Silikatlar. Shisha ishlab chiqarishning sanoat usullari

Silikatlar. Shisha ishlab chiqarishning sanoat usullari
Reja:

1. 
   Silikat buyumlarning va materiallarning tasnifi,
   
2. 
   Silikat buyumlarning xalq xo’jaligida ahamiyati.
   
3. 
   Ishlab chiqarish jarayoni.
   

Xulosa
Foydalanilgan adabiyotlar

Silikat va qiyin eriydigan nometall materiallar asosida davriy sistemaning IV- guruhiga kiruvchi kremniy elementi yotadi. Bu element jonsiz tabiat uchun muhim element hisoblanadi. U temirsimon rangga ega bo’lgan, qattiq va mo’rt moddadir. Kristall panjarasi mustahkamligi sababli past haroratda biroz passiv harakat qiladi. Kremniyning kislorodli birikmasi kremniy (IV) oksidi SiO₂ bo’lib, unga tegishli kislotalar formulasi nSiO₂^.mH₂O ga to’g’ri keladi:

SiO₂^.H₂O yoki H₂SiO₃ metakremniy kislotasi
SiO₂^.2 H₂O yoki H₄SiO₄ ortokremniy kislotasi
2SiO₂^.3 H₂O yoki H₆Si₂O₇ dikremniy kislotasi
Bu kislotalarning tuzlari meta-, orto- va di- silikatlar deb ataladi. Lekin, silikatlar texnologiyasida Al₂O₃, ZrO₂, TiO₂, PbO, MgO, CaO kabi ko’p sonli moddalar bilan ishlashga to’g’ri keladi. Bunday moddalar tarkibida kremniyga oid moddalar yo’q. Shunga qaramasdan, silikatlar texnologiyasi usullari bo’yicha ular bilan ish olib boriladi. Materiallarning bu qismi qiyin eruvchi nometall moddalar nomi bilan ataladi. Ma’lumki, tabiatda barcha jismlar uch agregat holatida uchraydi:

1. 
   Gaz shaklida. Ularga oddiy va ionlashgan gaz (plazma) lar kiradi.
   
2. 
   Suyuqlik shaklida. Ular oddiy suyuqlik va suyuq kristallarga bo’linadi.
   
3. 
   Qattiq modda shaklida. Kristall (temir, osh tuzi va boshqalar) va amorf moddalar (shisha, smola va boshqalar) shular turkumidan.
   

