hóa lý silicat đề tài: đất sét

Đề tài: Đất sét
Danh sách nhóm:
1. NGUYỄN HOÀNG LINH
2. VÕ PHONG
3. NGUYỄN TRÍ THẮNG
4. NGUYỄN CHÍ LINH
5. NGUYỄN PHƯỚC QUÝ THÀNH
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM
KHOA: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
Hóa lý Silicat
Mục lục

I. Khái niệm

II. Tồn tại

III. Thành phần hóa học

IV. Tính chất

V. Ứng dụng
Khoáng vật phyllosilicat
nhôm ngậm nước
Khoáng vật phyllosilicat
nhôm ngậm nước
I. Khái niệm
•
Khoáng vật phyllosilicat nhôm ngậm
nước
•

Đường kính hạt nhỏ hơn 2 μm
•
Bao gồm các loại khoáng chất
phyllosilicat giàu các ôxít và hiđrôxít của
silic và nhôm và 1 lượng nước tham gia
vào cấu trúc
O
Đất sét thường tồn tại ở dạng hợp chất như: khoáng vật phyllosilicat nhôm
ngậm nước, kaolinit, montmorillonit-smectit, illit và chlorit.
II. TỒN TẠI
Khoáng vật phyllosilicat
nhôm ngậm nước
illit
II. TỒN TẠI
II. TỒN TẠI
Đất sét trắng- Quảng Ninh
Đất sét trắng- Quảng Ninh
Sét tồn tại ở 3 dạng: loại sét
vàng, đỏ có khi xám đen, pha
đất thịt và cát mịn nằm ở các
cồn cát.
Sét tồn tại ở 3 dạng: loại sét
vàng, đỏ có khi xám đen, pha
đất thịt và cát mịn nằm ở các
cồn cát.
II. TỒN TẠI
•
Loại sét xám xanh nằm ở khu
vực nước lợ, có độ co nhót cao.
Loại sét gốm sứ nằm thành vỉa

màu trắng dẻo, xuất hiện ở
những trũng giữa hai giồng cát,
do đồng thủy triều tạo nên.
Sét xám xanh
•
Đặc trưng là nhóm caolinit có công thức hoá
học là Al
2
O
3
.2SiO
2
.2H
2
O.
•
Tính chất:
-
Hầu như không trương nở
-
Độ dẻo kém.
-
Khả năng trao đổi ion yếu
III. Thành phần hóa học
Cấu trúc tinh thể
kaolinite
Thành phần hóa học
•
Nhóm Montmorillonit, với công thức hóa học
(Na,Ca)

0,33
(Al,Mg)
2
Si
4
O
10
(OH)
2
·nH
2
O.
Montmorillonit
Montmorillonit
•
Tính chất:
+ Hấp thụ nước mạnh, dễ trương nở
+ Độ phân tán cao, hạt mịn  độ dẻo rất
lớn
•
Nhóm môntmôrilônit
(Al
2
O
3
.4SiO
2
.H
2
O+nH

2
O).
Do có sự thay thế đồng hình, nên
môntmôrilônit thường chứa các cation
Fe
2+
, Fe
3+
, Ca
2+
, Mg
2+
với hàm lượng
khá lớn
•
Tính chất:
+ Hấp thụ nước mạnh, dễ trương nở
+ Độ phân tán cao, hạt mịn  độ dẻo rất
lớn
III. Thành phần hóa học
Mạng lưới mônmôrilônit
•
Nhóm khoáng chứa alkali (còn gọi là illit hay mica):

Illit hay mica ngậm nước là những khoáng chính trong
nhiều loại đất sét. Các dạng mica ngậm nước thường gặp
là:

Muscôvit : K
2

O.3Al
2
O
3
.6SiO
2
.2H
2
O

Biôtit :
K
2
O.4MgO.2Al
2
O
3
.6SiO
2
. H
2
O
III. Thành Phần Hóa Học
Khoáng illit
IV. Tính chất
1. Thành phần hạt
1. Thành phần hạt
3. Tính dẻo
3. Tính dẻo
4. Tính co ngót

