سیلیس

سیلیس یا سیلیکا یکی از پرکاربردترین مواد معدنی در جهان است که در صنایع متعددی از جمله شیشه سازی، ریخته گری، تصفیه آب، سرامیک، رنگ سازی و حتی تولید بتن استفاده می شود. ترکیب اصلی آن دی اکسید سیلیکون (SiO₂) بوده و به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی ویژه، به عنوان یک ماده اولیه ضروری در صنایع گوناگون شناخته می شود. شرکت مهاب با سال ها تجربه در تأمین و فروش انواع سیلیس صنعتی و معدنی، آماده ارائه این محصول با بالاترین کیفیت و مناسب ترین قیمت به مشتریان عزیز می باشد.

سیلیس چیست؟

سیلیس (Silica) یا دی اکسید سیلیکون، یک ترکیب شیمیایی متشکل از سیلیکون و اکسیژن است که به طور طبیعی در پوسته زمین به وفور یافت می شود. مهم ترین منبع سیلیکا، کوارتز و ماسه های کوارتزی هستند که پس از استخراج و فرآوری به شکل های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. این ماده به دلیل سختی بالا، مقاومت حرارتی و خلوص شیمیایی، در بسیاری از صنایع به عنوان ماده اولیه یا افزودنی مورد استفاده قرار می گیرد.

ویژگی های فیزیکی و شیمیایی سیلیس

ویژگی های فیزیکی و شیمیایی سیلیس (SiO₂) باعث شده که این ماده معدنی در صنایع مختلف به عنوان یک ماده اولیه اصلی مورد استفاده قرار بگیرد.

• سختی بالا: سیلیس دارای سختی ۷ در مقیاس موهس است و به همین دلیل در صنایع ساینده و مقاوم سازی بسیار کاربرد دارد.
• چگالی: چگالی سیلیکا حدود 2.65 گرم بر سانتی متر مکعب است و نوع آمورف آن چگالی کمتری دارد.
• نقطه ذوب و جوش: نقطه ذوب سیلیکا حدود 1710 درجه سانتی گراد و نقطه جوش آن نزدیک به 2230 درجه سانتی گراد است که نشان دهنده مقاومت حرارتی بالای آن می باشد.
• شکل ظاهری: سیلیس به صورت بلورهای شفاف (کوارتز) یا ماسه سفید در طبیعت یافت می شود و ظاهر آن بسته به منبع استخراج متغیر است.
• انحلال پذیری: سیلیکا در آب نامحلول است و تنها در اسید هیدروفلوئوریک (HF) قابلیت حل شدن دارد.
• دانه بندی متنوع: این ماده معدنی به صورت دانه های درشت ماسه ای تا پودرهای بسیار ریز میکرونیزه تولید و عرضه می شود.
• ترکیب شیمیایی: سیلیس با فرمول شیمیایی SiO₂ از یک اتم سیلیکون و دو اتم اکسیژن تشکیل شده است.
• پایداری شیمیایی: سیلیکا در برابر بیشتر مواد شیمیایی و حلال ها پایدار است و واکنش پذیری کمی دارد.
• خاصیت دی الکتریک: این ماده رسانایی الکتریکی بسیار پایینی دارد و به عنوان عایق الکتریکی در صنایع استفاده می شود.
• واکنش با اسید هیدروفلوئوریک: یلیس در برابر اسید HF واکنش داده و به ترکیبات محلول مانند تترافلوئورید سیلیکون تبدیل می شود.
• خلوص شیمیایی: میزان خلوص سیلیکا بسته به معدن استخراجی بین 90 تا 99.9 درصد متغیر است و ناخالصی هایی مانند اکسید آهن و آلومینا در آن وجود دارد.

انواع سیلیس

سیلیس یکی از فراوان ترین ترکیبات موجود در پوسته زمین است که به شکل های مختلفی مانند کوارتز، ماسه و بلورهای معدنی یافت می شود. این ماده معدنی به دلیل سختی بالا، پایداری شیمیایی، شفافیت و مقاومت حرارتی، نقش کلیدی در صنایع مختلف از جمله شیشه سازی، ریخته گری، تصفیه آب، سرامیک، رنگ سازی و بتن سازی ایفا می کند. تنوع در دانه بندی و خلوص سیلیس باعث شده که از آن در کاربردهای بسیار گسترده ای استفاده شود و به عنوان یک ماده اولیه استراتژیک در صنعت شناخته شود.

