Teorija

Silikātrūpniecība

Silikātrūpniecība ir rūpniecības nozare, kurā izmanto dažādus silīcija savienojumus, tās galvenās izejvielas ir smiltis un māls.


silikati_iedalijums.PNG

Stikla ražošana

Izejvielas.
Smiltis SiO2, kaļķakmens CaCO3, nātrija karbonāts Na2CO3, nātrija sulfāts Na2SO4.

Palīgmateriāli:
1) dzidrinātāji (amonija nitrāts, sulfāts vai hlorīds, arī As2O3);
2) atkrāsotāji (NaNO3, As2O3 oksidē dzelzi (II) par dzelzi (III), kas stiklu iekrāso 10 reizes vājāk; selēna savienojumi, mangāna, kobalta, niķeļa oksīdi, kuri stikla krāsu papildina līdz baltai);
3) krāsotāji (CoO - zila krāsa, MnO - bāli dzeltena, Mn2O3- violeta, Cr2O3- zaļgandzeltena, CdS - dzeltena, Cu - sarkana, Ag - dzeltena, Au - sarkana);
4) blāvotāji (CaF2, Na3[AlF6], Na2[AuF6] blāvstikla un pienstikla iegūšanai);
5) kurināmais vai elektroenerģija augstas temperatūras radīšanai stikla kausēšanas krāsnīs.

Process.
Stikla kausēšanas krāsnīs jau 900°C temperatūrā no izejvielām sāk veidoties silikāti:
Na2CO3+CaCO3+6SiO2Na2OCaO6SiO2+2CO2
Temperatūrai paaugstinoties līdz 1200 °C, silīcija dioksīda pārākums izšķīst šajos silikātos. Taču stikla masa šādos apstākļos satur vēl daudz ieslēgtas gāzes. Tāpēc masu uzsilda līdz 1400 - 1500 °C. Masas viskozitāte stipri samazinās, un no tās izdalās gāzes. Kad masa kļuvusi dzidra, tās temperatūru pazemina līdz aptuveni 1200 °C, jo augstākā temperatūrā tā ir pārāk šķidra izstrādājumu veidošanai. Izstrādājumus veido ar vilkšanas, pūšanas, presēšanas vai liešanas paņēmieniem. Atdzesētos izstrādājumos ir ievērojami lieli iekšējie spriegumi un tie viegli plīst, tāpēc izstrādājumus atlaidina - uzkarsē līdz apmēram 630 °C, zināmu laiku iztur šajā temperatūrā un tad lēni atdzesē.
Ja ražošanas procesā stikla sastāvā ir ievadīts svina oksīds PbO, tad produktu sauc par kristālstiklu. Tam ir palielināta gaismas laušanas spēja. Mainot stikla sastāvdaļu attiecības un ievadot tajā vēl dažus citus elementus, stikla īpašības var mainīt diezgan plašās robežās. 

Atsauce:
1. Jansons E., Bergmanis U., Meirovics I., Vītols P. Ķīmija, rokasgrāmata skolēniem. Rīga: Zvaigzne, 1994, 563 - 565 lpp.
2. [saite]: http://www.dzm.lu.lv/kim/IT/K_12/default.aspx@tabid=21&id=540.html