهک و سیلیس در لوله ها، مقاومت حرارتی و سرعت حمل انتقال لوله ها افزایش می یابد و جنس، ماهیت و حجم لوله ها تغییری نمی کند.
۳۱- برای واشرهای اجاق گاز: استفاده از سیلیکات در واشر، باعث بالا بردن مقاومت واشر در برابر حرارت های بالا و خوردگی می شود و همچنین طول عمر واشرهای اجاق گاز را افزایش می دهد.
۳۲- تثبیت کننده خاک: از محلول سیلیکات سدیم به عنوان افزودنی در خاک استفاده می شود. مواد سیلیکاتی جهت عبور الکتریسیته از طریق الکترود و خاک، باعث تثبیت اصلاح و تثبیت خاک می شود.
۳۳- آرایشی و بهداشتی :
- کرم های مراقبت از پوست
- رنگ مو
- آرایش چشم
- کرم های ضد چروک
۳۴- ساخت خمیردندان: از سیلیکات به شکل رسوب شده آن به منظور ایجاد رنگ و ضخامت مناسب، به طور وسیعی بهره برده می شود و همچنین باعث افزایش طول عمر خمیردندان می شود.
۳۵- تولید لاستیک: ویژگی های مکانیکی و پایداری لاستیک را در مقابل ساییده شدن بهبود می بخشد. علاوه بر آن، میزان کشش لاستیک را بالا برده و در برابر گرما مقاومت بالایی دارد.
۳۶- کاربرد سیلیکات سدیم در هوای سرد: سیلیکات سدیم در هوای سرد با ترکیب مواد دیگر از یخ زدن موتور خودروها جلوگیری می کند. ضد یخ ها معمولا به عنوان یک ماده ی افزودنی به کار می روند که مسئولیت آن ها پایین آوردن نقطه ی انجماد در مایعاتی است که پایه ی آبی دارند. این محصولات وظیفه دارند که در فضاهای سرد نقطه ی جوش مایعات را بالا ببرند وجود ترکیباتی مانند سیلیکات سدیم باعث می شود که این مایعات از نقطه ی انجماد پایین برخوردار شوند.
از سیلیکات سدیم مایع در تعمیر خودروها استفاده می شود. به این صورت که از این ماده برای پر کردن درزها و شکاف های موجود در سر سیلندر استفاده می شود. سیلیکات سدیم در رادیاتور ماشین اضافه می شود و با گردش آب، سیلیکات سدیم به سر سیلندر می رسد که در دمای بالا آب خود را از دست می دهد و همانند یک چسب واشر عمل می کند که در نتیجه باعث می شود تا ماشین روغن سوزی نکند.
علاوه بر عملکرد سیلیکات سدیم در هوای سرد این ماده به عنوان ضد جوش هم عمل می کند سیلیکات سدیم به علت مقاومت بالا در برابر گرما به عنوان ضد جوش نیز عمل می کند. همان طور که یخ زدگی باعث آسیب به موتور اتومبیل ها می شود جوش آوردن اتومبیل هم باعث وارد شدن صدمه به آن می شود.
سیلیکات پتاسیم
پتاسیم سیلیکات چیست؟
پتاسیم سیلیکات ٬ یکی از متداول ترین مواد استفاده شده در محصولات شیمیایی در سراسر جهان است. پتاسیم سیلیکات در قرن نوزده میلادی مورد توجه قرار گرفت. زمانی که کاربرد های نوآورانه و خلاقانه در مواد شوینده ٬ رنگ های چسبنده و مواد نسوز ٬ توسعه یافتند.
فرمول شیمیایی و خواص
شیشه پتاسیم سیلیکات ٬ ماده ای بی رنگ است که در دمای پایین ذوب می شود و از پتاسیم کربنات و شن سیلیس خالص تشکیل شده و فرمول کلی آن به شکل K2SO4 می باشد.
محلول های پتاسیم سیلیکات ، با استفاده از پتاسیم سیلیکات محلول در آب داغ ، تشکیل می شوند. این امر ، مایعی چسبناک دارای چگالی در محدوده ۱.۳ تا ۱.۴ را ایجاد می کند. نسبت SiO4 به K2O می تواند بسته به کاربرد آن ، دستکاری و عوض شود.
