پتاسیم سیلیکات ها دقیقا چه هستند؟

 

پتاسیم سیلیکات

شیشه پتاسیم سیلیکات ٬ ماده ای بی رنگ است که در دمای پایین ذوب می شود و از پتاسیم کربنات و شن سیلیس خالص تشکیل شده و فرمول کلی آن به شکل K2SO4 می باشد.

محلول های پتاسیم سیلیکات ٬ با استفاده از پتاسیم سیلیکات محلول در آب داغ ٬ تشکیل می شوند. این امر ٬ مایعی چسبناک دارای چگالی در محدوده ۱٫۳ تا ۱٫۴ را ایجاد می کند. نسبت SiO4  به K2O  می تواند بسته به کاربرد آن ٬ دستکاری و عوض شود. نسبت های جرمی ۱٫۴ به ۱ و ۲٫۲ به ۱ ٬ محدوده نسبت های معمول و متداولی هستند.

پتاسیم سیلیکات ٬ یکی از متداول ترین مواد استفاده شده در محصولات شیمیایی در سراسر جهان است. پتاسیم سیلیکات «بوم» (boom) ٬ در قرن نوزده میلادی مورد توجه قرار گرفت ؛ زمانی که کاربرد های نوآورانه و خلاقانه در مواد شوینده ٬ رنگ های چسبنده و مواد نسوز ٬ توسعه یافتند. کاربرد های آن به زمینه های متعددی تقسیم بندی شده است. این زمینه ها مواردی مثل پاک کننده ها ٬ کاغذ ٬ ساخت و ساز ٬ رنگ ها ٬ تصفیه آب ٬ محصولات صنعتی و مواد خام را شامل  می شود.

حمل این ماده باید به دقت انجام شود. توصیه شده است که از عینک محافظ و دستکش های لاستیکی استفاده شود ؛ چرا که pH آن ٬ بسیار بالاست.

موارد استفاده و کاربرد های پتاسیم سیلیکات:

کود

این ماده به عنوان کود برای چمن و دیگر محصولات کشاورزی استفاده می شود چرا که منبعی حل نشدنی از سیلیکون و پتاسیم می باشد.

سایر مزایای آن عبارتند از :

  • بهبود فتوسنتز گیاهان
  • کاهش اثرات منفی آلومینیوم ٬ سدیم و منگنز اضافی.
  • بهبود رشد ٬ کیفیت و تعداد محصولات کشاورزی.
  • افزایش تکثیر گیاهان با بهبود شرایط گرده افشانی و افزایش باروری دانه ی گرده.
  • ساخت یک لایه ی شبه آمور (amour) در لایه ی خارجی سلول (دیواره ی سلول) و در نتیجه قوی تر و انعطاف پذیر تر شدن آن.

مقاومت به آفت به دلیل قوی شدن دیواره های سلولی گیاهی – این امر می تواند باعث افزایش کِشت محصول نیشکر تا ۳۰ درصد ٬ بسته به توان آن ٬ شود.

از جمله کاربردهای پتاسیم سیلیکات می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • صنایع صابون‌سازی
  • پاک‌کننده‌های صنعتی
  • صنایع چسب
  • پایدار سازی پراکسید و کنترل خوردگی

روکش یا پوشش الکترود

پس از انتخاب مواد پوشش، آنها را مخلوط کرده و با اضافه کردن مواد چسبنده (چسب شيشه) به صورت خمير در می‌آورند. از عوامل چسباننده که باعث خميری شدن و چسبيدن پوشش روی مغزی می گردند، میتوان به سيليکات سديم وسيليکات پتاسيم و يا چسب نشاسته اشاره کرد. سپس اين خمير از طريق  اکسترود  بر روی ميله فولاد کم کربن بصورت يکنواخت پوشانده می‌شود و پس از خشک کردن در کوره پخته می‌شود.
اضافه کردن آلياژهای آهنی در پوشش الکترود به منظور تصحيح ترکيب شيميائی جوش و احيانا  اکسيژن زدائی  آن است. هنگاميکه طول قوس زياد باشد عمل محافظت سرباره غير موثر بوده و اگر مواد اکسيژن زدا در پوشش الکترود موجود باشند مقدار بيشتری از آنها وارد واکنش اکسيژن زدائی می‌شوند.