• سیلیس کوارتزی: سیلیس کوارتزی رایج ترین و پرکاربردترین نوع سیلیس است که به صورت بلورهای سخت و شفاف در طبیعت یافت می شود. این نوع از خلوص بالایی برخوردار بوده و به طور گسترده در صنایع شیشه سازی، ریخته گری، تولید سیلیکون و صنایع الکترونیک استفاده می شود.
• سیلیس ماسه ای: سیلیس ماسه ای همان ماسه کوارتزی فرآوری شده است که معمولاً در دانه بندی های مختلف عرضه می شود. مهم ترین کاربرد آن در تصفیه آب (به عنوان بستر فیلتر شنی)، صنایع ساختمانی و تولید بتن می باشد.
• سیلیس میکرونیزه: سیلیس میکرونیزه به صورت پودری با دانه بندی بسیار ریز (مش بالا) تولید می شود. این نوع به دلیل سطح تماس زیاد و خلوص بالا در صنایع رنگ سازی، لاستیک سازی، پلاستیک، رزین، سرامیک و مواد شوینده کاربرد گسترده دارد.
• سیلیس آمورف: این نوع سیلیس فاقد ساختار کریستالی مشخص است و بیشتر در صنایع شیمیایی، تولید سیلیکات ها و به عنوان افزودنی در بتن های خاص استفاده می شود. سیلیس آمورف معمولاً از طریق فرآوری حرارتی یا رسوبی تولید می گردد.
• سیلیس کریستالی: سیلیس کریستالی همان ساختار بلوری طبیعی سیلیس است که سختی و مقاومت بالایی دارد. از آن در صنایع شیشه سازی، ریخته گری و تولید فروسیلیس استفاده می شود.
• سیلیس دانه بندی شده: سیلیس دانه بندی شده بر اساس اندازه ذرات دسته بندی می شود (مثلاً 0.5–1 میلی متر، 1–3 میلی متر، و غیره). این نوع بیشتر در فیلتراسیون آب و تصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرد.
• سیلیس رسوبی: این نوع سیلیس به صورت صنعتی از محلول های سیلیکاتی تولید می شود و دارای سطح ویژه بالا و تخلخل زیاد است. بیشتر در صنایع تایرسازی، لوازم آرایشی، خمیر دندان و صنایع غذایی به عنوان افزودنی استفاده می شود.

کاربردهای سیلیس

سیلیس به عنوان یکی از پرمصرف ترین مواد معدنی در جهان، نقش مهمی در صنایع مختلف ایفا می کند. این ماده به دلیل سختی بالا، مقاومت شیمیایی و حرارتی، در حوزه هایی مانند شیشه سازی، ریخته گری، تصفیه آب، تولید سرامیک، بتن، رنگ و رزین کاربرد گسترده دارد. تنوع در دانه بندی و خلوص سیلیس باعث شده است که هر صنعت بسته به نیاز خود از نوع خاصی از این ماده استفاده کند.

