Hóa lý silecat đề tài đất sét

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM
KHOA: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

Hóa lý Silicat
Danh sách nhóm:
1. NGUYỄN HOÀNG LINH
2. VÕ PHONG
3. NGUYỄN TRÍ THẮNG
4. NGUYỄN CHÍ LINH
5. NGUYỄN PHƯỚC QUÝ THÀNH


Mục lục
 I.
 II.

 III.
 IV.

 V.

Khái niệm
Tồn tại
Thành phần hóa học
Tính chất
Ứng dụng


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

Khoáng vật phyllosilicat
nhôm ngậm nước


II. TỒN TẠI
O Đất sét thường tồn tại ở dạng hợp chất

như: khoáng vật phyllosilicat nhôm ngậm
nước, kaolinit, montmorillonit-smectit, illit
và chlorit.

Khoáng vật phyllosilicat
nhôm ngậm nước

illit


II. TỒN TẠI
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.

Đất sét trắng- Quảng Ninh


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


III. Thành phần hóa học
• Đặc trưng là nhóm
caolinit có công thức hoá
học là Al2O3.2SiO2.2H2O.

• Tính chất:
- Hầu như không trương nở
- Độ dẻo kém.
- Khả năng trao đổi ion yếu

Cấu trúc tinh thể
kaolinite


Thành phần hóa học
• Nhóm Montmorillonit, với công thức hóa học
(Na,Ca)0,33(Al,Mg)2Si4O10(OH)2·nH2O.
• Tính chất:
+ Hấp thụ nước mạnh,
dễ trương nở
+ Độ phân tán cao, hạt
mịn  độ dẻo rất lớn
Montmorillonit


III. Thành phần hóa học
• Nhóm môntmôrilônit
(Al2O3.4SiO2.H2O+nH2O).
Do có sự thay thế đồng
hình, nên môntmôrilônit
thường chứa các cation
Fe2+, Fe3+, Ca2+, Mg2+ với
hàm lượng khá lớn
• Tính chất:
+ Hấp thụ nước mạnh, dễ

trương nở
+ Độ phân tán cao, hạt mịn
 độ dẻo rất lớn

Mạng lưới mônmôrilônit


III. Thành Phần Hóa Học
• 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
: K2O.3Al2O3.6SiO2.2H2O
 Biôtit :
K2O.4MgO.2Al2O3.6SiO2. H2O

Khoáng illit


IV. Tính chất
1. Thành phần hạt
2.Khả năng trương nở thể tích và hấp
phụ trao đổi ion
3. Tính dẻo
4. Tính co ngót
5. Sự biến đổi của đất sét khi nung
6. Sự tương tác giữa các hạt sét

IV. Tính chất
1. Thành phần hạt

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


IV. Tính chất
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 SiO2 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
3. 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


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.


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
5. Sự biến đổi của đất sét khi nung

Diễn biến các hiện tượng xảy ra khi nung đất sét:
1300C: nước bay hơi, đất sét co lại
200÷4500C: Fe2O3  FeO
500÷5500C: kaolinit chuyển thành metakaolinit
(Al2O3.2SiO2) làm đất sét mất tính dẻo.
550÷8800C: metakaolinit bị phân hủy thành 𝛾Al2O3
và SiO2
920÷9800C: 𝛼Al2O3 +SiO2  Al2O3.SiO2
CaCO3  CaO + CO2
1000÷ 12000C: Al2O3.SiO2  3Al2O3.2SiO2


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


V. Ứng Dụng Của Đất Sét
1

Ứng dụng trong gốm sứ

2

Sử lý nước thải bằng đất sét

3

Xử lý đất sét để sản xuất nanocomposit

4

Tạo nguyên liệu quý từ đất sét


1

Ứng dụng trong gốm sứ

• 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


2

Sử lý nước thải bằng đất sét

• “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


3

Xử lý đất sét để sản xuất nanocomposit

• 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.


4

Tạo nguyên liệu quý từ đất sét

• 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.


Cảm ơn cô và các bạn đã
lắng nghe bài thuyết trình
của nhóm em!!!