5. Sự biến đổi của đất sét khi nung
6. Sự tương tác giữa các hạt sét
2.Khả năng trương nở thể tích và hấp
phụ trao đổi ion
2.Khả năng trương nở thể tích và hấp
phụ trao đổi ion
1. Thành phần hạt
1. Thành phần hạt
IV. Tính chất
Thành phần và kích thước hạt có tác
dụng rất lớn đến khả năng hấp phụ trao
đổi ion, tính dẻo, độ co khi sấy, cường độ
mộc cũng như diễn biến tính chất của
khoáng đó theo nhiệt độ nung
Thành phần và kích thước hạt có tác
dụng rất lớn đến khả năng hấp phụ trao
đổi ion, tính dẻo, độ co khi sấy, cường độ
mộc cũng như diễn biến tính chất của
khoáng đó theo nhiệt độ nung
Đồ gốm
Đồ gốm
IV. Tính chất
2.Khả năng trương nở thể tích và hấp phụ trao đổi ion
2.Khả năng trương nở thể tích và hấp phụ trao đổi ion
- Tính chất này của đất sét chủ yếu là do cấu trúc tinh thể của các đơn khoáng của
nó quyết định
- Các silicat 2 lớp (caolinit): sự hấp phụ trao đổi cation trước hết và chủ yếu xảy ra
ở các mặt cơ sở chứa SiO
2
bên ngoài của các cạnh tinh thể

- Các silicat 3 lớp (mônmôrilônit): đại lượng hấp phụ trao đổi ion lớn do sự thay
thế đồng hình xảy ra đồng thời cả trong lớp tứ diện và bát diện
- Tính chất này của đất sét chủ yếu là do cấu trúc tinh thể của các đơn khoáng của
nó quyết định
- Các silicat 2 lớp (caolinit): sự hấp phụ trao đổi cation trước hết và chủ yếu xảy ra
ở các mặt cơ sở chứa SiO
2
bên ngoài của các cạnh tinh thể
- Các silicat 3 lớp (mônmôrilônit): đại lượng hấp phụ trao đổi ion lớn do sự thay
thế đồng hình xảy ra đồng thời cả trong lớp tứ diện và bát diện
IV. Tính chất
- Tính dẻo là do đất sét có cấu tạo dạng lớp, có khả năng trao đổi ion và hấp thụ nước
( đưa thêm hình ảnh về tính dẻo)
- Các lớp nước càng xa đất sét thì lực liên kết càng yếu, nhất là lớp nước tự do ngoài
cùng. Màng nước này làm các lớp đất sét trượt tương đối lên nhau dưới tác dụng của
ngoại lực làm đất sét có tính dẻo
- Tính dẻo là do đất sét có cấu tạo dạng lớp, có khả năng trao đổi ion và hấp thụ nước
( đưa thêm hình ảnh về tính dẻo)
- Các lớp nước càng xa đất sét thì lực liên kết càng yếu, nhất là lớp nước tự do ngoài
cùng. Màng nước này làm các lớp đất sét trượt tương đối lên nhau dưới tác dụng của
ngoại lực làm đất sét có tính dẻo
3. Tính dẻo
3. Tính dẻo
IV. Tính chất
4. Tính co ngót
-
Độ co là độ giảm kích thước và thể tích của
đất sét khi sấy khô và nung. Độ co rút được
tính bằng phần trăm so với kích thước ban
đầu.

-
Hiện tượng co ngót thường đi đôi với các
hiện tượng nứt, tách, cong vênh.
-
Độ co là độ giảm kích thước và thể tích của
đất sét khi sấy khô và nung. Độ co rút được
tính bằng phần trăm so với kích thước ban
đầu.
-
Hiện tượng co ngót thường đi đôi với các
hiện tượng nứt, tách, cong vênh.
IV. Tính chất
IV. Tính chất
5. Sự biến đổi của đất sét khi nung
Khi nung nóng xảy ra các hiên tượng chính sau đây:
- Biến đổi thể tích kèm theo mất nước lý học.
- Biến đổi thành phần khoáng bao gồm mất nước hoá học, biến đổi cấu trúc tinh
thể khoáng cũ (kể cả biến đổi thù hình).
- Các cấu tử phản ứng với nhau để tạo ra pha mới.
- Hiện tượng kết khối
IV. Tính chất
Diễn biến các hiện tượng xảy ra khi nung đất sét:
130
0
C: nước bay hơi, đất sét co lại
200450
0
C: Fe
2
O

3
 FeO
500550
0
C: kaolinit chuyển thành metakaolinit (Al
2
O
3.
2SiO
2
) làm đất sét mất tính dẻo.
550880
0
C: metakaolinit bị phân hủy thành Al
2
O
3
và SiO
2
920980
0
C:Al
2
O
3
+SiO
2
 Al
2
O

