عملية الإنتاج

يتضمن إنتاج دخان السيليكا ثلاث خطوات رئيسية: الحصول على المواد الخام, معالجتها في الفرن, وجمع غبار السيليكا.

مواد خام

المواد الخام الأولية المستخدمة في إنتاج دخان السيليكا هي الكوارتز, فحم, ورقائق الخشب. الكوارتز معدن طبيعي يحتوي على مستويات عالية من ثاني أكسيد السيليكون (SiO2). تعمل رقائق الفحم والخشب كعوامل اختزال مطلوبة للتفاعل الكيميائي.

الفرن

توضع المواد الخام في فرن القوس الكهربائي, حيث يتم تسخينها إلى درجات حرارة تتجاوز 2000 درجة مئوية. تتسبب الحرارة الشديدة في تفاعل ثاني أكسيد السيليكون في الكوارتز مع الكربون من الفحم أو رقائق الخشب, تشكيل معدن السيليكون وثاني أكسيد الكربون (CO2). نتيجة ل, غاز يحتوي على أول أكسيد السيليكون (SiO) اطلق سراحه.

مجموعة من دخان السيليكا

يتم تبريد الغاز المحتوي على SiO بسرعة, مما يتسبب في تفاعل SiO مع الأكسجين (O2) في الهواء وتشكيل دخان السيليكا, التي تتكون أساسًا من ثاني أكسيد السيليكون فائق الدقة (SiO2) حبيبات. يتم بعد ذلك جمع هذه الجسيمات باستخدام مرشحات أو أنظمة تجميع أخرى وتعبئتها لمزيد من الاستخدام.

تطبيقات دخان السيليكا

نظرا لخصائصه الفريدة, يستخدم دخان السيليكا في تطبيقات مختلفة, بما في ذلك الخرسانة, صهر المواد, و اخرين.

أسمنت

يستخدم دخان السيليكا على نطاق واسع كمادة مضافة في الخرسانة لتحسين قوتها, متانة, ومقاومة الهجمات الكيماوية. تقلل إضافة دخان السيليكا من نفاذية الخرسانة, مما يجعلها أقل عرضة للتآكل وأشكال التدهور الأخرى. كما أنه يعزز الخواص الميكانيكية للخرسانة, بما في ذلك قوة الضغط, قوة الشد, وقوة الانحناء.

صهر المواد

دخان السيليكا هو عنصر أساسي في إنتاج المواد المقاومة للحرارة, التي تستخدم لربط الأفران ذات درجة الحرارة العالية, الأفران, والمفاعلات. تجعل نقطة الانصهار العالية والتوصيل الحراري المنخفض مادة مثالية لتعزيز العزل الحراري والقوة الميكانيكية للحراريات.

تطبيقات أخرى

بالإضافة إلى الخرسانة والحراريات, يستخدم دخان السيليكا في العديد من التطبيقات الأخرى, مثل:

1. الدهانات والطلاءات: يحسن خصائص مقاومة التآكل والعوامل الجوية لأنظمة الطلاء والطلاء.
2. المطاط والبلاستيك: يعزز الخواص الميكانيكية والحرارية لهذه المواد.
3. سيراميك: يحسن القوة, صلابة, والاستقرار الحراري لمنتجات السيراميك.
4. إلكترونيات: يتم استخدامه كحشو في عبوات الإلكترونيات الدقيقة لتوفير توصيل حراري محسّن وعزل كهربائي.

التأثيرات البيئية

يتضمن إنتاج دخان السيليكا إنتاج ثاني أكسيد الكربون (CO2) كمنتج ثانوي لتفاعل الفرن. لكن, يمكن أن يؤدي استخدام دخان السيليكا في الخرسانة إلى تعويض هذه الانبعاثات عن طريق تقليل الحاجة إلى الأسمنت, مصدر مهم لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون. بالإضافة إلى, إعادة تدوير دخان السيليكا كمادة قيمة تمنع التخلص منه في مدافن النفايات, وبالتالي تقليل النفايات.