Cát silic là gì

Dioxide silic là một hợp chất hóa học còn có tên gọi khác là silica [từ tiếng Latin silex], là một oxide của silic có công thức hóa học là SiO2 và nó có độ cứng cao được biết đến từ thời cổ đại.[1] Phân tử SiO2 không tồn tại ở dạng đơn lẻ mà liên kết lại với nhau thành phân tử rất lớn. Silica có hai dạng cấu trúc là dạng tinh thể và vô định hình [2]. Trong tự nhiên silica tồn tại chủ yếu ở dạng tinh thể hoặc vi tinh thể [thạch anh, triđimit, cristobalit, cancedoan, đá mã não], đa số silica tổng hợp nhân tạo đều được tạo ra ở dạng bột hoặc dạng keo và có cấu trúc vô định hình [silica colloidal][3]. Một số dạng silica có cấu trúc tinh thể có thể được tạo ra ở áp suất và nhiệt độ cao như coesit và stishovit.
Silica được tìm thấy phổ biến trong tự nhiên ở dạng cát hay thạch anh, cũng như trong cấu tạo thành tế bào của tảo cát. Nó là thành phần chủ yếu của một số loại thủy tinh và chất chính trong bê tông. Silica là một khoáng vật phổ biến trong vỏ Trái Đất.
Trong điều kiện áp suất thường, silica tinh thể có 3 dạng thù hình chính, đó là thạch anh, triđimit và cristobalit. Mỗi dạng thù hình này lại có hai hoặc ba dạng thứ cấp: dạng thứ cấp α bền ở nhiệt độ thấp và dạng thứ cấp β nhiệt độ cao. Ba dạng tinh thể của silica có cách sắp xếp khác nhau của các nhóm tứ diện SiO4 ở trong tinh thể. Ở thạch anh α, góc liên kết Si-O-Si bằng 150°, ở tridimit và cristobalit thì góc liên kết Si-O-Si bằng 180°. Trong thạch anh, những nhóm tứ diện SiO4 được sắp xếp sao cho các nguyên tử Si nằm trên một đường xoắn ốc quay phải hoặc quay trái, tương ứng với α-thạch anh và β-thạch anh. Từ thạch anh biến thành cristobalit cần chuyển góc Si-O-Si từ 150° thành 180°, trong khi đó để chuyển thành α-tridimit thì ngoài việc chuyển góc này còn phải xoay tứ diện SiO4 quanh trục đối xứng một góc bằng 180°.
Silica có thể được tổng hợp [điều chế] ở nhiều dạng khác nhau như silica gel, silica khói [fumed silica], aerogel, xerogel, silica keo [colloidal silica]... Ngoài ra, silica NanospringsTM được sản xuất bởi phương pháp hơi lỏng-rắn ở nhiệt độ thấp bằng với nhiệt độ phòng.[4]

Silic dioxide
Danh pháp IUPACSilicon dioxideTên khácSilicat
thạch anhNhận dạngSố CAS7631-86-9Thuộc tínhCông thức phân tửSiO2Khối lượng mol60,0843 g/molBề ngoàiBột trắngKhối lượng riêng2,634 g/cm³Điểm nóng chảy1.650[±75] °C Điểm sôi2.230 °C Độ hòa tan trong nước0,012 g/100 mLCấu trúcCấu trúc tinh thểXem văn bảnHình dạng phân tửTuyến tính [pha khí]Nhiệt hóa họcCác nguy hiểmChỉ mục EUKhông liệt kêNguy hiểm chínhHít phải bột mịn có thể gây tổn thương đường hô hấpĐiểm bắt lửaKhông cháyCác hợp chất liên quanAnion khácSulfide silicCation khácDioxide cacbon
Dioxide germani
Dioxide thiếc
Dioxide chìCác oxide silic liên quanMônoxide silicHợp chất liên quanAcid silicic
"Silica gel"

Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng [ở 25 °C [77 °F], 100 kPa].

Tham khảo hộp thông tin

Silica thường được dùng để sản xuất kính cửa sổ, lọ thủy tinh. Phần lớn sợi quang học dùng trong viễn thông cũng được làm từ silica. Nó là vật liệu thô trong gốm sứ trắng như đất nung, gốm sa thạch và đồ sứ, cũng như xi măng Portland.

