Question

Получение стекла, цемента, керамических изделий, железо-бетона в промышлннности

Answer 1

Сырьём для керамического производства служат различного рода глины. Глины характеризуются рядом свойств, которые учитываются при их промышленном использовании: пластичностью, воздушной и огневой усадкой, пористостью, огнеупорностью, спеканием, гидроскопичностью и набуханием, адсорбционными свойствами, связующей способностью, вспучиванием, зыбкостью и гидрофильностью. С учетом свойств и состава глин, обусловливающих их использование, можно выделить следующие группы: 1) каолины, 2) огнеупорные и тугоплавкие глины, 3) высокосорбирующие глины (отбеливающие) , 4) легкоплавкие глины. Каолин также идет на изготовление фарфоровых изделий.

Диоксид кремния - основа для получения кремния, производства обыкновенного и кварцевого стекла, а также необходимый компонент керамики и абразивных материалов.

Сырьем в цементном производстве служит смесь глины с известняком. Применяют и природный мергель (глинистый известняк) , если он по составу удовлетворяет требованиям цементного производства. Основной химический процесс при производстве цемента - спекание при 1200 - 1300 оС смеси глины с известняком, приводящий к образованию силикатов и алюминатов кальция.

Сырьем в стекольном производстве служат кремнезем SiO2 и силикаты щелочных и щелочноземельных металлов. Состав стекла в общем виде может быть представлен формулой: xЭ2О. уЭО. zSiO2, где Э2О – окисел щелочного металла (Na2O, K2O, Li2O и др.) ; ЭО - окисел щелочноземельного металла (СаО, MgO, BaO) и SiO2 – кислотный окисел (кремневый ангидрид) . Окислы щелочной группы понижают вязкость и температуру плавления стекла, а также его твердость. Окислы щелочноземельной группы повышают химическую стойкость стекла, а окислы кислотной группы (SiO2, а иногда Al2O3, B2O3, P2O5 и др. ) сообщают высокую термическую, химическую и механическую стойкость.
Производство стекла состоит из следующих процессов: подготовка сырьевых компонентов, получения шихты, варки стекла, охлаждения стекломассы, формования изделий, их отжига и обработки (термической, химической, механической) .
Процесс стекловарения условно разделяют на несколько стадий: силикатоообразование, стекловарение, осветление, гомогенизацию и охлаждения («студку») .

Нетрудно понять, что в будущем применение силикатов станет еще большим. Металлов в земной коре не так уж много. Углерод, который служит основой органических полимеров и пластмасс, составляет всего лишь 0,1% земной коры по массе. Производство древесины ограничено скоростью прироста леса. А использование силикатов практически не ограничено ничем. По силикатному сырью, можно сказать, мы ходим. Правда имеется существенный недостаток у силикатных изделий. Они обладают большой хрупкостью, но этот недостаток в принципе преодолим. Ведь изобрели же японцы небьющийся фарфор. А на сковородках из мелкокристаллического стекла – ситалла еще двадцать лет назад жарили картошку. Прочность таких сковородок близка к чугунным, и бьются они значительно меньше, чем обычное стекло.
Впрочем, о силикатах можно говорить бесконечно. Сведений о них так много, что химия силикатов давно выделилась в большую самостоятельную отрасль химического знания.

Answer 2

Получение стекла в промышленности

Стекло производится путем плавления смеси различных компонентов, таких как песок (кварц), сода и известь, при высокой температуре. Процесс получения стекла включает несколько этапов:

1. Подготовка сырья: Сырье для производства стекла, такое как песок, сода и известь, сначала подвергается обработке. Они могут быть помолены и смешаны в определенных пропорциях для получения нужного состава стекла.

2. Плавление: Подготовленная смесь сырья загружается в печь и нагревается до очень высокой температуры, обычно свыше 1500°C. При такой высокой температуре смесь плавится и становится текучей массой.

3. Формование: Текучая масса стекла может быть вынута из печи и помещена в форму, где она охлаждается и принимает нужную форму. Формование может происходить с использованием различных методов, таких как выдувание, прессование или литье.

4. Охлаждение и закалка: После формования стекло охлаждается, чтобы зафиксировать его форму. Затем оно может быть подвергнуто процессу закалки, который придает ему дополнительную прочность и устойчивость к разрушению.

Источник 5 указывает, что процесс получения стекла включает плавление смеси компонентов, таких как песок, сода и известь, при температуре свыше 1500°C. Затем текучая масса стекла формируется и охлаждается, чтобы зафиксировать форму.

Получение цемента в промышленности

Цемент является основным компонентом бетона и используется в строительстве. Процесс получения цемента включает следующие этапы:

1. Добыча сырья: Главными компонентами цемента являются известняк и глина. Эти материалы добываются из природных источников, таких как карьеры и шахты.

2. Подготовка сырья: Известняк и глина подвергаются дроблению и перемешиванию в определенных пропорциях. Это позволяет получить однородную смесь сырья.

3. Обжиг: Подготовленная смесь сырья подвергается обжигу вращающейся печи при очень высокой температуре, примерно 1450°C. В результате обжига происходит химическая реакция, называемая кальцинированием, при которой сырье превращается в клинкер - основной компонент цемента.

4. Измельчение: Полученный клинкер измельчается в порошок. Добавляются также определенные добавки, которые могут улучшить свойства цемента, такие как регулирование времени затвердевания или улучшение прочности.

5. Упаковка и хранение: Измельченный цемент упаковывается в мешки или хранится в специальных контейнерах до использования.

Источник 5 указывает, что процесс получения цемента включает добычу сырья, подготовку сырья, обжиг, измельчение и упаковку.

Получение керамических изделий в промышленности

Керамические изделия производятся из глины или других керамических материалов. Процесс получения керамических изделий включает следующие этапы:

1. Подготовка сырья: Глина или другие керамические материалы подвергаются обработке, включая очистку, измельчение и смешивание. Это позволяет получить однородную смесь сырья.

2. Формование: Подготовленная смесь сырья может быть сформована в нужную форму. Формование может происходить с использованием различных методов, таких как литье, прессование или ручное моделирование.

3. Сушка: Сформованные изделия подвергаются сушке, чтобы удалить излишнюю влагу. Это может происходить естественным путем или с использованием специальных сушильных печей.

4. Обжиг: Сухие изделия подвергаются обжигу в печи при высокой температуре. Обжиг приводит к изменению структуры материала и придает ему прочность и твердость.

5. Глазурование и декорирование (по желанию): После обжига керамические изделия могут быть покрыты глазурью или декорированы для придания им дополнительной эстетической привлекательности.

Источник 5 указывает, что процесс получения керамических изделий включает подготовку сырья, формование, сушку, обжиг и, по желанию, глазурование и декорирование.

Получение железо-бетона в промышленности

Железо-бетон, или бетон с арматурой, является одним из наиболее распространенных строительных материалов. Он состоит из бетона, который является композитным материалом из цемента, песка, щебня и воды, и арматуры, которая обычно представляет собой стальные стержни или сетку.

Процесс получения железо-бетона включает следующие этапы:

1. Подготовка формы: Форма, в которой будет заливаться бетон, готовится заранее. Это может быть опалубка, которая создает нужную форму и поддерживает бетон во время затвердевания.

2. Подготовка арматуры: Стальные стержни или сетка, которые будут использоваться в качестве арматуры, подготавливаются заранее. Они могут быть изготовлены согласно требованиям проекта.

3. Заливка бетона: Подготовленная смесь бетона (цемент, песок, щебень и вода) заливается в подготовленную форму. В этот момент также добавляется арматура, которая придает бетону дополнительную прочность