3
.SiO
2
CaCO
3
 CaO + CO
2
1000 1200
0
C: Al
2
O
3
.SiO
2
 3Al
2
O
3.
2SiO
2
Diễn biến các hiện tượng xảy ra khi nung đất sét:
130
0
C: nước bay hơi, đất sét co lại
200450
0
C: Fe
2
O

3
 FeO
500550
0
C: kaolinit chuyển thành metakaolinit (Al
2
O
3.
2SiO
2
) làm đất sét mất tính dẻo.
550880
0
C: metakaolinit bị phân hủy thành Al
2
O
3
và SiO
2
920980
0
C:Al
2
O
3
+SiO
2
 Al
2
O

3
.SiO
2
CaCO
3
 CaO + CO
2
1000 1200
0
C: Al
2
O
3
.SiO
2
 3Al
2
O
3.
2SiO
2

5. Sự biến đổi của đất sét khi nung
IV. Tính chất
Sự kết hợp các khoáng vật sét và các lớp
nước hấp phụ trên bề mặt hạt tạo nên các đặc
trưng vật lý cơ bản của cấu trúc đất.
Hạt sét có thể đẩy nhau, quá trình này phụ
thuộc vào nồng độ ion, khoảng cách giữa các
hạt và một số nhân tố khác.

Hóa tính, lực tĩnh điện… điện thế tỷ lệ
nghịch với khoảng cách từ bề mặt khoáng
vật sét
Hóa tính, lực tĩnh điện… điện thế tỷ lệ
nghịch với khoảng cách từ bề mặt khoáng
vật sét
V. Ứng Dụng Của Đất Sét
Tạo nguyên liệu quý từ đất sét
4
Ứng dụng trong gốm sứ
1
Sử lý nước thải bằng đất sét
2
Xử lý đất sét để sản xuất nanocomposit
3
•
Đất sét là chất mềm dẻo khi ẩm dễ tạo
hình bằng tay.
•
Khi khô nó trở nên rắn chắc hơn và khi bị
"nung" hay làm cứng bằng nhiệt độ cao,
đất sét trở thành rắn vĩnh cửu
ứng dụng để làm gốm sứ
Gốm sứ
Siêu xe làm bằng gạch
Siêu xe làm bằng gạch
Ứng dụng trong gốm sứ
1
•
“Bóng sinh học” là hỗn hợp được tạo ra

từ: Đất sét, cám gạo và vi sinh vật.
“Bóng sinh học” có hình dạng và khả
năng hấp thụ, thấm lọc tốt do chứa một
lượng lớn các loài vi sinh vật có khả
năng hấp thụ các chất bẩn trong nước
thải.
Bóng sinh học
Sử lý nước thải bằng đất sét
2
•
Công nghệ của công ty CRDL sử dụng đất sét montmorillonit và xử lý bằng phản
ứng thế ion amoni với các ion natri có sẵn trong đất sét.
•
Công ty Nanocon đã phát triển và đăng ký sáng chế phương pháp biến tính đất sét
bằng cách để lại các ion natri trên bề mặt tinh thể đất sét rồi sắp xếp lại bằng các
tương tác lưỡng cực.
•
Công nghệ của công ty CRDL sử dụng đất sét montmorillonit và xử lý bằng phản
ứng thế ion amoni với các ion natri có sẵn trong đất sét.
•
Công ty Nanocon đã phát triển và đăng ký sáng chế phương pháp biến tính đất sét
bằng cách để lại các ion natri trên bề mặt tinh thể đất sét rồi sắp xếp lại bằng các
tương tác lưỡng cực.
Xử lý đất sét để sản xuất nanocomposit
3
•
Chuyển hóa vật liệu zeolit từ khoáng sét thiên nhiên Việt Nam
•
Zeolit là vật liệu vi mao quản, xốp nhẹ có dung lượng trao đổi ion lớn và có
khả năng hấp phụ kỳ diệu.

•
Vì thế, dù có chất lượng tốt nhưng giá thành của zeolit lại rất cao và khó
ứng dụng rộng.
Tạo nguyên liệu quý từ đất sét
4
Cảm ơn cô và các bạn đã lắng nghe bài thuyết
trình của nhóm em!!!