پتاسیم سیلیکات و انواع آن
کاربردهای پتاسیم سیلیکات در زمینه های صنعتی و تولید محصولات کشاورزی از جمله:
- پاک کننده ها.
- کاغذ.
- ساخت و ساز.
- رنگ ها.
- تصفیه آب.
- محصولات صنعتی و مواد خام.
- در تولید کود: این ماده به عنوان کود برای چمن و دیگر محصولات کشاورزی استفاده می شود چرا که منبعی حل نشدنی از سیلیکون و پتاسیم می باشد.
- بهبود فتوسنتز گیاهان.
- کاهش اثرات منفی آلومینیوم ٬ سدیم و منگنز اضافی.
- بهبود رشد ٬ کیفیت و تعداد محصولات کشاورزی.
- افزایش تکثیر گیاهان با بهبود شرایط گرده افشانی و افزایش باروری دانه ی گرده.
- ساخت یک لایه ی شبه آمور (amour) در لایه ی خارجی سلول (دیواره ی سلول) و در نتیجه قوی تر و انعطاف پذیر تر شدن آن.
- مقاومت به آفت به دلیل قوی شدن دیواره های سلولی گیاهی – این امر می تواند باعث افزایش کِشت محصول نیشکر تا ۳۰ درصد ٬ بسته به توان آن ٬ شود.
- صنایع صابون‌سازی.
- پاک‌کننده‌های صنعتی.
- صنایع چسب.
- پایدار سازی پراکسید و کنترل خوردگی.
- کاربردهای پتاسیم سیلیکات در تولید روکش یا پوشش الکترود: پس از انتخاب مواد پوشش، آنها را مخلوط کرده و با اضافه کردن مواد چسبنده (چسب شیشه) به صورت خمیر در می‌آورند. از عوامل چسباننده که باعث خمیری شدن و چسبیدن پوشش روی مغزی می گردند، میتوان به سیلیکات سدیم وسیلیکات پتاسیم و یا چسب نشاسته اشاره کرد. سپس این خمیر از طریق اکسترود بر روی میله فولاد کم کربن بصورت یکنواخت پوشانده میشود و پس از خشک کردن در کوره پخته میشود.
- کنترل خوردگی: جهت جداسازی ذرات چربی و معلق نگه داشتن آنها، جلوگیری از خوردگی و به صورت کلی پتاسیم سیلیکات به عنوان محلول بافر کاربرد دارد.
- برای چند قرن هم سیلیکاتهای مایع و هم متاسیلیکات‌ها به عنوان واحد سازنده در صابون‌ها استفاده می‌شوند. سیلیکاتهای مایع در صابون‌های قالبی و آرایشی برای جلوگیری از ترشیدگی اضافه می‌شوند. در انواع رختشویی‌های تجاری و سلف سرویس‌ها، متاسیلیکات‌ها به عنوان سازنده صابون شناخته شده‌اند.
- این ماده تقریباً بصورت کلی برای اتصال فسفر به صورت لوله های تصویر تلویزیونی سیاه و سفید و همچنین در لوله های تلویزیون با طرح رنگ استفاده می شود. این صفحات فسفر با مخلوط کردن فسفر با یک محلول سیلیکات پتاسیم درجه الکترونی و معرفی این مخلوط را در یک لوله تمیز پر از محلول رقیق الکترولیت مانند سیلیکات استرانسیم قرار می دهند. یک ژل در اطراف ذرات فسفر منفرد تشکیل می شود ، سپس آنها به پایین لوله می رسند. مقاومت پیوند فسفر به شیشه تابعی از غلظت های سیلیس ، اکسید پتاسیم و الکترولیت و همچنین آهن های کمیاب ، خلوص آب ، زمان و دمای ته نشینی است. فیلمهای یکنواخت برخلاف سیلیکات سدیم بدست می آیند که به روشی نامنظم و ناهموار متصل می شوند.
- سیلیکات پتاسیم یک ماده فعال است که به عنوان از بین برنده قارچ و حشره کش استفاده میشود.
- سرکوب کننده کنه ها، مگس های سفید و سایر حشرات.
- این ماده برای استفاده در محصولات کشاورزی ، میوه ها ، آجیل ها ، انگورها ، چمن ها و گیاهان زینتی تأیید شده است.