به عنوان مثال درصد سيليسيم يا کربن جوش با افزايش طول قوس کم می‌شود. علاوه بر آن اکسيژن و ازت جذب شده از هوا در جوش افزايش يافته و خواص نامطلوبی از جمله ايجاد حباب ها در جوش نهايی حاصل می‌نمايند.

الکترودها از نظر قدرت محافظت و پوشش و در نتيجه حساسيت آنها در مقابل اثر طول قوس متفاوت هستند. امکان ايجاد حباب‌های ازت در شروع جوش بيشتر بوده و مهم است تا طول قوس در اين لحظه بلند نباشد. طول قوس شعله بين ۸/۰ تا ۶/۰ قطر الکترود مناسب می باشد. همچنين  اثر جريان باد در حين جوشکاری می تواند مقدار ناخالصی های اکسيژن و ازت حاصل از هوا در جوش را تغيير دهد.
در مواقعی که لازم است جوش بر روی فولادهای کم آلياژ انجام شود  می توان تا حدودی عناصر آلياژی را به پوشش الکترود اضافه کرد. اما در موارد الکترودهای فولادهای پر آلياژی ، قسمت اعظم عناصر اضافه شده از طريق ميله فلزی هسته الکترود تامين می‌شود.

کنترل خوردگی

جهت جداسازی ذرات چربی و معلق نگه داشتن آنها، جلوگیری از خوردگی و به صورت کلی این ماده به عنوان محلول بافر کاربرد دارد. برای چند قرن هم سیلیکات‌های مایع و هم متاسیلیکات‌ها به عنوان واحد سازنده در صابون‌ها استفاده می‌شوند. سیلیکات‌های مایع در صابون‌های قالبی و آرایشی برای جلوگیری از ترشیدگی اضافه می‌شوند. در انواع رختشویی‌های تجاری و سلف سرویس‌ها، متاسیلیکات‌ها به عنوان سازنده صابون شناخته شده‌اند.

در شوینده‌های سنتزی، فسفات‌ها و دیگر مواد به کار می‌روند و باعث خوردگی آلومینیوم، روی و آلیاژهای مشخصی که در ساختار ظرفشویی خانگی به کار می‌روند می‌شوند. مشارکت سیلیکات سدیم در ترکیب شوینده‌ها باعث کنترل خوردگی و حمله قلیایی و امولسیون‌سازی چربی‌ها و روغن‌های آلی و کاهش سختی کلسیمی و منیزیمی می‌گردد.

سیلیکات پتاسیم تقریباً بصورت کلی برای اتصال فسفر به صورت لوله های تصویر تلویزیونی سیاه و سفید و همچنین در لوله های تلویزیون با طرح رنگ استفاده می شود. این صفحات فسفر با مخلوط کردن فسفر با یک محلول سیلیکات پتاسیم درجه الکترونی و معرفی این مخلوط را در یک لوله تمیز  پر از محلول رقیق الکترولیت مانند سیلیکات استرانسیم قرار دهید. یک ژل در اطراف ذرات فسفر منفرد تشکیل می شود ، سپس آنها به پایین لوله می رسند.

مقاومت پیوند فسفر به شیشه تابعی از غلظت های سیلیس ، اکسید پتاسیم و الکترولیت و همچنین آهن های کمیاب ، خلوص آب ، زمان و دمای ته نشینی است. فیلمهای یکنواخت برخلاف سیلیکات سدیم بدست می آیند که به روشی نامنظم و ناهموار متصل می شوند.

