Applications industrielles

Les silicates sont indispensables dans bien des industries. Ils sont utilisés pour la fabrication d’engrais chimiques, ainsi que de produits de lavage et de nettoyage. Dans le traitement des eaux, ils offrent une protection anticorrosion pour les installations d’eau potable. Dans les fonderies, ils sont utilisés comme liant écologique. En outre, ils servent de matières premières pour la fabrication d’acide silicique et de zéolithe.

 

Produits de lavage et de nettoyage

Depuis de nombreuses années, d’importantes quantités de silicates liquides sont utilisées avec succès dans la formulation de produits de lavage et de nettoyage. Dans ce domaine, les fabricants peuvent tirer profit des nombreuses propriétés de ces matières premières. Les silicates jouent un rôle de tampon, de source d’alcali et de liant pour la neutralisation des métaux responsables de la dureté de l’eau.

Parallèlement, ils aident à réduire la tension superficielle, à dissoudre les taches, à disperser les particules de saleté, d’huile et de graisse et préviennent ainsi leur re-déposition sur les fibres ou les surfaces. De plus, les silicates sont des inhibiteurs de la corrosion pour les surfaces métalliques.

 

Traitement des eaux

Les propriétés anticorrosives des silicates de sodium dans les circuits d’eau potable sont connues. Ils sont d’ailleurs utilisés à cette fin depuis plus de 90 ans. En général, les silicates de sodium peuvent être utilisés seuls; l’ajout de phosphates ou d’autres substances est inutile.  

 

Fabrication d’engrais chimiques

Les silicates de potassium ont un effet bénéfique sur la physiologie des plantes. Ils constituent une excellente source de silicium dissout et contiennent du potassium, un macronutriment dont se nourrissent les plantes.

On les utilise pour renforcer les parois cellulaires des plantes et créer une barrière de protection contre toute attaque d’agents phytopathogènes. Leur utilisation accroît l’efficacité de la photosynthèse, augmente la résistance aux polluants métalliques et optimise l’équilibre nutritionnel.

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Acide silicique

La production d’acide silicique par voie humide repose sur l’acidification de solutions alcalines de silicates, de préférence du silicate de sodium, ce qui provoque un précipité gélatineux. 

vanBaerle propose des solutions de silicates de sodium de différentes compositions qui sont utilisées comme matières premières pour la fabrication d’acide silicique précipité. L’acide silicique est notamment utilisé dans la fabrication de pneumatiques, de dentifrice et de produits abrasifs.

 

Fonderie

La coulée par gravité à moule perdu est l’une des techniques les plus répandues en fonderie. Ces moules sont généralement fabriqués avec du sable auquel on a ajouté les liants appropriés. La forme évidée du moule est obtenue en pressant un modèle dans le sable. Pour enlever la pièce moulée, le moule doit être détruit. Utilisés aussi bien avec des moules en sable qu’avec des lingotières, les noyaux perdus sont également fabriqués avec du sable.

Les liants utilisés opèrent souvent sur la base d’une réaction chimique. Ils peuvent être durcis à chaud (via l’apport de chaleur) ou à froid (effet autodurcissant sous l’effet d’un catalyseur ou par circulation d’un gaz).
Les liants inorganiques à base de silicates de sodium (verre soluble) ont gagné beaucoup de terrain sur les liants organiques classiques au cours des dernières années en raison de leur impact favorable sur l’environnement et la sécurité du travail.

 

Zéolithes

Les zéolithes servent de catalyseurs dans de nombreux processus de chimie industrielle, de matériaux pour la séparation de substances chimiques ou d’adoucisseurs d’eau dans les produits de lavage.
Pour la synthèse des zéolithes, on utilise comme matières premières le silicate de sodium (verre soluble), le gel de silice ou l’acide silicique comme source de silicium, et l’hydroxyde d’aluminium ou d’autres sels d’aluminium comme source d’aluminium. Le type de zéolithes obtenu lors de la synthèse dépend de plusieurs facteurs, notamment de la composition du mélange réactionnel, de la vitesse d’agitation et de la température de cristallisation.

Les zéolithes sont des aluminosilicates cristallins naturels ou de synthèse. Ils sont composés d’une structure microporeuse de tétraèdres de AlO4 et de SiO4. Les atomes d’aluminium et de silice sont reliés entre eux par des atomes d’oxygène. En fonction du type, il en résulte une structure de pores et/ou canaux de formes identiques dans lesquels des matières peuvent être absorbées. 

 

Silicate vitreux

Très pur, écologique et facilement soluble dans l’eau, le silicate vitreux se prête à un large éventail d’applications.

Chez vanBaerle, le silicate de potassium vitreux est fabriqué par la fusion de carbonate de potassium (potasse) et de sable de quartz à env. 1400 °C dans un four de fusion électrique. Le taux d’impuretés infime du silicate de potassium s’explique par la grande pureté des matières premières et le remplacement du gaz ou du mazout par l’énergie électrique, ce qui donne lieu à un procédé quasiment neutre en CO2. Pour la suite des opérations, cette qualité se traduit par la vitesse de dissolution élevée du verre dans l’eau et la filtrabilité aisée des produits liquides.

vanBaerle produit des silicates de potassium vitreux avec un rapport molaire de 4,1.
D’autres rapports molaires sont disponibles sur demande. Utilisés comme matières premières pour un grand nombre de silicates liquides, les silicates de potassium vitreux servent également de matériel de remplissage, notamment dans les mastics réfractaires.

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