Keramika mahsulotlari uchun tipik holat poli- va monokristallik strukturali holatdir. Shisha mahsulotlari esa gudron, kanifol, smola moddalari singari qattiq nokristall tuzilishga ega. Bog’lovchi moddalar uchun polikristallik holati tabiiy holatdir. Shunday bo’lishiga qaramasdan silikat mahsulotlarining deyarli asosiy belgilari, ayniqsa ishlatiladigan xom ashyo turi, ishlab chiqarish usuli va texnologik parametrlari jihatidan bir-biriga o’xshab ketadi. U bog’lovchi moddalar ishlab chiqarishda gil (Al₂O₃ ^.2SiO₂ ^.2H₂O va boshqalar) va ohaktosh (CaCO₃), keramika buyumlari olishda gil (Al₂O₃ ^.2SiO₂ ^.2H₂O va boshqalar), dala shpati (Na₂O^.Al₂O₃ ^.6SiO₂, Ka₂O^.Al₂O₃ ^.6SiO₂, CaO ^.Al₂O₃ ^.2SiO₂) va kvars (SiO₂), shisha mahsulotlari pishirishda esa kvars (SiO₂), ohaktosh (CaCO₃) va soda (Na₂CO₃) bo’lishi mumkin. Xom ashyo atrofida esa bog’lovchi materiallari (asbestsementli quvurlar va yig’ma poydevor elementlari yaxlit va ichi kovak bloklar, keramika buyumlari (koshinlar, olovbardosh va qurilish g’ishtlari) va shisha asosida olingan mahsulotlar (stakanlar va billur lagani) berilgan. Bunday silikat mahsulotlari asosan SiO₂, Al₂O₃, MgO, CaO, Na₂O va boshqa oksidlardan tashkil topgan. Bunday deyish, albatta materiallarni ishlash vositalari va usullarida hech qanday o’zgarish yo’q degan xulosani keltirib chiqarmaydi. Olingan modda bog’lovchilik xususiyatiga ega va ega bo’lmasligi, kimyoviy muhitga beqaror va barqaror, o’tga nisbatan bardoshli yoki chidamsiz, xira va shaffof bo’lishi mumkin. Ammo farq ko’proq materiallarning xossalari va ichki tuzilishiga kelib taqaladi.
Keramika, shisha va bog’lovchi mahsulotlari birinchi navbatda silikatlar asosida olingan. Yer po’stining 75 foizi silikatlardan tashkil topgan, yana 12 foizi esa ozod kremnezemdan iboratligini inobatga olsak, ularning hayotimizdagi katta roli oydinlashadi. Keramika va shisha hamda bog’lovchi moddalar tarkibi turli-tuman bo’lgan xom ashyolardan qizdirish va eritish orqali olinadi. Shuning uchun ularning xususiyatlari tarkib va muhitga qarab o’zgaruvchan bo’ladi.
Silikat sanoatining asosiy tabiiy va sun’iy xom ashyolari kaolin Al₂O₃ 2SiO₂ 2H₂O, galluazit Al₂O₃ 2SiO₂ 4H₂O, muskovit K₂ Al₂ (Si₃ Al)O₁₀ (OH)₂, flo-gopit K Mg₃ (Si₃ Al)O₁₀ (OH)₂, montmorillonit (Ca, Mg)O Al₂O₃ 4-5 SiO₂ xH₂O, talk 3 MgO 4SiO₂ H₂O, gipstosh CaSO₄ 2H₂O, kalstit CaCO₃, magnezit MgCO₃, dolomit MgCa (CO₃)₂, flyuorit CaF₂, soda Na₂CO₃, potash K₂CO₃, apatit 5CaO P₂O₅ (F,Cl), mikroklin K₂O Al₂O₃ 6SiO₂, albit Na₂O Al₂O₃ 6SiO₂, anortit CaO Al₂O₃ 2SiO₂, kvars SiO₂, korund Al₂O₃, qo’rg’oshinli surik Pb₃O₄, vollastonit CaO SiO₂, gematit -Fe₂O₃, magnetit Fe₃O₄ va boshqalar kristall moddalar qatoriga kiradi. Ular asosida olinadigan material va buyumlarda esa alit 3CaO SiO₂, belit β- 2CaO SiO₂, uchkalstiyli alyuminat 3CaO Al₂O₃, to’rt kalstiyli alyumoferrit 4CaO Al₂O₃ Fe₂O₃, ohak CaO, mullit 3Al₂O₃ 2SiO₂, enstatit MgO SiO₂, diopsid CaO MgO 2SiO₂, gedenbergit CaO FeO 2SiO₂, jadeit Na₂O Al₂O 4SiO₂, spodumen Li₂O Al₂O₃ 4SiO₂, forsterit 2MgO SiO₂, fayalit 2FeO SiO₂ kabi kimyoviy birikmalar hosil bo’ladi va ular mahsulotning tegishli xossa va xususiyatlarni ta’minlaydi. Ular ham yuqorida nomlari keltirilgan xom ashyolar kabi kristall strukturaga ega bo’lgan.
Xom ashyo va tayyor mahsulot tarkibi kristall tuzilishiga ega bo’lmasligi ham mumkin. Masalan, vulqon otilishi natijasida hosil bo’lgan obsidian nomli xom ashyo yoki chinni mahsuloti tarkibiga kiruvchi shaffof moddalarni olaylik. Bunday kimyoviy birikmalar tuzilishiga ko’ra smola, kanifol kabi amorf moddalarga kiradi. Xom ashyo yoki mahsulotga termik ishlov berish esa ularning kristall shaklidan amorf shakliga o’tishini tezlatuvchi omil bo’lib xizmat qiladi.
Silikat sanoati va unga taaluqli sohalar–bog’lovchi moddalar va asbestsement buyumlari, keramika va olovbardosh buyumlar, shisha va shishakristall (sitall) materiallarining xom ashyolari, bir tarkibli aralashmalari (bog’lovchi moddalar ishlab chiqarishda-shlam va xom ashyo uni, keramika va olovbardosh buyumlar olishda shliker, massa, yarim quruq va quruq kukunlar, shisha va sitallar ishlab chiqarishda esa – shixta yoki briket) va tayyor mahsulotlar sifati va xossalarini nazorat qilishda ularning ichki tuzilishi va uni tashqi muhit ta’sirida o’zgarishini bilish eng muhim masala hisoblanadi.
Silikat mahsulotlarini ishlab chiqarish O’zbekistonda ham hozirgi kunda keng rivojlangan. Sement sanoatining Respublikamizdagi taraqqiyoti Mirzacho’lning janubida, azim Sirdaryo bo’yida, Bekobod qishlog’i yakinida qurilgan qaldirg’och korxona nomi bilan bog’liq. Serquyosh o’lkamizda bu materialni ishlab chiqarish uchun kerakli bo’lgan barcha xom ashyo manbalarining ko’p miqdorda mavjudligi Quvasoy, Angren, Ohangaron va Navoiy sement korxonalarini bunyod bo’lishiga olib keldi. Fan va texnikaning eng oxirgi yutuqlari asosida klinkerni quruq usulda olishga asoslangan va birinchi navbati 1977-yili ishga tushirilgan Navoiy sement zavodi yiliga 4 mln 600 ming tonnagacha mahsulot etishtirib beradi.