آماده سازی سیلیکات

کاتالیزورها را می توان با سیلیکات پتاسیم یا سیلیکات سدیم از طریق تشکیل ژل با اسید تهیه کرد. آماده سازی کاتالیست معمولاً به تجزیه و تحلیل قبلی بسیاری از متغیرهای پردازش نیاز دارد.  انتخاب بین سیلیکات پتاسیم و سیلیکات سدیم به ماهیت کاتالیزور مورد نظر و مقایسه بین اثرات کاتیونهای مربوطه ، K + یا Na +  ، روی محصول نهایی بستگی خواهد داشت.

ملات ضد اسید سیلیکات پتاسیم

این محصول ملاتی است دو جزئی که بر پایه پودر و مایع سیلیکات پتاسیم طراحی گردیده است. این پوشش در مخازن، کانال ها و حوضجه های در معرض اسید های مختلف و یا بخارات اسیدی مورد استفاده قرار می گیرد. از خواص این محصول می توان به مقاومت دمایی بالا، مقاومت در برابر کلیه اسید ها (به جز اسید فلوئیدریک) و مقاومت مناسب در برابر شستشو و قلیا های ضعیف نام برد. از این ملات به عنوان بستر زیر کاشی های ضد اسیدی و آجرهای مقاوم ضد اسیدی استفاده می شود.

ترکیب اصلی ملات ضد اسید سیلیکات پتاسیم

ملات ضد اسید سیلیکات پتاسیم از محلول سیلیکات پتاسیم و پودر ضد اسید بر پایه سیلیکا تولید می شود. در ساختار این پوشش از نوعی عامل شیمیایی استفاده شده که پس از ترکیب دو جزء پودر و محلول واکنش شیمیایی مناسب صورت پذیرفته و محصولی با ویژگی‌های خوب مکانیکی و شیمیایی حاصل می شود. از ویژگی های آن می توان به چسبندگی به سطوح فلزی و بتنی در جهت پوشش دهی و نصب کاشی های ضد اسید اشاره کرد. علاوه بر آن به دلیل عدم حل شدن در آب بسیار شاخص می باشند.

حفاری لايه هاي شیلی ومشکل زا

عمليات حفاري در سازنده هاي شيلي همواره يکي از مشکلات عمده بوده است. عدم پايداري چاه در لايه هاي شيلي يکي از مهمترين عوامل افزايش زمان و در پي آن هزينه هاي حفاري مي باشد. از اين رو انتخاب صحيح سيال حفاري جهت کنترل شيل، باعث کاهش هزينه ها، زمان حفاري و همچنين کاهش آسيب سازند مي گردد.

يکي از اين سيالات، سيالات فرميتي به ويژه فرميت پتاسيم و سديم بوده که در زمره بهترين نوع سيالات پايه آبي پايدار کننده شيل مي باشد. اين سيالات با توجه به خصوصيات ذاتي نمک هاي فرميتي، پايداري بسيار خوبي در چاه بوجود مي آورند. با استفاده از نمک هاي فرميتي مي توان سيالاتي با دانسيته بالا و با حداقل ذرات جامد جهت حفاري لايه هاي شيلي و لايه هاي مخزني طراحي کرد.

نتايج آزمايش هاي انجام شده نشان مي دهد که سيالات فرميتي خواص رئولوژي خود را بعد از حرارت به خوبي حفظ کرده و همچنين اين سيالات بازيابي شيل بسيار خوبي در حد سيالات پايه روغني دارند. به طوري که سيالات فرميتي در مقايسه با انواع سيليکاتي، گلايکولي و کلريد پتاسيمي، بازيابي شيل بهتري از خود نشان مي دهند.

با توجه به آزمايشات انجام شده پليمرهاي مختلف با سيالات فرميتي سازگاري خوبي دارند. نتايج آزمايش رواني سيال فرميتي نشان داد که سيال فرميتي از رواني خوبي در مقايسه با ساير سيالات پايه آبي برخوردار است و نيازي به اضافه کردن مواد روان کننده ندارد.

منبع

فهرست