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
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


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

OĐất 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

(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

học


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:
0
130 C: nước bay hơi, đất sét co lại

0
200450 C: Fe2O3  FeO
0
500550 C: kaolinit chuyển thành metakaolinit (Al2O 2SiO2) làm đất sét mất
3.
tính dẻo.
5508800C: metakaolinit bị phân hủy thành Al2O3 và SiO
2
9209800C:Al2O3 +SiO2  Al2O3.SiO2
CaCO3  CaO + CO2
0
1000 1200 C: Al2O3.SiO2  3Al O3.2SiO2
2


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

Hóa tính, lực tĩnh điện… điện thế

nhân tố khác.

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!!!