Bên cạnh đó, nhờ vào nhiều đặc tính nổi bật bao gồm: tính tương thích sinh học, tính trơ, diện tích bề mặt lớn và khả năng thanh thải,... mà vật liệu silica được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như phân phối thuốc/gen[5], cảm biến sinh học, điều trị ung thư và sản xuất vaccine [đang nghiên cứu].

Đioxide silic có thể tác dụng với kiềm và oxide base tạo thành muối silicat ở nhiệt độ cao

Đioxide silic không phản ứng được với nước.

Đioxide silic phản ứng với acid flohidric [HF] theo phương trình:

SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O

SiO2 + 6HF[đặc] → H2SiF6 + 2H2O

Dù silica phổ biến trong tự nhiên nhưng người ta cũng có thể tổng hợp được theo nhiều cách khác nhau:

  • Bằng cách cho silic phản ứng với oxi ở nhiệt độ cao:[theo sgk hóa 9]
Si [r] + O2 [k] → SiO2 [r]

[phương pháp này thường được áp dụng để phủ lớp SiO2 trên bề mặt silic]

  • Phương pháp phun khói [thủy phân silic halogel ở nhiệt độ cao với oxy và Hydro]
2H2 + O2 + SiCl4 → SiO2 + 4HCl
  • Phương pháp kết tủa [Cho thủy tinh lỏng phản ứng với 1 acid [vô cơ].
Na2SiO3 + H+ → 2Na+ + SiO2 + H2O
  • Phương pháp sol-gel [Thủy phân một alkoxysilan với xúc tác base hoặc acid][6]
Si[OR]4 + 2H2O → SiO2 + 4ROH

  1. ^ Lynn Townsend White, Jr. [Spring, 1961]. "Eilmer of Malmesbury, an Eleventh Century Aviator: A Case Study of Technological Innovation, Its Context and Tradition", Technology and Culture 2 [2], tr. 97-111 [100].
  2. ^ Hoàng Nhâm [2000], Hóa học vô cơ tập 2, Nhà xuất bản Giáo dục Hà Nội, tr. 134
  3. ^ R.N. Rothon, Particulate-Filled Polymer Composites, Published by Rapra Technology Limited, Shrewsbury, UK [2003]
  4. ^ Lidong Wang,D Major, P Paga, D Zhang, M G Norton, D N McIlroy. “High yield synthesis and lithography of silica-based nanospring mats”. Nanotechnology. 17: S298–S303. doi:10.1088/0957-4484/17/11/S12.Quản lý CS1: nhiều tên: danh sách tác giả [liên kết]
  5. ^ Hosseinpour, Sepanta; Walsh, Laurence J.; Xu, Chun [2020]. “Biomedical application of mesoporous silica nanoparticles as delivery systems: a biological safety perspective”. Journal of Materials Chemistry B [bằng tiếng Anh]. 8 [43]: 9863–9876. doi:10.1039/D0TB01868F. ISSN 2050-750X.
  6. ^ Chruściel J., Ślusarski L. [2003], "Synthesis of nanosilica by the sol-gel method and its activity toward polymers", Materials Science, 21[4], 461-469

  • R. K. Iler, The Chemistry of Silica [ISBN 0-471-02404-X]
  • Sol-gel
  • Vật lý thủy tinh
  • Bán dẫn thủy tinh
  • Amorphous carbonia
  • Fused silica
  • Silic carbid
  • Mesoporous silica
  • Diatomaceous earth - khai thác mỏ diatom hóa thạch, sản phẩm chủ yếu là silica, chúng thường được sử dụng giống như silica nguyên chất.
  • Thạch anh
Wikimedia Commons có thêm hình ảnh và phương tiện truyền tải về Silic dioxide.
  • Tridymit, Thẻ an toàn hóa chất quốc tế 0807
  • Thạch anh, Thẻ an toàn hóa chất quốc tế 0808
  • Cristobalit, Thẻ an toàn hóa chất quốc tế 0809
  • amorphous, NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
  • crystalline, as respirable dust,NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
  • Formation of silicon oxide layers in the semiconductor industry. LPCVD and PECVD method in comparison. Stress prevention.
  • Quartz SiO2 piezoelectric properties Lưu trữ 2008-05-09 tại Wayback Machine
  • Silica[SiO2]

  Bài viết về chủ đề hóa học này vẫn còn sơ khai. Bạn có thể giúp Wikipedia mở rộng nội dung để bài được hoàn chỉnh hơn.

  • x
  • t
  • s

  •   “silica” . Encyclopædia Britannica [ấn bản 11]. 1911.

