Khai Thác Đá Vôi · Công Nghiệp Silicate
Khai thác và ứng dụng đá vôi · Sản xuất gốm, thuỷ tinh, xi măng
Đá vôi có nhiều ở vỏ Trái Đất, được tìm thấy ở các dãy núi đá, mỏ đá hoặc các bãi vỏ, xương động vật (san hô, vỏ ngao, ốc…) ở ven biển. Ở Việt Nam, các dãy núi đá vôi tập trung nhiều ở các tỉnh thuộc Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ.
Các bước chính khai thác đá vôi:
Phản ứng đặc trưng nhận biết đá vôi:
Từ đá vôi, người ta tạo ra ba sản phẩm quan trọng: đá vôi nghiền, vôi sống ($CaO$) và vôi tôi ($Ca(OH)_2$). Chuỗi chuyển hoá quan trọng:
a) Đá vôi nghiền: Đá vôi được nghiền thành hạt nhỏ mịn → dùng làm chất độn trong sản xuất cao su (săm lốp xe), chất dẻo; sử dụng trong công nghiệp thuỷ tinh, xi măng…
b) Calcium oxide ($CaO$) – Vôi sống:
$CaO + H_2O \to Ca(OH)_2$
c) Calcium hydroxide ($Ca(OH)_2$) – Vôi tôi:
$Ca(OH)_2 + SO_2 \to CaSO_3 \downarrow + H_2O$
• $CaCO_3 + 2HCl \to CaCl_2 + H_2O + CO_2$
• $CaO + 2HCl \to CaCl_2 + H_2O$
• $Ca(OH)_2 + 2HCl \to CaCl_2 + 2H_2O$
Silicon (Si) là nguyên tố phổ biến thứ hai trong vỏ Trái Đất (chiếm 28,2%, chỉ sau oxygen). Trong tự nhiên, silicon chỉ tồn tại ở dạng hợp chất, không tồn tại ở dạng đơn chất, chủ yếu là:
Một số ứng dụng quan trọng:
| Chất | Ứng dụng |
|---|---|
| Silicon tinh khiết | Vật liệu bán dẫn → vi mạch điện tử, thiết bị quang điện, cảm biến, pin Mặt Trời |
| Thạch anh ($SiO_2$) | Máy phát siêu âm, dụng cụ quang học, thuỷ tinh chịu nhiệt, sợi cáp quang |
| Cát, đất sét, cao lanh | Nguyên liệu cho công nghiệp silicate: gốm, sứ, thuỷ tinh, xi măng |
Đều chế biến từ các hợp chất tự nhiên của silicon.
a) Sản xuất đồ gốm:
Gạch ngói có màu đỏ do trong đất sét chứa sắt, khi nung tạo $Fe_2O_3$ màu đỏ.
b) Sản xuất thuỷ tinh:
Thuỷ tinh thông thường (cửa kính, chai lọ…) có thành phần chính là $Na_2SiO_3$ (sodium silicate) và $CaSiO_3$ (calcium silicate).
Nguyên liệu: cát thạch anh ($SiO_2$), đá vôi ($CaCO_3$) và soda ($Na_2CO_3$). Trộn → nung ở ~ 1 400 °C → làm nguội từ từ → ép, thổi thành đồ vật.
$CaO + SiO_2 \xrightarrow{t^o} CaSiO_3$
$Na_2CO_3 + SiO_2 \xrightarrow{t^o} Na_2SiO_3 + CO_2$
c) Sản xuất xi măng:
Xi măng là vật liệu kết dính dùng trong xây dựng — bột mịn, thường có màu lục xám. Thành phần chính: $CaSiO_3$ và $Ca(AlO_2)_2$ (calcium aluminate).
Nguyên liệu chính: đá vôi (nghiền nhỏ), đất sét (giàu $SiO_2$) và một ít quặng sắt.
Bảng tổng hợp công nghiệp silicate:
| Ngành | Nguyên liệu chính | Sản phẩm |
|---|---|---|
| Đồ gốm (gạch, ngói) | Đất sét, nước | Gạch, ngói |
| Đồ sứ | Đất sét trắng, cát trắng, nước | Bát, đĩa, bình sứ |
| Thuỷ tinh | Cát trắng + đá vôi + soda | Kính, chai lọ ($Na_2SiO_3$, $CaSiO_3$) |
| Xi măng | Đá vôi + đất sét + quặng sắt | Clinker → xi măng ($CaSiO_3$, $Ca(AlO_2)_2$) |
Công đoạn chung: Nghiền, phối trộn nguyên liệu → Nung ở nhiệt độ cao.
Để xem lý thuyết đầy đủ kèm sơ đồ tư duy, các dạng bài tập tính toán (xác định thành phần thuỷ tinh, tính khối lượng nguyên liệu) với phương pháp giải chi tiết, hãy đọc bài viết bên dưới:
Khai thác đá vôi, ứng dụng $CaCO_3$/$CaO$/$Ca(OH)_2$, công nghiệp silicate (gốm, thuỷ tinh, xi măng) — đầy đủ ví dụ, PTHH, các dạng bài tập tính toán có lời giải.
Sau khi đã nắm vững lý thuyết, các em hãy chuyển sang tab Bài Tập để luyện 21 câu bám sát chương trình SGK!
Cùng luyện bài Đá vôi & Silicate!
21 câu: 17 trắc nghiệm · 2 đúng/sai · 2 tự luận
Tuyệt vời!
Cô Trần Thị Thanh Thảo
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Khoa Học Tự Nhiên THCS
Trình độ: Cử nhân Sư phạm KHTN, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 6+ năm kinh nghiệm tại Trường THCS Nguyễn Siêu