نحوه تولید سیلیکات پتاسیم:
سیلیکاتهای پتاسیم با استفاده از فرایند کلسیمی تولید می شود که ماسه سیلیس (SiO2) و کربنات پتاسیم (K2CO3) را در دمای (۱۱۰۰-۲۳۰۰ ) درجه فارنهایت تا ۱۵ دقیقه ترکیب می کند. این دو ماده به صورت شیشه در می آیند که می تواند با بخار فشار بالا حل شده و مایع شفاف ، کمی چسبناک تشکیل داده و یا خنک شود و به صورت پودر درآید. دی اکسید کربن از این واکنش تکامل یافته است. محلول را می توان خشک کرد و کریستالهای پودری آبدار از پتاسیم سیلیکات تشکیل داد.
مزایایی که استفاده از سیلیکات پتاسیم برای کشاورزان به همراه دارد:
مقاومت در برابر تنش های معدنی را فراهم می کند.
استرس آب و هوایی را کاهش می دهد.
قدرت را بهبود می بخشد.
رشد و عملکرد را افزایش می دهد.
تفاوت سیلیکات سدیم و پتاسیم سیلیکات
محلولهای سیلیکات پتاسیم مشابه محلولهای سیلیکات سدیم است. با این حال ، یک تفاوت قابل توجه این است که محلول های پتاسیم سیلیکات تا حدی چسبناک تر از محلول های سیلیکات سدیم مربوطه در غلظت های برابر هستند. اما مانند سیلیکات سدیم ، ویسکوزیته محلول ها تحت تأثیر نسبت ، غلظت و دما قرار می گیرند.
سیلیکات کلسیم
کلسیم سیلیکات چیست؟
سيليکات کلسيم یک ترکیب شیمیایی با فرمول Ca2SiO4 است که «کلسیل» نیز نامیده می شود. این ماده معمولا با حالت پودری و سيمان مانند موجود است. طول عمر و مقاومت فشاری زیادی دارد.
خاصیت جذب آب فوق العادۀ کلسیل زبانزد است. پوشش سيليکات کلسيم در عین حال که بسیار سبک است، می تواند تا 4 برابر وزن خود آب درون خود نگه دارد.
سیلیکات کلسیم ظاهری سفيد یا خاکستری دارد. همان طور که ذکر شد، کاربرد اصلی آن عايق حرارتی برای عايق کاری مخازن و تانک ها در تأسيسات نفت و گاز است. استاندارد ASTM C533 توضیحات تکمیلی خوبی در مورد سیلیکات کلسیم ارائه داده است.
شرکت الماس پردیسان این محصول را به صورت پودری به بازار های داخلی و جهانی عرضه مینماید.
سیلیکات آلمینیوم
آلومینیوم سیلیکات با فرمول شیمیایی(Al2Sio5) یک ترکیب شیمیایی با شناسه باب کم 10313254 است.
این ماده به طور کلی در دو دسته معدنی و سنتزی تقسیم بندی می شود.نوع معدنی آن به نام کائولین شناخته می شود و برای مصارف مختلف استفاده می شود.نوع سنتزی آن دارای شرایط تولید پیچیده ای است که در دنیا فقط حدود 9 کشور قادر به تولید آن هستند:آمریکا، آلمان، ایتالیا، فرانسه، اسپانیا، بلژيک، چین، هند و ایران .
شکل ظاهری سیلیکات آلومینیوم به صورت پودری سفید رنگ با دانه بندی بسیار ریز است که به دلیل جذب زطوبت بالا در کیسه های ویژه مقاوم به رطوبت هوا بسته بندی می شود.
به طور کلی سیلیکات آلومینیوم در صنعت رنگ و پوشش، صنعت کود و سموم کشاورزی، صنعت مرکب چاپ، صنعت نساجی، صنعت قطعات لاستیکی، صنعت ریخته گری، صنایع کاغذسازی، صنعت لعاب سرامیک، صنعت چینی، صنعت چسب، صنایع فایبرگلاس و سنگ مصنوعی، در صنایع مواد غذایی دام و طیور اعم از پودری و گرانول (برای جلوگیری از کلوخه شدن و چسپیدن ذرات بهم) و در صنایع شوینده در پودرهای شوینده به عنوان آنتی کیک و ضد کلوخه علی‌الخصوص در مناطق مرطوب کاربرد فراوان دارد.
سیلیکات منزیم (تالک)
