سیلیس

نام صنعتی محصول سیلیس و فرمول شیمیایی آن SiO₂ و سایر نام های آن سیلسیم دی اکسید، سیلیکا، اکسید سیلسیم، دی اکسید سیلیکون می باشد. این ماده کاربرده گسترده ای در اغلب صنایع دارد و همین موضوع سبب شده تا پیش بینی شود در سال های پیش رو پیشرفت چشمگیری در بازار جهانی آن به وجود آید. سیلیس به دلیل کاربرد گسترده در انواع درصد خلوص و شکل چون پودری، گرانول و… تولید و به بازار مصرف عرضه می شود. در ادامه با گروه صنعتی هوبارت شیمی همراه باشید تا کمی بیشتر با این ماده پر کاربرد آشنا شویم.

سیلیس چیست؟

اکسید سیلیسیم که با نام های سیلیس و سیلیکا Silica که رایج ترین نوع آن با فرمول شیمیایی SiO₂ به عنوان یک ترکیبی شیمیایی که به صورت خالص و یا به صورت ترکیب در کانی های سیلیکاته در مجموع 90 درصد پوسته جامد کره زمین را تشکیل می‌دهند.

ویژگی و خصوصیات سیلیس

• سیلیس ماده ای جامد و پودری به رنگ سفید
• جرم مولی 60.1
• چگالی 2.2 (g/cm³ )
• دمای ذوب 1650 (°C)
• دمای جوش 2230 (°C)

نام سیلیس Silicon از واژه لاتین Silicis به معنی Filnt سنگ سخت، سنگ آتش زنه یا سنگ چخماق گرفته شده است که در طبیعت به صورت آزاد یا به صورت ترکیب با سایر اکسیدها وجود دارد. خاک رس، آلکالی فلدسپات و سیلیس، مهترین مواد اولیه بدنه سرامیک ها هستند و برای کلیه کانی هایی با فرمول عمومی SiO₂ به کار برده می‌شود. این کانی ها با فرمول شیمیایی یکسان تشکیل پولی مورفهای معروفی را می‌دهند و در گروه کوارتز قرار می‌گیرند.

کوارتز در حالت خاص به صورت در کوهی ظاهر می‌گردد که در این حالت، تمام خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خود را آشکار می­‌کند. کوارتز در مقابل اسیدها و بازها حساس نیست ولی در مقابل اسید فلوئریدریک، حساس و تأثیرپذیر می‌باشد. از نظر بافت و ساختمان داخلی هر کدام از اتم های سیلیسم بوسیله 4 اتم اکسیژن بصورت تترائدر (چهار قطعه ای) محاط شده است. کوارتز دارای سختی 7 در مقیاس جدول موس و وزن مخصوص 2/65 می‌­باشد.

ترکیب شیمیایی، و خواص فیزیکی سیلیس، تعیین کننده کیفیت و موارد مصرف آن در هر یک از صنایع مورد استفاده می‌باشد. سیلیس جزء اصلی ماسه سنگ و ماسه سیلیسی، کوارتز و کوارتزیت، بلور کریستال، تریپلی و نواکولیت، سیلیس مصنوعی و سیلیکون شیمیایی، کانی های رسی، گرانیت، سنگ چماق و دیاتومیت می‌باشد.

تاریخچه سیلیس

سیلیس به شکل سنگ چخماق نوک تیز از اولین ابزارهای ساخته شده توسط بشر بود. تمدن های باستانی اشکال دیگری از این ماده مانند کریستال سنگی استفاده می‌کردند و می‌دانستند که چگونه ماسه را به شیشه تبدیل کنند. باتوجه‌به فراوانی سیلیکون، تا حدودی تعجب آور است شیمی‌دانان اولیه متوجه آن نشده‌اند.

