سیلیس ، سیلیکا یا دی اکسید سیلیسیوم (Silicon dioxide)، یکی از فراوان ترین ترکیب اکسیدی موجود در پوسته زمین بوده که در فرآیند تصفیه آب و فاضلاب استفاده می‌شود. این ماده با خصوصیات فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد خود، موجب بهبود کیفیت آب و کارایی سیستم‌های تصفیه می‌گردد. خاک سیلیس با نام‌های دیگری مانند سیلیسیوم دی اکسید، اکسید سیلیس، دی اکسید سیلیکون نیز شناخته می‌شود. این ماده شیمیایی هم به صورت آزاد و هم به صورت مخلوط با دیگر مواد مانند خاک رس، اکسیدها، آلکالی فلدسپات موجود می‌باشد.
در این بلاگ، به بررسی کامل خاک سیلیس، انواع و کاربردهای آن در دستگاه‌های تصفیه آب و فاضلاب (مانند سیلیس فیلتر شنی) و نکات مهم استفاده از این ماده شیمیایی و… می‌پردازیم، پس تا انتهای بلاگ با ما همراه باشید.
سیلیس چیست؟
سیلیکا (Silica) از فراوان‌ترین ترکیبات معدنی در سطح زمین است. این ماده شیمیایی از معادن سیلیکا استخراج می‌شود. این ماده که با ترکیب سیلیسیم و اکسیژن در طبیعت وجود دارد، در دستگاه های تصفیه آب استفاده می‌شود. این ماده به صورت بی رنگ تا خاکستری تیره، در سنگ، شن و ماسه وجود دارد. در ایران معادن متعددی برای استخراج این ماده مشغول به فعالیت هستند. شرکت البرز تصفیه ایرانیان با 50+ سال سابقه فعالیت در زمینه مشاوره، ساخت، نصب و راه اندازی، طراحی، اجرا و تامین انواع تجهیزات فرآیند تصفیه آب و فاضلاب، شما را با این محصول آشنا می‌نماید.
فرمول شیمیایی سیلیس
فرمول شیمیایی این ماده SiO₂ می‌باشد. به هر نوع کانی که در ساختار آن SiO₂ باشد اصطلاحا سیلیکا گفته می‌شود.
ماسه سیلیس چیست؟
ماسه سیلیس دانه‌های کوچک سنگ کوارتز است. سنگ های کوارتز موجود در طبیعت، به مرور زمان در اثر سایش به دانه های ریز تبدیل شده و شن و ماسه سیلیس را تشکیل می‌دهند. این ماسه به دلیل سختی بالا، مقاومت در برابر حرارت و توانایی عبور نور از آن، کاربردهای زیادی در صنایع مختلف دارد.
سنگ سیلیس چیست؟
سنگ سیلیس پس از استخراج و به صورت خام قابلیت استفاده ندارد. سنگ سیلیس سفید و سنگ سیلیس سیاه، توسط دستگاه های مختلف در کارخانه تولید سیلیس، به انواع مختلفی تبدیل می‌شود تا برای صنایع مختلف قابل استفاده باشد.
انواع سنگ سیلیس
سنگ سیلیس به سه شکل عمده کریستال یا کوارتز، تریدیمیت و کریستوبالیت وجود دارد.
کاربرد آن در تولید سرامیک ساختمان، لعاب‌سازی، شیشه‌سازی، وسایل ورزشی و… می‌باشد.
مشخصات سنگ سیلیس
اکسید سیلیس از کانی‌های سیلیکاته و گروه سیلیکات‌های روشن هستند. شکل ظاهری این ماده شیمیایی به صورت جامد، پودری، کریستالی سفید یا زرد متمایل به سفید رنگ می‌باشد. ساختار آن به شکل بلور یا بی شکل (آمورف) است. این ماده شیمیایی دارای یک ساختار سه بعدی است که چهار وجه دارد. دی اکسید سیلیکون دارای 4 قطب آزاد بوده و به همین دلیل واکنش پذیری آن در سطح بالایی است.
