سیلیس

سیلیس یا سیلیکا، در اصل دی اکسید سیلیکون همان سیلیسیم اکسید sio2 می باشد که در طبیعت با عنوان کوارتز شناخته می شود. می توان در بیشتر نقاط جهان این ماده اصلی تشکیل دهنده ماسه را یافت. سیلیکون از جمله پیچیده ترین و فراوانترین ماده‌هایی است که در اصل ترکیبی از چند ماده معدنی می باشد. این ماده یک محصول مصنوعی به شمار می رود. این ترکیب جزئی از خانواده کانی های سیلیکاته می‌باشد. این ترکیب بخش عظیمی از پوسته زمین را تشکیل می‌دهد. سیلیس یک ترکیب سفید و شیمیایی است که در صنعت تصفیه آب و سایر صنایع کاربرد دارد.

سیلیس چیست؟

سیلیکا یا سیلیسیم دی‌اکسید حدود ۵۹ درصد از پوسته زمین را تشکیل داده و به نام سیلیس معروف است. با توجه به درجه خلوص و اندازه دانه ها گروه بندی میشوند. تنوع در گروه از کانی ها بسیار زیاد بوده و به طور کلی می توان گفت، به هر نوع کانی که در ساختمان آنها sio2 موجود باشد اصطلاحا سیلیس گفته میشود.

خرید سیلیس

برای خرید سیلیکا باید به میزان درجه خلوص و اندازه ذرات توجه شود. به همین عنوان لازم است متناسب با نوع کاربرد مورد نظر، گزینه های مناسب را انتخاب و خریداری نمایید.

گروه سازه های آبی پیورآکوا مشاوره رایگان قبل از خرید سیلیس ارائه داده و سیلیکا با بالاترین درجه خلوص و کیفیت را برای فروش ارائه می دهند.

انواع سیلیس sio2

کوارتز: سنگ کوارتز ترکیبی از sio4 است که در آن هر سیلیکون به ۴ اکسیژن متصل است و دارای ساختاری لوزی شکل دارد.

فلینت: ترکیبی از بلورهای قهوه‌ای یا طوسی رنگ کوارتز بوده و از خانواده سیلیکا می باشند. این بلور‌‌ها در اعماق دریا ته نشین شده اند. این سنگ ها به سنگ چخماق یا آتش زنه نیز معروف می باشند.

براساس درجه خلوص نیز می‌توان این سنگ‌ها را در گروه‌های مختلف ممتاز، درجه یک و دو و سیلیس آمورف تقسیم بندی نمود. سنگ سیلیس با توجه به میزان خلوص و ناخالصی های موجود قیمت و کاربرد متغییری دارد.

کانی ممتاز با بیشترین درجه خلوص در تولید پشم شیشه و لعاب دادن کاشی و سرامیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. سیلیکا درجه‌ی یک در فیلتراسیون های آب و همچنین سندبلاست و ریخته گری مورد استفاده قرار میگیرند. و کانی های درجه دو با نوجه به ناخالصی آنها در ساخت ماسه‌های آهکی و آجر استفاده می‌گردد.

کاربرد سیلیس در تصفیه آب

از اصلی‌ترین موارد در حذف ذرات معلق و آلاینده‌ها در صنعت تصفیه آب استفاده از سیلیس می‌باشد. از جمله موارد کاربرد این سنگ ها می توان به گزینه های زیر اشاره نمود:

سیلیس در فیلتر شنی

از جمله کاربردهای این کانی‌ها استفاده آنها در فیلتر شنی می‌باشد. فیلتر شنی نوعی مخزن است که از دریچه های ورودی و خروجی تشکیل شده و در داخل آن فیلترها و نازل هایی قرار دارد که با دانه های ماسه و سیلیس پوشیده شده است. با توجه به اینکه استفاده مداوم از صافی شنی به مرور منجر به انباشته شدن توده زیادی از ذرات آلاینده بر روی بستر شنی شوند، به همین دلیل به شیوه های مختلفی از قبیل شستشوی معکوس دانه های سیلیس پاکسازی میشوند.

سیلیس در سختی گیر رزینی

یون‌های فلزات سنگین از قبیل کلسیم و منیزیم که منجر به افزایش درجه سختی آب می‌شود، به کمک روش‌های مختلف مانند سختی گیر‌های رزینی خذف می‌شوند. به دلیل فرار بودن دانه‌های رزین در سختی گیر، آنها را بر روی بستر سیلیس قرار می دهند.