در سال 1811، جوزف گی لوساک و لوئی ژاک تنارد تتراکلرید سیلیکون را با فلز پتاسیم واکنش دادند و شکل بسیار ناخالصی از سیلس را تولید کردند. در واقع اعتبار کشف این ماده به شیمیدان سوئدی یونس ژاکوب برزلیوس از استکهلم تعلق دارد که در سال 1824 سیلیسیم را با گرم کردن فلوروسیلیکات پتاسیم بدست آورد. این محصول به سیلیسید پتاسیم آلوده بود، اما او با هم زدن آن با آب، آن را حذف کرد و در نتیجه پودر سیلیس نسبتاً خالصی به دست آورد.

کاربرد سیلیس در زندگی روزمره

سلیس مصارف فراوانی در صنعت دارد که از آن جمله:

• تولید فرو سیلیس
• شیشه سازی
• تولید آجر ماسه آهکی
• چینی سازی
• سرامیک سازی
• تولید سدیم
• ریخته گری
• تولید سایر مواد سیلیسی
• لعاب سازی
• سرامیک سازی
• ریخته گری و نسوز
• بعنوان نیمه هادی
• پشم شیشه سیلیکات
• صنایع الکترونیک
• لاستیک و پلاستیک
• رنگ سازی
• بتونه و چسب فولاد
• تصفیه آب
• سیمان
• سند بلاست
• صابون سازی
• کنترل ساییدگی لوله های آب
• پاک کننده های صنعتی
• رنگ و پوشش
• شناور سازی کانه
• قالب ریخته گری
• پایدار سازی پراکسید و کنترل خوردگی در لوله های آب
• چسب سازی

عملکرد سیلیس در دستگاه سختی گیر آب و فیلتر شنی:

یکی از عمده روش های موجود جهت حذف سختی آب، استفاده سختی گیرهاي رزینی می‌باشد. عمده دستگاههاي سختی گیر مورد کاربرد در تصفیه آب، بیشتر به صورت استوانه و از جنس فلزي هستند. به صورتیکه که در داخل آن، ذرات رزین کاتیونی قرار می‌گیرد و داخل سطوح آن با اپوکسی پوشش داده شده است. تا از خوردگی آن جلوگیري و باعث افزایش عمر دستگاه گردد.

براي نگهداري و جلوگیري از خروج رزین ها در قسمت پایین دستگاه و در زیر رزین ها یک صفحه مشبک و یک بستر از سیلیس استفاده می‌شود. عمق رزین معمولاً بین 5/0 تا 3 متر انتخاب می‌گردد و بر حسب نوع رزین، 50تا 100درصد از حجم رزین، فضاي خالی براي انبساط رزین در نظر گرفته می‌شود. مهمترین کاربرد سیلیس در ساخت فیلتر شنی می باشد.

تاثیر نانو ذرات سیلیس در بهبود خواص مکانیکی بتن

در سال های اخیر استفاده از نانو ذرات برای بهبود خواص بتن چشم انداز جدیدی را در تکنولوژی بتن ایجاد نموده است. مطالعات صورت گرفته در این زمینه نشان دهندۀ بهبود خواص بتن و کسب مقاومت های بالاتر با افزودن ذرات نانو سیلیس به مخلوط بتنی است. ولی نتایج و مکانیزم های متفاوت گزارش شده برای توجیه رفتار نانو ذرات در مخلوط، تعمیم نتایج و پیش بینی رفتار نانو بتن ها را دشوار ساخته است.

میزان اثرگذاری و محدودیت های مکانیزم های احتمالی تاثیر نانو ذرات در بهبود خواص بتن آزمایش‌شده است. برای این منظور نمونه‌های آزمایشگاهی در طرح اختلاط های متفاوت ساخته‌ شده و با بهره‌برداری از عکس‌های میکروسکپ الکترونی SEM، تاثیر ذرات نانو بر ریز ‌ساختار آنها نشان داده شده است.