سیلیس پودری چیست؟
سنگ سیلیس به وسیله دستگاه آسیاب شده و به آن سیلیس پودری یا پودر میکرونیزه گفته می‌شود که اندازه آن زیر 20 میکرون است. پودر میکرونیزه در بعضی از صنایع مانند کشاورزی، دارویی، ریخته گری و ساخت بدنه کوره و… استفاده می‌شود. کیفیت آن بر اساس توزیع ذرات موجود در آن اندازه گیری و با واحد مش مشخص می‌شود. مش یک استاندارد برای اندازه گیری پودر سیلیس می‌باشد. این نوع ماده شیمیایی در صنایع شیشه‌سازی، پلاستیک، کاشی و سرامیک، رنگ سازی، لاستیک، مواد ضدآب، پوشش‌دهی و صنایع الکترونیکی کاربرد دارد.
شن سیلیس چیست؟
شن سیلیس دانه‌های به شکل ظاهری سنگ چخماق است که در مدل های مختلف در معادن تولید می‌شود و کاربرد متفاوتی دارد. یکی از مهمترین کاربردهای آن، استفاده به عنوان پرکننده فضای خالی چمن مصنوعی تزئینی و ورزشی با تراکم پایین است. تزریق شن سیلیس ایستایی الیاف و مقاومت چمن مصنوعی را افزایش می‌دهد.
سیلیس خوراکی چیست؟
سیلیکا در تولید مواد غذایی و داروسازی نیز کاربرد گسترده ای دارد. سیلیس خوراکی با سیلیس صنعتی تفاوت دارد. سیلیس صنعتی برای بدن ضرر زیادی داشته ولی نوع خوراکی آن خواص زیادی دارد.
از جمله خواص آن می‌توان به بهبود سیستم ایمنی بدن و دستگاه گوارش اشاره کرد.
انواع سیلیس
دانه‌های این ماده شیمیایی با توجه به اندازه، قطر، نوع کاربرد، سختی، کیفیت و خالص بودن به چند دسته تقسیم می‌شوند. این ماده بر اساس ساختار کانی یا درجه خلوص انواع مختلفی دارد. از مهمترین فاکتورها در انتخاب و خرید سیلیس، اندازه دانه و قطر آن است. در این بخش به معرفی انواع مختلف آن می‌پردازیم:
سیلیس کریستالی: این نوع سیلیکا به صورت بلوری و شفاف وجود دارد و در صنایع الکترونیک و ساخت شیشه‌های با کیفیت بالا استفاده می‌شود.
سیلیس آمورف یا سیلیس غیر کریستالی: سیلیس آمورف به شکل غیر بلوری و بدون ساختار منظم است و در صنایع فیلترسازی و تصفیه آب بسیار کاربرد دارد.
انواع سیلیس در طبیعت
خاک سیلیس بر اساس ساختار کانی به سه شکل بلوری یا کریستالی، بلور مخفی و بلور مخفی آبدار در طبیعت وجود دارد و بر اساس ترکیبات شیمیایی به سه شکل سنگ کوارتز، فلینت، ماسه سنگ مشاهده می‌شود.
کوارتز: رایج‌ترین شکل این ماده شیمیایی کریستالی کوارتز است. سنگ کوارتز ترکیبی از Sio4 است که در آن هر سیلیکون با 4 اکسیژن متصل می‌شود. ساختار کوارتز لوزی شکل است. سیلیس کوارتز در فشار و دمای معمولی پایدار است و سختی فوق العادهای دارد. معمولا بی رنگ یا سفید رنگ است. سیلیس کوارتز در شن، ماسه، خاک رس، خاک دیاتومه، گرانیت و اشکال دیگر وجود دارد.
فلینت: فلینت از خانواده سیلیکا بوده و در اعماق دریا ته نشین می‌شود. این سنگ با نام‌های سنگ آتش زنه یا چخماق نیز شناخته می‌شود. فلینت از ترکیب بلورهای خیلی ریز کوارتز همراه با آب و کربنات کلسیم و مواد آلی تشکیل می‌شود. رنگ فلینت قهوه‌ای روشن، خاکستری تا مشکی می‌باشد. فلینت از حل شدن اسکلت جانوران اسفنجی در آب دریاها و ته نشین شدن آن به وجود می‌آید.
ماسه سنگ: ماسه سنگ نوعی کوارتز رسوبی خرد شده است. دانه‌های ماسه به وسیله ذرات آهک، رس، اکسید آهن و… به همدیگر چسبیده و این ترکیب را به وجود می‌آورند.