علاوه بر جلوگیری از فرار و از هم پاشیدن لایه رزینی، گذر آب از لا به لای دانه های سیلیس منجر به جداسازی ذرات معلق در آب می گردد و امکان عبور آنها از میان ذرات ریز سیلیکا وجود نخوهد داشت.

عبور آب از دانه های سیلیس علاوه بر جلوگیری از فرار و متلاشی شدن لایه رزین منجر به جدا شدن ذرات معلق در آب می شود و امکان عبور آنها از ذرات ریز سیلیس وجود نخواهد داشت.

قیمت دی اکسید سیلیکون

از مهم ترین عوامل تاثیرگذار بر تعیین قیمت و نرخ گذاری سیلیس، درجه خلوص می‌باشد. هر چه مقدار ناخالصی ها در ساختار این کانی ها بیشتر باشد، قطعا قیمت آنها نیز ارزان تر خواهد بود. فاکتور موثر دوم اندازه این ذرات است. رایج ترین اندازه‌های ذرات دی اکسید سیلیکون می توان به ۲.۵ تا ۲۰ میلیمتر اشاره نمود. نمونه‌های وارداتی این محصول تحت تاثیر نوسانات ارز می‌باشد که قیمت بیشتری نسبت به محصولات داخلی دارد.

کاربرد ماده سیلیس

بیش از ۷۵ درصد از سیلیکون تولید شده در صنعت ساختمان استفاده می شود. از این ماده برای تولید بتن استفاده می کنند. دی اکسید سیلیکون که به شکل ماسه است، به عنوان یکی از ماده های اصلی ریخته گری به شمار می رود که در تولید قطعات فلزی در مهندسی و دیگر کاربردها استفاده می شود.
نقطه ذوب بالای سیلیس منجر شده است تا در چنین محیط هایی از این ماده استفاده شود. سیلیکا به عنوان یک ماده فیلتراسیون، در ساخت فیلتر های تصفیه اب، حالا ها و مایعات دیگر نیز استفاده می شود. حفرات سیلیکون می توانند در صنعت تصفیه آب، به عنوان جاذبی مناسب شناخته شوند.

پیش ساز سیلیکون و شیشه
یکی از ماده های اصلی در تولید شیشه، سیلیکون است. شیشه ها معمولا در دمای خالص ۱۴۷۵ کلوین تولید می شوند. زمانی که ماده دی اکسید سیلیکون مذاب به سرعت خنک می شود، تبلور نیافته و فقط به عنوان یک ساختار آمورف به حالت جامد تبدیل می گردد.
از این رو بیشتر لعاب های سرامیکی از سیلیس ساخته می شوند. هندسه ساختاری سیلیکون و اکسیژنی که در شیشه است شبیه به کوارتز بوده و اشکال بلوری سیلیکون و اکسیژن با سیلیکون توسط چهار اتم اکسیژن احاطه می شوند. تنها تفاوت بین شیشه و کریستال اتصالات واحد های چهار ضلعی آنها می باشد.
سیلیکون فوم
این سیلیس در اصل نوعی سیلیکون پیروژنیک می باشد که ذره ای کلوئید از دی اکسید سیلیکون است. این ماده زمانی تهیه می شود که SiCl4 در شعله هیدروژن غنی از اکسیژن بسوزد تا منجر به ایجاد دود SiCl4 شود. بیشتر فیبرهای نوری و الیاف که برای ارتباطات از راه دور استفاده می شوند از این ماده ساخته شده اند.
این ماده اولیه برای ساخت سنگ فرش، چینی، سرامیک ها و ظروف سفالی مناسب هستند. از دی اکسید سیلیکون برای تولید سیلیس عنصری نیز استفاده می شود. که در اصل این فرایند شام کاهش کربوترمیک در کوره قوس الکتریکی می باشد.
کاربردهای دارویی و غذایی
سیلیکون یکی از مواد رایجی است که برای تولید مواد غذایی از آن استفاده می شود. از سوی دیگر این ماده برای تصفیه ذرات معلق در آب و مایعات نیز مورد استفاده قرار می گیرد. از این ماده می تواند در غذاهای پودری به عنوان ماده ضد پخت و پز همچون خامه قهوه غیر لبنی و ادویه جات ترشی جات نیز، استفاده کرد.
این ماده اصلی زمینه دیاتومه بوده و یک عامل عالی برای آبکاری و تصفیه آب نیز به شمار می رود. استفاده از سیلیس در صنعت تصفیه آب بسیار رایج است و در محصولات دارویی نیز برای تشکیل قرص ها استفاده می شود.
استفاده از نیمه رساناها
دی اکسید سیلیکون در نیمه هادی ها نیز استفاده می شود. فیلم های SiO2 قادر هستند ویژگی های الکتریکی اتصالات p-n را به خوبی حفظ کنند. تا از خراب شدن تجهیزات الکتریکی توسط محیط های گازی جلوگیری به عمل آید. این لایه های سیلیس می توانند برای تثبیت الکتریکی سطوح سیلیکونی استفاده شوند.
غیر فعال کردن سطح روشی عالی برای ساخت دستگاه های نیمه هادی به شمار می رود. که در واقع شامل پوشش ویفر سیلیکونی بوده و دارای یک عایق لایه ای از اکسید سیلیکون نیز می باشد. به این صورت که برق قادر است با اطمینان به درون سیلیکون منتقل شود.
این ماده در اصل می تواند برای ساخت ترانزیستور ها و تراشه های مدار مجتمع سیلیکونی مناسب بوده و استفاده شود.