• صنایع شیشه سازی: سیلیس ماده اصلی در تولید شیشه است. شیشه های ساختمانی، شیشه خودرو، ظروف شیشه ای و حتی شیشه های اپتیکی همگی بر پایه سیلیکا ساخته می شوند. خلوص و شفافیت سیلیکا مستقیماً بر کیفیت شیشه تأثیر دارد. قوی ترین مخازن اسید سولفوریک با دمای بالا از شیشه ساخته می شود.
• صنعت ریخته گری و فولاد: ماسه سیلیسی به عنوان ماسه ریخته گری برای قالب گیری فلزات مورد استفاده قرار می گیرد. دلیل اصلی استفاده از سیلیکا در ریخته گری، مقاومت حرارتی بالا و توانایی حفظ شکل در دماهای زیاد است.
• تصفیه آب و فیلتراسیون: سیلیس دانه بندی شده در فیلتر شنی تصفیه آب خانگی و صنعتی استفاده می شود. این ماده ذرات معلق، گل ولای، چربی ها و ناخالصی های آب را جذب کرده و باعث شفافیت و بهبود کیفیت آب می شود. این کار برای پیش تصفیه در دستگاه تصفیه آب صنعتی ضروری است تا از آسیب به تجهیزات تصفیه آب جلوگیری شود.
• صنایع سرامیک و کاشی: سیلیکا در تولید سرامیک و لعاب کاشی ها نقش مهمی دارد. این ماده باعث افزایش مقاومت مکانیکی، پایداری حرارتی و درخشندگی محصولات سرامیکی می شود.
• تولید بتن و مصالح ساختمانی: اضافه کردن سیلیکا به بتن، باعث افزایش مقاومت مکانیکی، دوام و کاهش نفوذپذیری آن می شود. به همین دلیل از سیلیس به عنوان یک افزودنی مهم در بتن های پر مقاومت و سازه های خاص استفاده می شود.
• صنایع رنگ، رزین و لاستیک: پودر سیلیکا میکرونیزه به عنوان پرکننده در رنگ ها و رزین ها به کار می رود. این ماده موجب افزایش مقاومت رنگ در برابر خراش و سایش می شود. همچنین در صنایع لاستیک و پلاستیک به عنوان تقویت کننده و بهبوددهنده خواص مکانیکی کاربرد دارد.
• صنایع نفت، گاز و پتروشیمی: سیلیس به عنوان پروپانت در حفاری چاه های نفت و گاز به کار می رود تا فشار واردشده به لایه های زیرزمینی را کنترل کند. همچنین در تولید کاتالیست های شیمیایی نیز استفاده می شود.
• صنایع شیمیایی و دارویی: در صنایع شیمیایی از سیلیکا برای تولید سیلیکات ها و سیلیکون استفاده می شود. همچنین سیلیکای رسوبی در صنایع دارویی و غذایی به عنوان افزودنی مجاز (E551) کاربرد دارد.
• صنایع نسوز: به دلیل نقطه ذوب بالا، سیلیکا در تولید آجرهای نسوز، قالب های مقاوم حرارتی و پوشش های مقاوم در برابر حرارت استفاده می شود.

روش های تولید سیلیس

سیلیس یکی از پرکاربردترین مواد معدنی در صنایع مختلف است و روش های تولید آن بسته به نوع کاربرد و کیفیت مورد نظر متفاوت است. یکی از رایج ترین روش ها، استخراج و فرآوری از معادن طبیعی است که در آن ماسه های کوارتزی یا سنگ های غنی از سیلیس پس از استخراج، تحت فرآیندهای شستشو، آسیاب، غربالگری و دانه بندی قرار می گیرند تا سیلیکا با اندازه و خلوص مناسب برای صنایع مختلف آماده شود. این روش اقتصادی ترین و معمول ترین روش تولید سیلیس است و عمدتاً برای کاربردهای ساختمانی، ریخته گری و فیلتراسیون استفاده می شود.

روش دیگر تولید سیلیکا به صورت صنعتی، تولید سیلیس رسوبی است که از محلول های سیلیکاتی مانند سدیم سیلیکات حاصل می شود. در این فرآیند با استفاده از اسیدهای معدنی سیلیکا از محلول رسوب داده شده و پس از شستشو، خشک کردن و آسیاب کردن، محصولی با دانه بندی بسیار ریز و خلوص بالا به دست می آید که کاربردهای متعددی در صنایع تایرسازی، رنگ و رزین، خمیر دندان و صنایع دارویی و غذایی دارد.

تولید سیلیکا از طریق فرآوری حرارتی یا تولید سیلیکا ذوبی نیز از دیگر روش های صنعتی است که در آن سیلیکا طبیعی یا صنعتی تحت حرارت بسیار بالا قرار می گیرد تا سیلیس ذوبی ایجاد شود. محصول نهایی دارای خلوص بالا، مقاومت حرارتی و شفافیت ویژه است و بیشتر در صنایع شیشه های اپتیکی، نیمه هادی، لیزر و نسوز به کار می رود.

علاوه بر این، سیلیس می تواند از طریق فرآوری شیمیایی و واکنش های کنترل شده بین ترکیبات سیلیکاتی تولید شود تا سیلیس آمورف یا میکرونیزه حاصل شود. این روش امکان تولید سیلیس با ویژگی های تخصصی و دانه بندی دقیق را فراهم می کند و عمدتاً در صنایع حساس و پیشرفته استفاده می شود. به طور کلی، انتخاب روش تولید سیلیکا بستگی مستقیم به نوع کاربرد، خلوص مورد نیاز و سطح فرآوری مورد انتظار دارد و هر روش مزایا و محدودیت های خاص خود را در بر دارد.