Lấy từ “//vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Silic_dioxide&oldid=65410020”

Silica sand – cát silica chất lượng cao. Chúng tôi chuyên sản xuất, silca sand [...]

[Xây dựng] - Bộ Xây dựng vừa đề xuất Chính phủ cho phép tiếp tục xuất khẩu cát trắng silic đã qua chế biến đến thời điểm ban hành Thông tư sửa đổi Thông tư số 04/2012/TT-BXD của Bộ Xây dựng về hướng dẫn xuất khẩu khoáng sản làm VLXD.

Xuất khẩu cát silic qua chế biến

Theo Bộ Xây dựng, các sản phẩm cát xuất khẩu gồm: Cát trắng silic đã qua chế biến làm nguyên liệu cho sản xuất thủy tinh và kính xây dựng, cát trắng silic đã qua chế biến làm khuôn đúc [bọc nhựa, không bọc nhựa], bột cát thạch anh mịn và siêu mịn, cát vàng đã qua chế biến làm khuôn đúc, cát tiêu chuẩn sử dụng cho phòng thí nghiệm. Đây đều là các sản phẩm có giá trị cao hơn nhiều lần so với cát khai thác ở trạng thái nguyên khai và có giá xuất khẩu cao hơn so với giá bán tại thị trường trong nước.

Đề xuất trên của Bộ Xây dựng là giải pháp trước mắt đối với các hợp đồng ký còn hiệu lực đến thời điểm ban hành Thông tư sửa đổi Thông tư số 04/2012/TT-BXD của Bộ Xây dựng về hướng dẫn xuất khẩu khoáng sản làm VLXD. Việc xuất khẩu phải đảm bảo yêu cầu về nguồn gốc xuất xứ của khoáng sản, có giấy phép khai thác còn hiệu lực do cơ quan có thẩm quyền cấp. Sản phẩm xuất khẩu đã qua chế biến, đảm bảo tiêu chuẩn xuất khẩu theo Thông tư 04/2012/TT-BXD.

Bộ Xây dựng cũng đề xuất tiếp tục chủ trương không xuất khẩu đối với cát xây dựng và cát nhiễm mặn, cho phép nhập khẩu cát xây dựng từ nước ngoài, hạn chế khai thác trái phép cát, sỏi lòng sông.

Bên cạnh đó, kiến nghị Chính phủ giao Bộ Xây dựng rà soát và ban hành Thông tư bổ sung, sửa đổi Thông tư số 04/2012/TT-BXD theo hướng dừng xuất khẩu khoáng sản cát trắng silic dạng thô chưa qua chế biến và cát sơ tuyển; tiếp tục cho xuất khẩu các sản phẩm đã qua chế biến sâu, cát nghiền siêu mịn, cát làm khuôn đúc có giá trị kinh tế cao, đồng thời phối hợp với các cơ quan liên quan tổ chức kiểm tra, đánh giá tình hình đầu tư và hoạt động sản xuất kinh doanh của các DN khai thác, chế biến cát trắng silic.

Về lâu dài, đề nghị Bộ TN&MT chủ trì phối hợp với Bộ Xây dựng đẩy nhanh tiến độ thực hiện Đề án đánh giá tổng thể tiềm năng tài nguyên khoáng sản cát trắng ven biển Việt Nam làm cơ sở cho việc đánh giá và lập quy hoạch tổng thể khoáng sản cát trắng silic cũng như khoáng sản làm VLXD trên toàn quốc.

Các địa phương có tiềm năng về tài nguyên khoáng sản cát trắng ven biển, trong quá trình phê duyệt quy hoạch khu đô thị, khu công nghiệp, khu du lịch sinh thái trên địa bàn cần nghiêm túc thực hiện lấy ý kiến cơ quan liên quan theo quy định của Luật Khoáng sản và Luật Quy hoạch đô thị, nhằm tránh chồng lấn giữa các quy hoạch, đặc biệt là để không làm ảnh hưởng đến việc thu hồi khoáng sản cát trắng để quản lý, bảo vệ, khai thác, sử dụng hợp lý, tiết kiệm và hiệu quả.

Tiêu thụ trong nước là chủ yếu

Theo Vụ VLXD, toàn quốc hiện có khoảng 1,4 tỷ tấn cát trắng silic, các mỏ tập trung chủ yếu ở các tỉnh duyên hải ven biển miền Trung và Nam Trung bộ. Đây là khoáng sản làm VLXD chủ yếu thuộc Quy hoạch thăm dò, khai thác, chế biến và sử dụng khoáng sản làm VLXD ở Việt Nam đến năm 2020.