مشاهدات SEM اثبات می‌کند که تاثیر نانو ذرات فوق به علت سطح ویژه بالا و ریزی زیاد آنها می‌بایست در اندرکنش مکانیزم پرکنندگی و هسته زایی و فعالیت پوزولانی جستجو کرد. هر کدام از این مکانیزم ها در سنین مختلف هیدراسیون غالب بوده و موجب تاثیر‌گذاری بر ریز ساختار و خواص مکانیکی بتن می‌باشد.

شایان ذکر است افزودن نانو سیلیس و پودر شیشه بصورت همزمان به عنوان جایگزین سیمان باعث افزایش %12 مقاومت فشاری گردیده است.

اثر دانه بندی ذرات سیلیس در خواص محصولات صنایع شیمیایی معدنی

دانه بندی مواد اولیه تشکیل دهنده یک محصول یکی از عوامل اصلی تاثیر گذار بر سرعت واکنش و کیفیت محصول می‌باشد به منظور بررسی نقش دانه بندی در تکمیل واکنشهای پخت و تاثیر آن بر کیفیت محصولات پخته شده صنایع معدنی، سیلیس با دانه بندی های مختلف به همراه رس و فلدسپار در پروسه تولید چینی مظروف مورد بررسی قرار گرفته است.

سیلیس که به شکل طبیعی به شکل سنگهای های کوارتز و ماسه سیلیسی وجود دارد و به عنوان یک ماده اصلی در محصولات سرامیکی به مقدار زیادی مورد استفاده قرار می‌گیرد. علت این امر ناخالصی پایین و قابلیت دسترسی آسان به آن با صرف هزینه های پایین است.

سیلیس در طی درجه حرارتهای متفاوت در اشکال بلوری مختلف مشاهده می‌شود. بدنه های چینی با سیلیس بالا از سنگ سیلیس و فلدسپار و خاک رس تشکیل شده اند و بهترین ترکیب آن به صورت 60 %سیلیس،20 % فلدسپار و 20 %رس می‌باشد که سفیدی و شفافیت و خصوصیات مکانیکی بهتری نسبت به سایر بدنه ها از خود نشان می‌دهند. نقش دانه بندی سیلیس را درخواص محصول بدست آمده با ترکیب ثابت بررسی می‌کند.

با انجام آزمایشات فیزیکی، تهیه منحنی های انبساط حرارتی، تصاویر میکرسکوپ الکترونی و آنالیز فازی با اشعه X و XRD نتایج نشان می‌دهد که واکنش میان ذرات جامد با تغییر دانه بندی ذرات سیلیس متفاوت بوده و بر روی خصوصیات فیزیکی ،سفیدی و شفافیت تاثیر فراوانی دارد بطوریکه محصولات بدست آمده با استفاده از ذرات درشت تر سیلیس استحکام مکانیکی، شفافیت و سفیدی بهتری دارند.

تاثیر ذرات دی اکسید سیلیکون اصلاح شده بر جذب کادمیوم از پساب سنتتیک 

فلزات سنگین همانند کادمیوم اثرات مضر زیادی را در محلول های آبی ایجاد می‌کند. بنابراین حضور فلزات سنگین در آب های سطحی و زیرزمینی به عنوان مشکل آلاینده معدنی اصلی شده است. روش های مختلفی جهت حذف فلزات سنگین وجود دارد که یکی از بهترین روش ها جذب سطحی است.

حذف یونهای کادمیوم دو ظرفیتی از محلولهای آبی با استفاده از جاذب نانو دی اکسید سیلیکون اصلاح شده به وسیله آمینو‌پیریدین و EDTA می‌باشد.

بر اساس تحقیقات انجام شده می‌توان گفت که نانو دی اکسید سیلیکون اصلاح شده می‌تواند به عنوان یک جاذب مناسب ، ارزان و دوستدار محیط زیست جهت حذف فلزات سنگین از محلول های آبی به ویژه از فاضلاب صنایع استفاده شود.