مزایای استفاده از سیلیس

• مقاومت حرارتی بالا: سیلیس دارای نقطه ذوب حدود 1710 درجه سانتی گراد است. همین ویژگی آن را برای استفاده در صنایع نسوز، ریخته گری و تولید شیشه ایده آل کرده است.
• سختی و دوام مناسب: با سختی ۷ در مقیاس موهس، سیلیس در برابر سایش و خراش مقاومت بالایی دارد. به همین دلیل در تولید شیشه، سرامیک، بتن و رنگ به عنوان تقویت کننده استفاده می شود.
• پایداری شیمیایی: سیلیکا در برابر اکثر اسیدها و بازها مقاوم است (به جز اسید هیدروفلوئوریک)، بنابراین در محیط های شیمیایی سخت و صنایع مختلف به عنوان ماده ای پایدار و مطمئن به کار می رود.
• دسترسی آسان و فراوانی: سیلیکا یکی از فراوان ترین ترکیبات پوسته زمین است و به همین دلیل تأمین و استفاده از آن برای صنایع مختلف آسان و مقرون به صرفه است.
• تنوع در دانه بندی و خلوص: سیلیکا در اندازه ها و مش های مختلف (از ماسه درشت تا پودر میکرونیزه) تولید می شود و بسته به نوع صنعت، می توان بهترین گزینه را انتخاب کرد.
• بهبود کیفیت محصولات صنعتی: افزودن سیلیس به محصولات مختلف باعث افزایش استحکام مکانیکی، بهبود ظاهر، کاهش نفوذپذیری (مثلاً در بتن) و افزایش طول عمر محصول می شود.
• قیمت مناسب نسبت به کارایی: با توجه به فراوانی و قابلیت های متعدد، سیلیکا از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است و بسیاری از صنایع از آن به عنوان ماده اولیه اصلی استفاده می کنند.

نکات مهم در استفاده از سیلیس

• انتخاب نوع سیلیس مناسب: انتخاب نوع سیلیکا بسته به صنعت و کاربرد آن بسیار مهم است. استفاده از نوع نادرست می تواند کیفیت محصول نهایی را کاهش دهد یا تجهیزات را آسیب پذیر کند.
• بررسی خلوص سیلیس: میزان خلوص سیلیکا تأثیر مستقیم بر کیفیت محصولات صنعتی دارد. برای صنایع شیشه سازی و دارویی، سیلیکا با خلوص بالا (>99%) توصیه می شود.
• کنترل دانه بندی: دانه بندی سیلیکا باید مطابق استاندارد صنعت مربوطه باشد. دانه بندی مناسب باعث افزایش کارایی در فیلتراسیون، ریخته گری و بتن سازی می شود.
• اختلاط یکنواخت با مواد دیگر: در صنایع رنگ، بتن، رزین و سرامیک، اختلاط یکنواخت سیلیکا با سایر مواد اولیه ضروری است تا مقاومت و کیفیت محصول حفظ شود.
• نگهداری صحیح: سیلیس باید در محیط خشک و به دور از رطوبت نگهداری شود تا از ایجاد کلوخه یا جذب آب جلوگیری شود. بسته بندی ها نیز باید استاندارد و محکم باشند.
• رعایت ایمنی: گرد و غبار سیلیس کریستالی می تواند باعث بیماری های تنفسی شود. استفاده از ماسک، تهویه مناسب و تجهیزات ایمنی الزامی است.
• نگهداری و تعویض در فیلتراسیون آب: در سیستم های فیلتر شنی، سیلیکا باید به طور دوره ای شستشو و تعویض شود تا عملکرد بهینه فیلتر حفظ شود.
• رعایت استانداردهای صنعتی: در صنایع حساس مانند دارویی، غذایی و شیشه سازی، استفاده از سیلیکا با استانداردهای بین المللی و تأییدیه کیفیت الزامی است.

قیمت سیلیس

در حال حاضر قیمت سیلیس در بازار ایران بسته به نوع، خلوص و دانه‌بندی آن متفاوت است. سیلیس دانه‌بندی‌شده معمولاً بین 3.000 تا 15.000 تومان به ازای هر کیلوگرم قیمت دارد، در حالی‌که نوع میکرونیزه به دلیل ریزی ذرات و خلوص بالاتر، در بازه 10.000 تا 50.000 تومان معامله می‌شود. سیلیس کوارتز که بیشتر در صنایع خاص کاربرد دارد، می‌تواند تا حدود 70.000 تومان در هر کیلوگرم برسد. در خریدهای عمده، قیمت هر تن سیلیس معمولاً از حدود 700.000 تومان شروع شده و بسته به کیفیت و سفارش، تا 2.200.000 تومان نیز می‌رسد.

