Chuyên đề Hóa 12 Cánh Diều Bài 4: Tìm hiểu về công nghiệp silicate có đáp án

* Gạch, ngói:

- Thành phần chủ yếu của gạch, ngói là hỗn hợp các hợp chất của silicon, nhôm, sắt và calcium.

- Tính chất: Gạch, ngói có màu từ đỏ gạch đến nâu do có chứa oxide của sắt. Gạch, ngói đều có một số đặc tính như xốp, ít thấm nước, bền đối với các chất trong môi trường tự nhiên, chịu được nhiệt độ cao. Vì vậy, chúng phù hợp để làm vật liệu xây dựng hay vật liệu để lợp mái các công trình xây dựng.

- Sản xuất: Nguyên liệu chính để sản xuất gạch, ngói gồm đất sét và cát. Quá trình sản xuất gồm các công đoạn chính:

+ Nhào hỗn hợp đất sét, cát và nước thành khối dẻo, sau đó tạo hình và làm khô bằng cách sấy hoặc phơi.

+ Nung đồ vật đã được làm khô trong lò ở khoảng 900 $^{o}$C – 1 000$^{o}$C. Để nguội và thu sản phẩm.

* Xi măng:

Loại xi măng phổ biến là xi măng Portland.

- Xi măng Portland có thành phần chủ yếu là 3CaO.Al$_{2}$O$_{3}$ và một số hợp chất khác như 2CaO.SiO$_{2}$, 3CaO.SiO$_{2}$.

- Tính chất: Xi măng Portland ở dạng bột mịn, có màu lục xám, dễ hút ẩm. Khi trộn với nước, xi măng sẽ đông cứng sau vài giờ.

- Sản xuất xi măng Portland:

Nguyên liệu để sản xuất xi măng Portland gồm đá vôi, đất, quặng sắt, thạch cao và một số phụ gia. Quá trình sản xuất gồm các công đoạn sau:

+ Nghiền hỗn hợp nguyên liệu gồm đá vôi, đất sét, quặng sắt.

+ Nung hỗn hợp nguyên liệu trong lò ở nhiệt độ khoảng 1 400$^{o}$C – 1 600$^{o}$C thu được clinker.

+ Nghiền clinker rồi trộn với bột thạch cao và một số chất phụ gia khác để thu được xi măng Portland màu xám.

* Thuỷ tinh:

- Thành phần: Thuỷ tinh thông thường là hỗn hợp muối silicate của sodium, của calcium và silicon dioxide.

- Tính chất: Khác với nhiều vật liệu khác, khi được đun nóng thuỷ tinh mềm dần rồi mới nóng chảy. Khi giảm dần nhiệt độ, thuỷ tinh lỏng chuyển sang dạng mềm trước khi hoá rắn.

Thuỷ tinh thông thường là chất rắn không màu, trong suốt, giòn, dễ vỡ dưới tác động của lực hay nhiệt. Vật liệu này không bị oxi hoá, không cháy, không hút ẩm, bền trong môi trường acid (trừ hydrofluoric acid).

- Sản xuất thuỷ tinh thông thường:

Nguyên liệu sản xuất thuỷ tinh thông thường là cát trắng, đá vôi và soda. Quá trình sản xuất thuỷ tinh thông thường được tiến hành qua các công đoạn cơ bản sau:

+ Nghiền và phối trộn hỗn hợp nguyên liệu.

+ Nung hỗn hợp nguyên liệu đến nóng chảy ở khoảng 1 400 $^{o}$C.

+ Làm nguội thuỷ tinh nóng chảy, kết hợp với thao tác thổi, uốn hoặc cán, ép để tạo hình sản phẩm.

- Hợp chất là thành phần chính trong thạch cao: CaSO$_{4}$;

- Hợp chất là thành phần chính trong khoáng vật hematite: Fe$_{2}$O$_{3}$.

Công đoạn 3: “Nghiền clinker rồi trộn với bột thạch cao và một số chất phụ gia khác để thu được xi măng Portland màu xám” dễ gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ của người công nhân.

Do công đoạn này phát sinh nhiều bụi mịn.

- Giữa sành và gạch, ngói thì vật liệu sành được sản xuất ở nhiệt độ cao hơn. Cụ thể: Gạch, ngói đã được làm khô được nung trong lò ở nhiệt độ 900 – 1000 $^{o}$C; Còn để tạo đồ vật bằng sành, người ta nung đồ vật đã được làm khô trong lò ở khoảng 1 200 – 1 300 $^{o}$C.

- Giữa sành và gạch, ngói thì vật liệu sành thường có giá thành cao hơn do việc tạo hình các đồ vật bằng sành cũng tỉ mỉ hơn và nhiệt độ nung cũng cao hơn, tốn nhiều nhiên liệu hơn …

Một số biện pháp tiết kiệm năng lượng, giảm ô nhiễm môi trường trong các nhà máy, cơ sở sản xuất đồ gốm và xi măng:

+ Trồng nhiều cây xanh;

+ Cải tiến công nghệ sản xuất hiện đại;

+ Tối ưu hoá vận hành thiết bị;

+ Xử lý nước thải nhà máy, cơ sở sản xuất trước khi xả ra môi trường…

Phát biểu (a), (b) đúng.

Phát biểu (c) sai vì: Xi măng Portland có thành phần chủ yếu là 3CaO.Al$_{2}$O$_{3}$ và một số hợp chất khác như 2CaO.SiO$_{2}$, 3CaO.SiO$_{2}$.

Phát biểu (d) sai vì: Thuỷ tinh thông thường là hỗn hợp muối silicate của sodium, của calcium và silicon dioxide.

Các phát biểu không đúng là: b và c.

Phát biểu b không đúng do sản xuất thuỷ tinh và xi măng không có công đoạn tráng men.

Phát biểu c không đúng do sản xuất thuỷ tinh và xi măng không cần phối trộn nguyên liệu với nước thành khối dẻo trước khi nung.

a) Đồ vật làm bằng thuỷ tinh tương đối cứng nhưng giòn và dễ vỡ. Một số lưu ý khi vận chuyển dụng cụ, đồ dùng làm bằng vật liệu thuỷ tinh:

+ Trước khi vận chuyển đóng gói cẩn thận dụng cụ, đồ dùng làm bằng vật liệu thuỷ tinh (bọc bằng túi bọt khí, xếp trong thùng carton, đồ thuỷ tinh dày đặt dưới, đồ thuỷ tinh mỏng đặt trên, không để các vật cứng, sắc nhọn đè lên …)

+ Trong khi vận chuyển cần nhẹ nhàng, tránh để rơi mạnh hay va đập mạnh…

b) Khi gặp nước xi măng sẽ đông cứng lại chỉ sau vài giờ do đó để bảo quản xi măng trong quá trình sử dụng cần để xi măng ở nơi khô ráo, các bao xi măng cần phải kê trên nền cao hay đặt Balette các mặt đất ít nhất 30 cm và cách tường ít nhất 20 cm. Xếp chồng không quá 10 bao, theo từng lô. Lô nào nhập trước phải dùng trước do xi măng sẽ giảm cường độ sau một thời gian bảo quản.

c) Khi vận chuyển gạch, ngói nên quấn màng nilon hoặc phủ bạt … để bảo dưỡng cho gạch ngói không bị ướt, bị bám bụi, bám bẩn hay trầy xước, đổ vỡ trong quá trình vận chuyển.