در مقایسه با سایر تحقیق های مشابه در زمینه جذب سطحی مشخص شد که این جاذب از بهترین جاذب ها می‌باشد و می‌تواند به شکل موفقیت آمیزی برای حذف فلزات سنگین در صنایع مختلف استفاده شود.

بازار جهانی سیلیس

سیلیس مقاومت سایشی، استحکام کششی و خواص انعطاف پذیر بالایی را برای محصولات لاستیکی ایجاد می‌کند این ماده به دلیل توانایی آن در بهبود چسبندگی و مقاومت در برابر پارگی بین تایرهای لاستیکی و تقویت‌کننده‌های فلزی، به طور گسترده در کاربردهای ساخت تایر استفاده می‌شود. افزایش تقاضا برای تایر عمدتاً ناشی از افزایش تولید خودرو است، به ویژه در کشورهایی مانند هند، چین، اندونزی، کره جنوبی، ژاپن، مالزی، تایوان، مکزیک، ایالات متحده و آلمان رشد سریع اقتصادی، افزایش هزینه‌های دولت، پیشرفت در زیرساخت‌های جاده‌ای و افزایش تمایل مصرف‌کنندگان به حمل و نقل شخصی سبب این رشد شده است. و انتظار می‌رود که تقاضا برای خودرو فزونی یافته و در نتیجه رشد بازار نیز افزایش می‌یابد.

از دیگر دلایل رشد روزافزون این ماده به سبب استفاده آن در ساخت رنگ ها است .عمدتاً از این محصول برای کنترل خصوصیات رئولوژیکی و کمک به جلوگیری از زنگ زدگی و خوردگی استفاده می‌شود .همچنین به عنوان یک عامل ضد ته نشینی و عامل تیکسوتروپینگ مورد استفاده قرار می‌گیرد. انتظار می‌رود صنعت رنگ و پوشش در حال توسعه در بازارهای نوظهور آسیا که توسط بخش های رو به رشد ساخت و ساز و خودرو هدایت می ‌شود، تقاضای محصول را در دوره پیش‌بینی افزایش دهد.

بخش لاستیک بیشترین سهم درآمد را با 33.1 درصد در سال 2018 به خود اختصاص داد. سیلیس رسوبی به طور گسترده در صنعت لاستیک، به‌ویژه به‌عنوان پرکننده، تقویت کننده در ساخت لاستیک استفاده شده لازم به ذکر است که ترکیب لاستیک تخصصی از مواد مختلفی از جمله لاستیک طبیعی و مصنوعی تشکیل شده است.

این محصول هنگامی که با لاستیک مخلوط می‌شود، به کاهش مقاومت غلتشی کمک می‌کند و هم‌زمان چسبندگی لاستیک ها را افزایش می‌دهد. در نتیجه، استفاده از آن در لاستیک ها می‌تواند مصرف سوخت خودرو را تا حدود 7.0 درصد کاهش دهد. سهم تایرهای با مقاومت غلتشی پایین در سال 2018 از 15.0 درصد در سال 2011 به 45.0 درصد رسید. انتظار می‌رود این روند به دلیل قوانین مطلوب دولتی در صنعت تایر ادامه یابد.

همچنین در خصوص این ماده، در برنامه مراقبتی بهداشتی در طول دوره پیش بینی،CAGR 7.7٪ از نظر درآمد تخمین زده می‌شود معمولاً ژل های سیلیکا و سل ها به‌عنوان یک افزودنی غلیظ کننده در خمیر دندان استفاده می‌شوند این ماده همچنین برای ایجاد خاصیت تمیز کنندگی خمیر دندان نیز مورداستفاده قرار می‌گیرد. در مواد شیمیایی کشاورزی، این محصول به صورت مایع و همچنین فرمولاسیون جامد استفاده می‌گردد.