در بازار خرده‌فروشی هم کیسه‌های 40 کیلویی سیلیس درجه یک حدود 355 تا 430 هزار تومان عرضه می‌شوند که معادل 8.800 تا 10.750 تومان به ازای هر کیلوگرم است. به طور کلی، هرچه خلوص بالاتر و دانه‌بندی ریزتر باشد، قیمت نیز بیشتر خواهد بود.

قیمت سیلیس تحت تأثیر مجموعه ای از عوامل کیفی، کمی و اقتصادی قرار دارد که تعیین کننده ارزش آن در بازار داخلی و خارجی هستند. یکی از مهم ترین عوامل، خلوص سیلیکا است. سیلیس با درصد بالای SiO₂ و ناخالصی های کمتر، محصولی با ارزش تر به حساب می آید، زیرا بسیاری از صنایع حساس مانند شیشه سازی، داروسازی و صنایع الکترونیک به سیلیس با خلوص بسیار بالا نیاز دارند. به همین دلیل سیلیس با خلوص کمتر یا حاوی ناخالصی های مختلف، قیمت پایین تری دارد و بیشتر در صنایع عمومی و ساختمانی استفاده می شود.

اندازه ذرات و دانه بندی سیلیکا نیز نقش مهمی در تعیین قیمت دارد. سیلیکا میکرونیزه یا پودر ریز نیازمند فرآوری پیشرفته و تجهیزات خاص برای آسیاب و الک کردن است، بنابراین هزینه تولید آن بالاتر است. در مقابل، سیلیکا دانه بندی درشت یا ماسه ای به دلیل فرآوری ساده تر، قیمت پایین تری دارد. دانه بندی دقیق برای کاربردهایی مانند فیلتر شنی، ریخته گری یا تولید رنگ و رزین اهمیت ویژه ای دارد و قیمت را تحت تأثیر قرار می دهد.

عامل بعدی، نوع سیلیکا است. سیلیکا کوارتزی با خلوص بالا، سیلیکا رسوبی، سیلیکا آمورف یا سایر انواع صنعتی هر یک بسته به کاربرد، فرآوری و کیفیت متفاوت قیمت گذاری می شوند. فرآوری هایی مانند شستشو، خشک کردن، آسیاب کردن، دانه بندی و بسته بندی صنعتی می تواند هزینه نهایی محصول را افزایش دهد.

عرضه و تقاضا در بازار نیز تأثیر مستقیمی بر قیمت سیلیکا دارد. در شرایطی که استخراج سیلیکا محدود است یا تقاضای صنایع بزرگ داخلی و صادراتی بالا باشد، قیمت ها افزایش پیدا می کند. بالعکس، در شرایط مازاد عرضه و کاهش تقاضا، قیمت کاهش می یابد.

علاوه بر این، هزینه های حمل و نقل و بسته بندی از عوامل مهم اقتصادی هستند. سیلیکا معمولاً به صورت کیسه ای، جامبوبگ یا فله عرضه می شود و بسته به حجم سفارش، فاصله حمل و شرایط حمل و نقل، هزینه ها و در نتیجه قیمت نهایی تغییر می کند. برای سفارشات صادراتی، هزینه های گمرکی و حمل بین المللی نیز به قیمت اضافه می شود.

نهایتاً، کاربرد نهایی سیلیس و استانداردهای مورد نیاز آن نیز بر قیمت تأثیرگذار هستند. سیلیس مورد استفاده در صنایع غذایی و دارویی یا برای تولید شیشه اپتیکی باید استانداردهای بالایی داشته باشد و این الزامات باعث افزایش هزینه تولید و قیمت نهایی می شود.

به طور خلاصه، خلوص، نوع، دانه بندی، فرآوری، عرضه و تقاضا، هزینه حمل و نقل و کاربرد صنعتی همه به صورت مستقیم یا غیرمستقیم بر قیمت سیلیس تأثیر می گذارند. در نتیجه، هنگام خرید، توجه به این عوامل و انتخاب سیلیکا مناسب با کاربرد مورد نظر، نقش کلیدی در بهینه سازی هزینه و کیفیت محصول نهایی دارد.