ماده ی دفع کننده آب
از دیگر کاربرد های سیلیس باید به ماده ی دفع کننده آب اشاره کنیم. این ماده نسوز از فیبر به عنوان یک پارچه حفاظتی حرارتی در دمای بالا استفاده کرده و از آنجایی که توانایی اتصال به اسید های نوکلئیک را در استخراج DNA و RNA دارند، بسیار مورد استفاده قرار می گیرند.
علاوه بر آن از این ماده برای جمع آوری ذرات فرازمینی نیز در فضاپیمای Stardust استفاده می شود. سیلیکون خالص، زمانی که در کوارتز ذوب می شود، و درون یک ظرف مخصوص خنک می شود می تواند برای فایبرگلاس نوعی فیبر شیشه ای شناخته شود.
تولید
این ماده در اصل با استخراج ماسه و تصفیه کوارتز به وجود می آید. کوارتز برای اهداف بسیاری مناسب می باشد. در حالی که پردازش شیمیایی برای تولید محصول های مناسب تر و خالص تر در مصارف خاص نیاز است.
دود دی اکسید سیلیکون
از سیلیس در صنعت تصفیه آب و فیلتراسیون بسیار استفاده می شود. دود این ماده حاصل از فرایند گرمایی می باشد که از تولید فروسیلیکون به وجود می آید. این دود نسبت به سیلیکون فوم از درصد کمتری برخوردار بوده و نباید این دو محصول را با هم اشتباه بگیرید.
حتی خصوصیات ذرات، زمینه ها استفاده از سیلیکون دود و فرایند تولید آن نیز با ذرات دود سیلیس متفاوت است.
سیلیکون rainy
این سیلیکون که با نام آمورف یا حفره دار نیز شناخته می شود، به وسیله اسیدی شدن محلول های سیلیکات سدیم تولید می گردد. سیلیکا ژل را باید مورد شستشو قرار داد. تقریبا یک میلیارد کیلو سیلیکون آمورف در سال ۱۹۸۹ تولید شده که عمدتا برای استفاده در کف کفش و کامپوزیت های پلیمری – لاستیک مورد استفاده قرار گرفتند.
روی میکروچیپ ها
فیلم های نازک سیلیس بر روی ویفرهای سیلیکون به صورت خودکار از طریق اکسیداسیون حرارتی تولید می شوند. این فیلم ها لایه های نازک و کم عمقی برابر ۱ نانومتر یا ۱۰A اکسید بومی نیز تولید می کنند. برای افزایش لایه های کنترل شده نیز از دی اکسید سیلیکون با درجه حرارت بالا استفاده می گردد.
لایه های اکسید بومی که در میکرو الکترونیک استفاده می شود، بسیار مفید است. در این فرایند لایه اکسید به عنوان عایق الکتریکی با پایداری شیمیایی عمل می نماید. این سیلیس می تواند بار ذخیره و جریان بلوک را مورد محافظت قرار داده، و حتی به عنوان یک مسیر کنترل شده برای محدود کردن جریان به کار گرفته شود.
انحلال پذیری در آب
حلالیت های دی اکسید سیلیکون ها در آب بسته به فرم بلوری که دارند، متفاوت است. حتی برای سیلیکا تقریبا سه الی چهار برابر نیز بیشتر از کوارتز ها می باشد. این حلالیت ها به عنوان تابعی از دما، در حدود ۳۴۰ درج سانتی گراد حرارت قرار می گیرند.
این خاصیت سیلیس برای رشد بلوری های منفرد کوارتز استفاده می شود. آن هم در یک فرایند هیدروترمال. که در آن کوارتز طبیعی با استفاده از آب گرم شده و درون یک ظرف تحت فشار می تواند سرد شده و حل شود. کریستال های ۰.۵ تا ۱ کیلو گرمی را می توان در طول ۱ تا ۲ ماه به رشد رساند.
این بلورها در واقع منبعی از کوارتز های خالص هستند که در کاربردهای الکترونیکی استفاده می شوند. سیلیسی که برای تصفیه آب در شرکت تصفیه آب مورد استفاده قرار می گیرد، در واقع سیلیس خوراکی می باشد. از این رو وجود مقدار کمی از آن در آب سلامتی افراد را به خطر نمی اندازد.