انواع سیلیس بر اساس درجه خلوص
دی اکسید سیلیکون بر اساس درجه خلوص به دسته‌های زیر تقسیم می‌شود:
ممتاز: سیلیس ممتاز بالاترین درجه خلوص (99%) را دارد. پودر سیلیس ممتاز برای تولید پشم شیشه، صنایع شیشه سازی، صنایع شیمیایی، تولید سنگ مصنوعی و لعاب دهی کاشی و سرامیک استفاده می‌شود.
درجه 1: سیلیس نمره یک (Silica Sand) یا سیلیس شکری دارای خلوص 96% می‌باشد. از سیلیس درجه یک برای لعاب، پشم شیشه، صنایع شیشه سازی و پتروشیمی استفاده می‌شود.
درجه 2: سیلیس نمره دو (Garnet) یا سیلیس متوسط دارای خلوص حدود 85 تا 95% می‌باشد. از سیلیس درجه دو برای فیلتراسیون و تصفیه آب، سند بلاست، ماسه ریخته گری و… استفاده می‌شود. درجه ناخالصی این نوع سیلیس از نوع درجه ممتاز و درجه یک بیشتر است.
درجه 3: سیلیس نمره سه (Gravel) یا سیلیس درشت برای تهیه آجر سبک و ماسه آهکی، تولید سیمان و بتن کاربرد دارد.
درجه آمورف: سیلیس آمورف یا سیلیسیوم بی ریخت نوعی سیلیکای ترد و نرم می‌باشد. این نوع سیلیکا در برابر حرارت مقاومت بالایی دارد. سیلیس آمورف در صنایع تولید سیلیکا ژل، ساخت فیبر نوری، سیلیکون و سیلیکات، افزودنی بتن استفاده می‌شود.
میکرونیزه: پودر سفید رنگی که طی خرد شدن سنگ سیلیس در آسیاب به اندازه میکرون تبدیل می‌شود، سیلیس میکرونیزه است. این نوع دی اکسید سیلیکون در صنعت رنگ سازی ، چسب کاشی ، کاشی و سرامیک، مواد شوینده و پاک کننده، خمیر دندان ، سنگ مصنوعی، کشاورزی، صنایع تصفیه آب و فاضلاب، تصفیه آب استخر، صنعت فولاد ، صنعت تولید سیم و کابل و مجسمه سازی کاربرد دارد. سیلیکای میکرونیزه دارای خلوص حدود 99.9% می‌باشد.
کاربرد سیلیس
این ماده شیمیایی جز مواد اولیه در بسیاری از صنایع و مشاغل می‌باشد. این ماده در زندگی روزمره انسانها کاربرد زیادی دارد. از مهمترین کاربردهای آن، استفاده در تصفیه آب صنعتی و خانگی، دستگاه های آب شیرین کن، تصفیه آب استخرها، صنعت شیشه سازی، صنعت ریخته گیری و نسوز، ساخت کاشی و سرامیک، چسب کاشی، جواهر سازی، آجر ماسه آهکی، سند بلاست ( ایجاد خراشیدگی روی شیشه و فلز به جهت مات کردن آنها)، بتن و سیمان است.
کاربرد سیلیکا در دستگاه تصفیه آب و فاضلاب
دستگاه‌های مختلفی برای تصفیه آب و فاضلاب با استفاده از سیلیکا طراحی و تولید شده‌اند. یکی از کاربردهای اصلی دی اکسید سیلیکون در تصفیه آب، استفاده به عنوان ماده فیلتر (مانند سیلیس فیلتر شنی) است. دی اکسید سیلیکون به دلیل تخلخل بالا و توانایی جذب ذرات معلق و آلاینده‌ها، به عنوان فیلتر موثر در حذف ذرات معلق، رسوبات، ناخالصی‌ها از آب عمل می‌کند. این فرآیند باعث بهبود کیفیت آب و حذف آلاینده‌های مضر آن می‌شود. از دی اکسید سیلیکون در دستگاه‌های فیلتر کربنی ، سختی گیر رزینی، اسمز معکوس، انواع فیلتر شنی، و تصفیه آب استخر ( سیلیس استخری ) استفاده می‌گردد.
کاربرد سیلیس در بدن انسان
این ماده از مهمترین مواد معدنی موجود در بدن انسان است و به طور طبیعی حدود 7 گرم از آن در بافت استخوان، دندان، ناخن و پوست بدن انسان وجود دارد. با افزایش سن مقدار این ماده در بدن کاهش پیدا می‌کند. کمبود دی اکسید سیلیکون در بدن باعث بروز مشکلاتی از جمله ریزش مو، پوکی استخوان، پیری پوست و… می‌شود. با مصرف مواد غذایی و مکمل های حاوی سیلیس خوراکی مانند قطره سیلیس، کمبود این ماده در بدن تامین می‌شود. دی اکسید سیلیکون برای درمان آرتروز و تقویت استخوان ها موثر است.
