Tất tần tật về nguyên liệu sản xuất thủy tinh

Thủy tinh ngày nay rất được ưa chuộng và có mức độ ứng dụng cao trong cuộc sống. Vì thế mà ngành công nghiệp sản xuất thủy tinh phát triển, kéo theo việc cung cấp nguyên liệu sản xuất thủy tinh cũng nhờ đó mà tăng lên . Vậy bạn có bao giờ cầm chiếc ly thủy tinh trên tay và tự hỏi: “Ly này được tạo ra bằng cái gì?” Với mong muốn giúp bạn trả lời câu hỏi đó, tôi đã tìm hiểu mọi thông tin và tập hợp lại qua bài viết này.

Tại sao bạn không đọc nó nhỉ?

1. Có phải cát silica là nguyên liệu để làm thủy tinh không?

a. Định nghĩa silica

Silica là tên gọi khác của hợp chất hóa học silicon dioxide với công thức hóa học là SiO2. Silica tạo thành khoáng chất gọi là thạch anh, và nó là khoáng chất chiếm tỷ trọng lớn trong lớp vỏ trái đất. 

Silica đã được tổ tiên chúng ta biết đến từ thời cổ đại, rất lâu trước khi chúng ta tìm hiểu nó được làm từ silicon và oxy để ứng dụng vào cuộc sống. Nghệ thuật chế tạo các vật thể thủy tinh bằng silica có từ hàng thế kỷ. Ngày nay được cải tiến và đổi mới để phù hợp với sự phát triển của thời đại. 

Cát Silica

b. Cấu trúc của silica

Silica có hai dạng cấu trúc là dạng tinh thể và vô định hình. Trong tự nhiên silica tồn tại chủ yếu ở dạng tinh thể hoặc vi tinh thể (thạch anh, triđimit, cristobalit, cancedoan, đá mã não). Còn đa phần silica tổng hợp nhân tạo sẽ ở dạng bột hoặc dạng keo và có cấu trúc vô định hình (silica colloidal). Một số dạng silica tinh thể có thể được tạo ra ở áp suất và nhiệt độ cao như coesit và stishovit.

c. Thuộc tính của silica

Silica trong điều kiện nhiệt độ và áp suất bình thường là một khoáng chất rắn, kết tinh. Xét về độ cứng trên thang đo Mohs, thì silica được đánh giá 7.

Silica tinh khiết không màu, nhưng nếu nếu lẫn tạp chất trong mẫu thạch anh, nó có thể có màu. Khi chế tạo thủy tinh, người ta sẽ cố gắng làm silica về dạng tinh khiết nhất, ví dụ silicat có lẫn sắt sẽ làm thủy tinh có màu xanh. 

e. Đặc điểm của cát silica 

Cát silica có chất liệu màu trắng giống như cát trắng tự nhiên được khai thác, tuyển rửa, sau đó được sàng lọc kỹ trước khi đưa vào lò nung thủy tinh.

Theo Vụ Vật Liệu Xây Dựng, toàn quốc hiện có khoảng 1,4 tỷ tấn cát trắng silic. Các mỏ tập trung chủ yếu ở các tỉnh duyên hải ven biển miền Trung và Nam Trung bộ. Cát để làm ra thủy tinh ở Việt Nam chính là nhờ vào những mỏ này. Đây là cát silica tự nhiên. 

Vậy bên cạnh nguyên chính là cát silica. Nguyên liệu làm ra thủy tinh còn thiếu cái gì nữa nhỉ? Chắc chắn là mỗi cát thì chưa đủ.

Những thành phần sản xuất thủy tinh sẽ được trình bày ngay bên dưới.

2. Nguyên liệu sản xuất thủy tinh khác

Natri cacbonat hay còn gọi là soda, đây là chất làm hạ thấp nhiệt độ xuống mức cần thiết để chế tạo thủy tinh. Tuy nhiên, chất này có nhược điểm là khiến thủy tinh có thể bị thấm nước. Vì vậy, nhiều nhà sản xuất sẽ bổ sung canxi oxit hoặc vôi sống để khắc phục nhược điểm đó. Ôxít trong magie hoặc nhôm cũng có thể được thêm vào hỗn hợp này, giúp thủy tinh bền hơn. 

Ngoài ra, một số nơi có thể dùng canxi oxit để khắc phục tính hòa tan trong nước của thủy tinh khi dùng soda. Canxi oxit còn được gọi là vôi sống. 

Thông thường, các chất phụ gia chiếm tối đa khoảng 26% đến 30% hợp chất thủy tinh.

3. Một số hóa chất tạo màu cho thủy tinh

Tạo màu cho thủy tinh

Các kim loại và oxit kim loại sẽ thêm vào thủy tinh trong quá trình sản xuất. Việc này nhằm mục đích biến đổi màu sắc thủy tinh để phục vụ nhu cầu phong phú trong xã hội. 

• Một lượng nhỏ mangan có thể được thêm vào để loại bỏ màu xanh lá cây do sắt tạo ra. Hoặc khi dùng một lượng lớn mangan thì thủy tinh có màu tím amêtít. Giống như mangan, lượng nhỏ selen đôi khi được bổ sung vào để làm bay màu thủy tinh, hay một lượng lớn hơn để tạo ra màu hơi đỏ. 
• Một lượng nhỏ côban (0,025 đến 0,1%) khiến thủy tinh có màu xanh da trời. 
• Ôxít thiếc với antimoan và ôxít asen làm thủy tinh màu trắng đục. Ứng dụng này lần đầu được sử dụng ở Venezia để sản xuất đồ giả sứ. 
• 2 đến 3% của oxit đồng sinh ra màu xanh lam.
• Đồng kim loại nguyên chất là thành phần làm thủy tinh có màu đỏ thẫm
• Niken, tùy vào nồng độ, làm thủy tinh có màu xanh da trời hay màu tím, thậm chí là màu đen. 
• Để thủy tinh có màu nâu vàng thì sẽ thêm titan vào.
• Một lượng rất nhỏ vàng (khoảng 0,001%) để thủy tinh có màu hồng ngọc thẫm. Còn lượng nhỏ hơn nữa thì sinh ra màu đỏ nhạt, thông thường gọi là màu “nam việt quất”. 
• Nguyên tố urani (0,1 đến 2%) cũng được bổ sung để thủy tinh có màu vàng phản quang hay màu xanh lá cây. 
• Hợp chất của bạc (thông thường là nitrat bạc) có thể sinh ra một khoảng màu từ đỏ da cam đến vàng.

4. Kết luận

Dẫu thủy tinh được sản xuất bằng máy móc hiện đại như nào, nguyên liệu sản xuất thủy tinh vẫn ít khi thay đổi. Đặc biệt là cát silica, nhiều nhà sản xuất chỉ có tăng hoặc giảm định lượng chứ ít khi bỏ đi thành phần quan trọng này. Và dù thủy tinh được làm từ nguyên nào đi chăng nữa, thì nó vẫn là hữu hạn. Vậy nên trong khi sử dụng, bạn hãy cẩn thận tránh lãng phí sản phẩm này nhé!

Bài viết Tất tần tật về nguyên liệu sản xuất thủy tinh đã xuất hiện đầu tiên vào ngày Ly Thủy Tinh Nama.

source https://thuytinhnama.com/nguyen-lieu-san-xuat-thuy-tinh/