Het productieproces
De productie van silicafume bestaat uit drie hoofdstappen: verkrijgen van grondstoffen, verwerken in een oven, en het verzamelen van de silicadamp.
Grondstoffen
De primaire grondstoffen die worden gebruikt bij de productie van silicafume zijn kwarts, steenkool, en houtsnippers. Kwarts is een natuurlijk voorkomend mineraal dat een hoog gehalte aan siliciumdioxide bevat (SiO2). Steenkool en houtsnippers dienen als reductiemiddelen die nodig zijn voor de chemische reactie.
De oven
De grondstoffen worden in een vlamboogoven geplaatst, waar ze worden verhit tot temperaturen van meer dan 2000°C. De intense hitte zorgt ervoor dat het siliciumdioxide in het kwarts reageert met de koolstof uit de kolen of houtsnippers, vorming van siliciummetaal en koolstofdioxide (CO2). Als resultaat, een gas dat siliciummonoxide bevat (SiO) is vrijgegeven.
Verzameling van Silica Fume
Het gas dat SiO bevat wordt snel afgekoeld, waardoor het SiO reageert met zuurstof (O2) in de lucht en vormt silicadamp, die voornamelijk is samengesteld uit ultrafijn siliciumdioxide (SiO2) deeltjes. Deze deeltjes worden vervolgens verzameld met behulp van filters of andere opvangsystemen en verpakt voor verder gebruik.
Toepassingen van Silica Fume
Door zijn unieke eigenschappen, silica fume vindt toepassing in verschillende toepassingen, inclusief beton, vuurvaste materialen, en anderen.
Siliciumdamp wordt veel gebruikt als additief in beton om de sterkte ervan te verbeteren, duurzaamheid, en weerstand tegen chemische aanvallen. De toevoeging van silicafume vermindert de doorlaatbaarheid van beton, waardoor het minder vatbaar is voor corrosie en andere vormen van degradatie. Het verbetert ook de mechanische eigenschappen van beton, inclusief druksterkte, treksterkte, en buigsterkte.
Silicadamp is een essentieel onderdeel bij de productie van vuurvaste materialen, die worden gebruikt om ovens op hoge temperatuur te bekleden, ovens, en reactoren. Het hoge smeltpunt en de lage thermische geleidbaarheid maken het een ideaal materiaal voor het verbeteren van de thermische isolatie en mechanische sterkte van vuurvaste materialen.
Andere applicaties
Naast beton en vuurvaste materialen, silica fume wordt in verschillende andere toepassingen gebruikt, zoals:
- Verven en coatings: Het verbetert de corrosiewerende en weerbestendige eigenschappen van verf- en coatingsystemen.
- Rubber en kunststof: Het verbetert de mechanische en thermische eigenschappen van deze materialen.
- Keramiek: Het verbetert de sterkte, hardheid, en thermische stabiliteit van keramische producten.
- Elektronica: Het wordt gebruikt als vulmiddel in micro-elektronicaverpakkingen om verbeterde thermische geleidbaarheid en elektrische isolatie te bieden.
Milieueffecten
De productie van silicafume omvat de vorming van koolstofdioxide (CO2) als bijproduct van de ovenreactie. Echter, het gebruik van siliciumdioxide in beton kan deze emissies compenseren door de behoefte aan cement te verminderen, een belangrijke bron van CO2-uitstoot. Verder, recycling van silicadamp als een waardevol materiaal voorkomt dat het op stortplaatsen terechtkomt, waardoor afval wordt verminderd.