مزایای استفاده از سیلیس تصفیه آب صنعتی
- افزایش عملکرد و کارایی فرآیند تصفیه آب و فاضلاب
- کاهش مصرف انرژی و مواد شیمیایی
- شفافیت بیشتر آب
- مقرون به صرفه بودن
- افزایش طول عمر سیستم‌های تصفیه
کارخانه تولید سیلیس در شهرهای ایران
در ایران، چندین منطقه و شهر دارای کارخانه تولید سیلیس هستند. تولید و استخراج دی اکسید سیلیکون در کارخانه سیلیس انجام می‌گردد. این مناطق به دلیل دسترسی به ذخایر طبیعی غنی از این ماده شیمیایی و وجود زیر ساخت‌های مناسب برای استخراج و فرآوری، به عنوان مراکز مهم تولید سیلیس شناخته می‌شوند.
برخی از این مناطق عبارتند از:
استان قزوین: شهرستان الوند در استان قزوین یکی از مناطق مهم استخراج سیلیکا در ایران است. معادن سیلیکا در این منطقه دارای خلوص بالا هستند.
استان سمنان: سمنان یکی از بزرگترین تولیدکنندگان دی اکسید سیلیکون در ایران است. در این منطقه معادن مختلفی وجود دارد که دی اکسید سیلیکون با کیفیت بالا استخراج می‌کنند.
استان همدان: در شهرستان ملایر و به خصوص در روستاهای اطراف آن معادن سیلیکا وجود دارند که بخشی از نیازهای داخلی به این ماده شیمیایی را تامین می‌کنند. سیلیس ممتاز همدان بسیار معروف می‌باشد.
استان زنجان: در این استان نیز معادنی یافت می‌شوند که به تولید مواد اولیه برای صنایع مختلف مشغول هستند.
استان اصفهان: در شهرستان خور و بیابانک، کارخانه سیلیس وجود دارد که به دلیل کیفیت بالای دی اکسید سیلیکون استخراج شده از معادن آنها، به یکی از منابع مهم تولید دی اکسید سیلیکون در ایران تبدیل شده است.
استان مرکزی: در این استان و به خصوص در شهرستان ساوه، معادنی وجود دارند که به تولید و استخراج این ماده شیمیایی مشغول هستند.
استان خراسان رضوی: در این استان و به ویژه در شهر نیشابور، معادنی وجود دارند که به تولید دی اکسید سیلیکون برای مصارف مختلف صنعتی و ساختمانی پرداخته می‌شود.
نکات مهم در استفاده از سیلیس
جهت افزایش عملکرد این ماده شیمیایی بهتر است دانه‌های آن پس از چند بار استفاده شسته شوند. میزان سیلیسیوم دی اکسید باید توسط متخصص دستگاه بررسی و کنترل شود تا چنانچه حجم آن کاهش یافت، مقداری سیلیکا اضافه شود. کیفیت دی اکسید سیلیکون مورد استفاده در دستگاه‌های تصفیه آب و فاضلاب نیز بسیار مهم است. استفاده از این ماده شیمیایی با کیفیت بالا و تخلخل مناسب، می‌تواند به بهبود کارایی دستگاه و افزایش عمر مفید آن کمک کند. با مطالعه جدیدترین مقالات آموزشی درباره مواد شیمیایی این محصولات را بهتر بشناسید و از آنها بهره ببرید.
کلام آخر
دی اکسید سیلیکون به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود، یکی از مهمترین مواد در فرآیند تصفیه آب و فاضلاب است. استفاده از انواع سیلیس در دستگاه‌های تصفیه آب و فاضلاب، به بهبود کیفیت آب و حذف آلاینده‌های مضر کمک می‌کند. شرکت البرز تصفیه ایرانیان با هدف توسعه آگاهی عمومی، دانش فنی و ارتقای سطح فن آوری در جهت دستیابی به آخرین نوآوری ها در کنار شماست. جهت دریافت مشاوره رایگان با شماره های 02191300670 یا 02191300680 تماس حاصل فرمایید.