Tính đến hết năm 2016, Bộ TN&MT đã cấp 15 giấy phép khai thác khoáng sản silic với tổng trữ lượng là 137 triệu tấn, công suất 3,58 triệu tấn/năm. Tuy nhiên, sản lượng khai thác và chế biến thực tế hằng năm khoảng 1,1 triệu tấn. Các sản phẩm sau khai thác, tiêu thụ trong nước 70%, xuất khẩu 30%, phục vụ làm nguyên liệu cung cấp cho các nhà máy sản xuất thủy tinh, kính xây dựng, làm men sứ, gạch ốp lát…

Khối lượng xuất khẩu cát silic [gồm cát trắng, cát vàng], của năm 2015 là hơn 406 nghìn tấn, của năm 2016 là 422,8 nghìn tấn, của 9 tháng đầu năm 2017 là xấp xỉ 400 nghìn tấn. Trong đó, tỷ trọng cát trắng làm nguyên liệu sản xuất thủy tinh và kính xây dựng là lớn nhất khoảng 55%, bột cát thạch anh mịn và siêu mịn chiếm hơn 30%, cát làm khuôn đúc chiếm 14%.

Các nước đang nhập khẩu cát silic của Việt Nam là Hàn Quốc, Nhật Bản, Đài Loan, Thái Lan, Singapore, Malaysia, Philippines… Trong đó, Hàn Quốc là nước nhập khẩu nhiều nhất với khối lượng hằng năm chiếm hơn 50%, đứng thứ 2 là Nhật Bản. Các DN đang sử dụng cát trắng nhập khẩu từ Việt Nam đều là các Tập đoàn lớn trên thế giới như Samsung, LG, Doosan, Nippon Sheet Glass, Union Glass, Ocean Glass…

Các DN Việt Nam tham gia vào thị trường này đã đầu tư dây chuyền chế biến sàng tuyển hiện đại, hoàn chỉnh. Thị trường trong nước cũng chưa tiêu thụ hết lượng cát trắng silic đã qua khai thác, chế biến, mặc dù sản lượng khai thác, chế biến hiện nay mới chỉ bằng khoảng 1/3 so với công suất khai thác theo giấy phép được cấp.

Trong khi đó, theo ý kiến của các tập đoàn sản xuất trên thế giới cũng như Công hàm của Đại sứ quán các nước Hàn Quốc và Nhật Bản tại Việt Nam, văn bản của Phòng Thương mại và Công nghiệp Việt Nam [VCCI]…, việc dừng xuất khẩu tức thì sản phẩm cát trắng của Việt Nam sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động sản xuất của các DN nước ngoài đang sử dụng cát trắng từ Việt Nam. Đồng thời, khi các DN Việt Nam đơn phương dừng hợp đồng xuất khẩu sẽ bị các khách hàng kiện ra Tòa án kinh tế quốc tế và sẽ bị phạt do vi phạm hợp đồng đã ký, gây thiệt hại lớn về kinh tế cho DN hai bên và có thể gây ảnh hưởng đến quan hệ hợp tác của Việt Nam với các nước.

Theo Bộ Xây dựng, tổng khối lượng tiêu thụ cát silic sử dụng làm nguyên liệu cho sản xuất thủy tinh và kính xây dựng [cho 7 nhà máy sản xuất kính hiện có với công suất 240 triệu m2 kính QTC/năm] khoảng 650 nghìn tấn/năm; sử dụng cho các lĩnh vực khác khoảng 100 nghìn tấn/năm. Giai đoạn từ 2018 - 20120 sẽ có thêm 6 dự án sản xuất kính mới đang được đầu tư với công suất 217 triệu m2 QTC/năm dần đi vào hoạt động và đến năm 2020 tổng công suất thiết kế sẽ tăng lên 457 triệu m2 QTC/năm, tương ứng với nhu câu cát tắng sử dụng làm nguyên liệu cho sản xuất kính vào khoảng 1,3 triệu tấn/năm. Với năng lực khai thác, chế biến hiện có thì hoàn toàn đáp ứng nhu cầu nguyên liệu cát trắng cho lĩnh vực này từ nay đến năm 2020.

Link gốc:

Video liên quan

Chủ Đề