Keramika buyumlari g’isht va sopolni ilk bor ishlash o’rta asrlarda boshlangan. Markaziy osiyolik ustalar g’ishtdan poydevor, ustun, maqbara, gumbaz, zina, zinapoya, yertula kabi inshootlar barpo etishgan. Jumladan, IX asr oxiri X asr boshlarida Buxoroda bunyod etilgan Somoniylar maqbarasi, XII asrda karvon yo’lida qurilgan Jarqurg’on minorasi sifatli pishiq g’ishtda qurilgan.
XX asr davomida Respublikamizning Toshkent, Samarqand, Quvasoy, Angren, Rishton, Nukus singari ko’pgina shaharlarida keramikadan qurilish, xo’jalik hamda texnika materiallari va buyumlari ishlab chiqaradigan yirik korxonalar qurildi.
Shisha sanoati esa O’zbekistonda faqat XX asrning ikkinchi yarmida barpo etildi va rivojlandi. Hozirgi kunda Respublikamizning besh yirik korxonasida shisha mahsulotlari deraza oynasi, shisha tolasi, banka shisha, butilka, suyuq shisha, billur, rangli shisha, archa taqinchoqlari, yo’l belgilari shishasi, elektronika va elektrvakuum texnikasi shishalari ishlab chiqarilmoqda. Birgina Chirchiq shisha zavodining bir yilgi ishlab chiqargan qurilish shishasi 2,85 mln m² ni tashkil qildi. Toshkent va Quvasoy tara zavodlarining bergan butilka va bankalari soni esa 127 mln donaga teng bo’ldi.
O’tga chidamli materiallar ishlab chiqarish afsuski, shu kunlargacha Markaziy Osiyo davlatlari, shu jumladan O’zbekistonda hali yo’lga qo’yilmagan. Angren shahri hududi bu material turini barpo etish uchun kerakli xom ashyo kaolin va tuproqlarga o’ta boy. Bu esa o’z navbatida 1580^oC va undan ham yuqori daraja haroratga chidamli mahsulotlar ishlab chiqaruvchi korxonalar yaqin yillar ichida qurilajakligidan davolat beradi.
Umuman, Respublikada an’anaviy va samarali silikat mahsulotlarining eng muhim turlarini ishlab chiqarilishning zafarli odimi ilgarilab bormoqda.
Yuqorida keltirilgan raqamlar O’zbekistonda sement, keramika, shisha va elektron texnika vositalari (dielektrik va magnit materiallari) sanoatlari mahsulotlarining yillar davomida muntazam oshib borganligini ko’rsatmoqda. Kelajakni ko’zlagan rejalar bundan keyingi yillarda ham bu materiallarni ishlab chiqarish sur’atini yanada yuksalishi haqida dalolat bermoqda.
O’zbekisonda silikat mahsulotlari ishlab chiqaruvchi sohalarni rivojlanishida Respublikamiz olimlarining ham hissalari katta. Ayniqsa, bu borada Toshkent kimyo-texnologiya institutining “Silikat materiallar texnologiyasi” kafedrasida Tadjiev F.X., Otaqo’ziev T.A., Ismatov A.A. va boshqalar, O’zbekiston Fanlar Akademiyasi qoshidagi “Umumiy va noorganik kimyo” institutining “Silikatlar kimyosi” laboratoriyasida Konstepolskiy I.S. va Sirajiddinov N.A. tomonidan O’zbekistonning mahalliy resurslari asosida olib borilgan va hozirda ham olib borilayotgan ilmiy-tadqiqot ishlarining ahamiyati kattadir.
Keramika va shisha, bog’lovchi va elektron texnikasi mahsulotlari (o’tkazgich va yarim o’tkazgichlardan tashqari)ning deyarli asosiy belgilari, ayniqsa ishlatiladigan xom ashyo turi, ishlab chiqarish usuli va texnologik parametrlari jihatidan bir-biriga o’xshab ketadi. Bunday deyish, albatta, materiallarni ishlash vositalari va usullari bobida hech qanday o’zgarish yo’q degan xulosani keltirib chiqarmaydi. Ammo, farq ko’proq ishlab chiqarilgan materiallarning xossalariga kelib taqaladi. Olingan modda kimyoviy muhitga beqaror va barqaror, o’tga nisbatan bardoshli yoki chidamsiz, xira va shaffof bo’lishi mumkin. Shu sababli keramika va shisha, bog’lovchi va elektron texnikasi mahsulotlari (dielektrik va magnit materiallari)ni ishlatuvchi sohalar ham xilma-xil. U ishlab chiqarish vositalari va iste’mol buyumlari ishlab chiqarishda, fan qurilish va qishloq xo’jaligida keng qo’lamda ishlatiladi. Buning asosiy sababi ularning bir qancha muhim texnikaviy xossalarga egaligidir. Ular siqilish va cho’zilishda yuqori mustahkamlikka egadirlar, yonish, chirish va zanglash nimaligini bilmaydi, elektr toki, issiq va sovuqqa chidamli, tovush o’tkazmaydigan hamda kimyoviy moddalar ta’siriga barqaror materiallardir.
Yangi keramika va shisha, bog’lovchi va elektron texnika vositalarining ko’plab ishlab chiqarilishi, ularga jahon bozoridagi talabning kun sayin oshib borishi ishlab chiqarishning xom ashyo bazasini ham kengaytirish zaruriyatini tug’dirdi. Kaolin, bentonit, lyoss, dala shpati, qum, magnezit, ohaktosh, dolomit, soda, potash kabi an’anaviy moddalar o’z mavqeini saqlab qolgan holda xom ashyo bazasi soni tabiiy va sun’iy birikmalar Al₂O₃, ZnO₂, MgO,TiO₂, Fe₂O₃, ZnS, SnO, SiC, TiC, Si₃N₄, TiB₂, ThO_2, B₄C, Si₃N₄, TiC, TiN, UO₂, ThS, UC hisobiga oshdi. Keramika va shisha, bog’lovchi va elektron texnika mahsulotlari texnologiyasi tarkibiga kiruvchi xom ashyolarni qidirib topish va ular asosida yangi texnologiyalar joriy etish va chiqarilayotgan mahsulotlar sifatini yaxshilash hozirgi kunning ham dolzarb muammolaridandir.
Silikat va qiyin eruvchi nometall materiallar texnologiyasi sohalarida hal qilinishi lozim bo’lgan muammolar qatoriga kiradi:

