Силікати

Природні силікати утворилися в основному з розплавленої магми. Передбачається, що при затвердінні магми з неї спочатку викристалізовувались силікати, бідніші кремнеземом -ортосілікати, потім після витрачання катіонів виділялися силікати з високим вмістом кремнезему - польові шпати, слюди і, нарешті, чистий кремнезем. Силікати - складні кремнекіслородние з'єднання у вигляді мінералів і гірських порід, займають визначальне місце у складі земної кори (80% за В. І. Вернадського). А якщо додати природний оксид кремнію - кварц, то кремнекіслородние з'єднання утворюють більш 90% маси земної кори і практично повністю складають обсяг Землі. Силікатні мінерали є породоутворюючий: такі гірські породи, якграніт, базальт, кварцит, піщаник, польовий шрат, глина, слюда і інші, складені силікатними і алюмо-силікатними мінералами. Абсолютна більшість силікатних мінералів є твердими кристалічними тілами, і тільки незначна кількість мінералівзнаходиться в аморфному стані (халцедон, опал, агат тощо) або в колоїдно-дисперсному стані: глини, цеоліти, палигорськіт та ін Кожен мінерал, як извесно, володіє сукупністю фізичних і хімічних властивостей, які цілком визначаються його кристалічної структурою і хімічним складом.  Кристалічні структури силікатів різноманітні, але основу їх складають комбінації атомів найпоширеніших елементів Si (кремнію) і O (кисню).  Координатне число кремнію 4. Таким чином, кожен атом кремнію знаходиться в оточенні чотирьох атомів кисню. Якщо з'єднати центри атомів кисню, то утворюється простір-ва Кристалічна структура - тетраедр, в центрі якого знаходиться атом кремнію, сполучений з чотирма атомами кисню в вершинах. Таке групування називається кремнекіслородним радикалом [SiO]. Хімічна зв'язок Si - O - Si називається силоксанових, природа зв'язку - ковалентна, енергія зв'язку Si - O дуже висока і дорівнює 445 кДж/моль.  Оскільки сталий координатне число кремнію дорівнює 4, силікатні структури полімерні. Вони представлені різними типами структур - острівний, кільцевої, цепочечной або шаруватої, каркасної. Склад і будова головних породоутворюючих мінералів визначають їх властивості, а отже, і поведінка в масивах гірських порід при різних механічних, фізичних та фізико-хімческіх впливах в природних умовах залягання і при проведенні гірничих робіт. Таким чином, хімія силікатів є одним з головних моментів при проектуванні і технології проведення гірничих робіт. Крім того, численні силікатні мінерали й порд широко використовуються як сировинні матеріали в різних технологічних виробництвах, наприклад, у високотемпературних процесах (випал, спікання, плавлення) при виробництві: 1) цементу (глини, карбонати, мергелі); 2) глазурі, скла (польові шпати, пегматіти, нефеліни, і інші  лужні, у тому Цісла літієві алюмосилікати,  циркон); 3) легких наповнювачів і (спучуються при  термоізоляційних порошків випаленні вермикуліту,  перліти і т.д.); 4) вогнетривів, керамічних виробів (глини, каоліни, сілліманіти,  циркон); 5) форстерітових вогнетривів (Дуніт, олівіновие мінерали, тальк,  азбестові відходи); 6) порцеляни (глини, каоліни таін); 7) ізоляторів (тальк); 8) кам'яних матеріалів (глини). Група силікатів використовується без випалу в якості: 1) адсорбентів для очищення газів і вод (бентонітові глини, цеоліти); 2)компонента бурових розчинів (високодисперсні бентонітові глини); 3) наповнювача при виробництві паперу, гуми (каоліни, тальк); 4) дорогоцінних каменів (смарагд, топаз, кольорові турмаліни, хризотил,  блакитні аквамарини та ін). Силікатні руди і мінерали використовують для видобутку металів, їх оксидів і солей, а також для ізвлеценія Zi (Лепідоліт, сподумен), CS (поллуціт), Be (берил) і отримання Ni (ревдінкіт, гарніеріт та ін) і Zr (циркон).

Скло

Скло — твердий, аморфний, прозорий в певному оптичному діапазоні (в залежності від складу) матеріал отриманий з переохолоджених рідких мінеральних розплавів, які містять склоутворюючі компоненти (оксиди кремнія, бора, алюмінія та інші) та оксиди металів (літія, калія, магнія, свинцю тощо). Основною сировиною для виготовлення будівельних скловиробів є кварцевий пісок (Si02), вапняк (СаС03), сода (Na2C03) або сульфат натрію (Na2S04). Оксиди металів вводять для поліпшення будівельно-технічних властивостей. Властивості скла визначаються хімічним складом, умовами термічної обробки, станом поверхні та дефектами виробництва.Технологічний процес виготовлення скловиробів складається з певних операцій (мал. 9.6)Скло характеризується: високою міцністю при стискуванні (до 1200МПа); малою міцністю при розтягуванні (до 90МПа); крихкістю; високою прозорістю та здатністю пропускати не менше 84% променів видимого спектра; низькою теплопровідністю та теплостійкістю; високою хімічною стійкістю. Компоненти скла:Головні склоутворювачі: чисті кварцеві піски, сода, поташ, доломіт, шпат та інше;Допоміжні: глушники — роблять скло непрозорим. Використовують фтористі сполуки (криоліт, плавиковий шпат).Освітлювачі — роблять скло світло-прозорим. Використовують азотно-кислий амоній (NH4N03), хлористий амоній (NH4C1) та інші. Фарбники — елементарні речовини (селен) або оксиди металів. Скловироби До листових скломатеріалів відносять: Віконне скло — безколірний, зеленкуватий або блакитнуватий прозорий матеріал з гладкими поверхнями призначений для засклення світлових пройомів, вікон, дверей, елементів теплиць та парників тощо. Випускають товщиною: 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; та 6,0мм трьох сортів.  Допустимі дефекти: — для першого сорту: полосність яка не спотворює форму предметів, повітряні пухирі розміром до 6мм числом не більше 1шт. на 0,1м2, інородні вкраплення розміром до 2мм не більше 1шт. на 0,3м2 — для другого сорту: такі самі дефекти, але більших розмірів та більшої кількості, не розварені частки сирих матеріалів (камінь), різнотовщинність, поперечна хвилястість. Кольорове скло випускають товщиною 3,0 та 4,5мм. Використовують для декоративного засклення світлових пройомів приміщень, вітражів та для внутрішнього облицювання.