بازار جهانی سیلیس در سال 2020 بالغ بر 5.8 میلیارد دلار بود و تخمین زده می‌شود تا سال 2029 به 12.2 میلیارد دلار نیز برسد پیش بینی می‌شود CAGR 8.7٪ را به ثبت برساند.

خطرات سیلیس

هنگام بحث در مورد خطرات سیلیس، کلمه سیلیکوزیس فوراً به ذهن خطور می‌کند وباید گفت که خود سیلیکوز با صنعت معدن مرتبط است. بیماری ناتوان کننده ریه که با استنشاق گرد و غبار سیلیس کریستالی ایجاد می‌شود، درد و رنج گسترده ناشی از این بیماری در سراسر جهان، وضعیت آن را به عنوان یک بیماری شغلی و اهمیت معدن در اقتصاد جهانی را بیان می‌کند.

این محصول جزء اصلی پوسته زمین، در طیف فوق‌العاده وسیعی از محیط‌های صنعتی و غیرصنعتی و محصولات روزمره (از جمله بسیاری از لوازم آرایشی گرفته تا بستر گربه) وجود دارد.

از دهه 1990، علم پزشکی نقش احتمالیاین ماده را در ایجاد تعدادی از بیماری های التهابی سیستمیک از جمله لوپوس اریتماتوز سیستمیک، اسکلرودرمی، آرتریت روماتوئید و سارکوئیدوز ارزیابی کرده است. اگرچه قبلاً تصور می‌شد که فقط در صورت استنشاق به صورت گرد و غبار مضر است، اما اکنون این سوال وجود دارد که آیا قرار گرفتن در معرض آن به اشکال دیگر نیز ممکن است خطرناک باشد.

سیلیکوزیس ویرانی خاصی در صنعت معدن و سایر بخش‌هایی که برای صنعتی‌سازی حیاتی بودند، به بار آورد. به این ترتیب، این یک موضوع مهم اقتصادی شد که دولت ها، صنعت و علم پزشکی دیگر نمی‌توانستند از آن چشم پوشی کنند. محدودیت‌های تعریف سیلیکوز در سال 1930 – که عمدتاً ناشی از منافع مالی صنعت معدن بود تمرکز را بر سیلیکوز مرتبط با معدن حفظ کرد و ممکن است به طور غیرمستقیم تحقیقات بیشتر در مورد سایر خطرات سیلیس را متوقف کند.

به دلیل جهانی بودن این ماده، اثبات آن به عنوان یک عامل بیماری زای منحصر به فرد دشوار است. به عنوان مثال، کارگرانی که در معرض این ماده بوده اند، عموماً در معرض طیف وسیعی از مواد شیمیایی سمی و ذرات گرد و غبار معدنی نیز قرار گرفته‌اند.

محدودیت در فناوری پزشکی بدون شک در این امر نقش داشته است. ابزارهای پزشکی جدید (میکروسکوپ های الکترونیکی، اسکنرها) و روش های جدید (شستشوی برونکوآلوئولار) کشف دیدگاه جدیدی در مورد خطرات این ماده را تسهیل می‌کنند.

قیمت سیلیس

گروه صنعتی هوبارت شیمی یکی از بزرگترین مجموعه‌های تولید کننده اغلب مواد شیمیایی چون اسید سولفوریک، اسید نیتریک و… در خاورمیانه به شمار می رود که به لطف خداوند و یاری متخصصان توانمند در مجموعه توانسته بالاترین درصد خلوص سیلیس را در بالاترین کیفیت و انواع شکل به بازار مصرف عرضه نمایید.

ضمنا شما همراهان عزیز می توانید برای اطلاع از قیمت انواع سیلیس با گرید های مختلف و بسته بندی و نوع مد نظر خود با مجموعه هوبارت شیمی ارتباط برقرار کنید. مسئولان فروش ما به صورت شبانه روزی آماده خدمت رسانی به شما عزیزان می باشند.