چرا از ماسه سیلیکون به عنوان رسانایی برای فیلتر های تصفیه آب استفاده می شود و نحوه عملکرد آن به چه صورت است؟

ماسه و شن سیلیکون مدت زمان زیادی است که به عنوان نوعی تمیز کننده و تصفیه کننده آب مورد استفاده قرار گرفته است. در جهان ۴ درجه از ماسه سیلیکا برای تصفیه آب استفاده می شود. اولین نوع این ماده که ثبت شده است، ماسه های سیلیکایی است که در سال ۱۸۰۴ کشف شده است.
مردی به نام جان کیپ، از این ماده برای تصفیه استفاده کرد و اقدام به طراحی و نصب فیلتر آزمایشی برای تصفیه آب نمود. این روش خاص در طی سالها بعد به روش جدید بهینه شد و اولین سیستم آبرسانی عمومی توسط جیمز سیمپسون در سال ۱۸۲۹ برای شرکت چلسی واتر چرز نصب شد و اوج گرفت. پس از آن نیز پزشک جان اسنو عملیات تصفیه آب را با استفاده از شن و ماسه سیلیس آغاز کرد.
امروزه در بیشتر کشور های جهان تامین آب آشامیدنی با کیفیت، تصویب شده است. از این رو برای تصفیه آب کشور های زیادی از سیلیس استفاده می کنند. نحوه کار این فیلتر به این صورت است که شن و ماسه طبیعی دارای زاویه ای گرد است که منجر می شود این ماده به عنوان یک ماده تصفیه کننده ایده آل شناخته شود. زیرا قادر است مواد جامد معلق در آب را جذب و حذف کند.
فیلتر های سیلیس دارای درجه بندی هستند. این درجه بندی بسته به میزان خالص سازی و تصفیه آب تعیین می شود. از جمله مهمترین نمرات درجه بندی عبارت است از: ۳۰/۱۶، ۱۶/۸، ۱۴/۶ و ۲۵/۱۴، ۲۰/۱۸، ۴۰/۸، ۲/۳، ۴/۶، ۱۳/۶، ۱۹/۱۳ و ۲۵/۱۴.
این شن ها و ماسه ها می توانند در لایه پشتی سن در محفظه های فیلتراسیون قرار گرفته و در زمان ورود آب، درون این ماسه های سیلیس حرکت کنند. به این طریق تمامی مواد زاید جامد، ذرات معلق جامد و .. از آب خارج می شوند و درون حفره های سیلیکا می مانند.
این خاصیت منحصر به فرد منجر شده است تا از فیلتر های سیلیکون در محیط هایی همچون استخر های شنا، تولید برق، تصفیه فاضلاب، پردازش کاغذ، فرآوری شیمیایی و… استفاده شود.
می توانید در بازار انواع مختلفی از فیلتر های سیلیس را مشاهده کنید. فیلتر های فشار، دو تا پنج بار امکان انجام عملیات دارند و از این رو برای استخر های شنا استفاده می شوند. آب پس از عبور از فیلتر سیلیکا و بستر ماسه ای سیلیکون عبور میکند و تصفیه می شود.
بیشتر ذرات معلق و جامدات در دام می افتند، و جریان آب کاهش می یابد. زمانی که شاهد کاهش سرعت فشار آب هستید، به این معناست که بستر در حال شسته شدن است و ذرات انباشته شده در آب را از بین می برد.