1. 
   Silikat mahsulotlari ishlab chiqaruvchi barcha korxonalardagi texnologiyalarni zamonaviy progressiv texnologiyalar bilan almashtirish;
   
2. 
   Yuksak texnologiyalarga ega bo’lgan xorijiy davlat firmalari bilan qo’shma korxonalar barpo etish hisobiga silikat buyumlari parametrlarini jahon andozalari darajasiga yetkazish va ishlab chiqarilayotgan mahsulotlarning eksport qilish qobiliyatini oshirish;
   
3. 
   Zamonaviy texnologiyalar kiritish hisobiga xom ashyo va qo’shilma materiallar sarfini kamaytirish, qalin tanali mahsulotlar ishlab chiqarishdan yupqa tanali buyumlar ishlab chiqarishga o’tish;
   
4. 
   Texnologik jarayonlarda ishlatiladigan mashina va asbob-uskunalar samaradorligini oshirish, robotatexnika va boshqa progressiv uskunalarni ishlab chiqarishga keng joriy etish;
   
5. 
   Mahsulotlar ishlab chiqarishda mahalliy xom ashyo (Angren kaolini, Zarafshon va Beltau paleogillari, Qamishboshi va Chimyon oliogestenlari, Bandixon argillit gili, Jeroy va Maysk qumlari, Chiyali va Ilonsoy pegmatitlari, less zahiralari va boshqalar) va sanoat chiqindilari ( Olmaliq fosfogipsi, tog’-metallurgiya kombinatlari toshqollari, issiqlik elektrostanstiyasi kullari va boshqalar)dan keng foydalanish;
   
6. 
   Sanoat korxonalarida issiqlik va energotejamkorligiga asoslangan yangi texnologik yechilmalarni izchil joriy etish;
   
7. 
   Korxona sexlari va bo’limlarida mehnat sharoitini yaxshilash, zaharli va qoldiq, suvli va suvsiz moddalarni qayta ishlab chiqarishga kiritish hisobiga atrof-muhit muhofazasini yaxshilashisha
   

Silikat mahsulotlari hisoblangan keramika buyumlari olishda foydalaniladigan lentali press qurilmalari quyidagicha tuzilishga ega: