Изобретение относится к области строительства, в частности к способам подготовки сырьевых материалов для производства стекла.
Известен способ подготовки шихты для производства стекла, заключающийся в измельчении, сушке и рассеве компонентов через сита 0,8-1,1 м с их последующим смешением [1].
Недостатками способа являются малая гомогенизация шихты, отсутствие физико-химического взаимодействия между компонентами, возможность расслаивания.
Наиболее близким техническим решением к предложенному способу является способ подготовки шихты для производства стекла, включающий обработку кремнезема водным раствором оксида натрия и термообработку при температуре до 200oC с последующим смешением со всеми компонентами шихты [2].
Недостатками способа являются его длительность при наличии двух стадий, а также малая гомогенизация смеси компонентов, отсутствие физико-химического взаимодействия между ними, что не исключает возможность расслаивания, значительные энергозатраты.
Задачей изобретения является сокращение длительности подготовки шихты, повышение степени гомогенизации, физико-химического взаимодействия между компонентами и уменьшение энергозатрат за счет снижения температуры обработки.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе подготовки шихты для производства стекла путем обработки кварцевого песка водным раствором гидроксида натрия при 170-200oC, смешивания компонентов шихты, предварительно смешивают компоненты шихты, а после обработки водным раствором гидроксида натрия осуществляют дополнительную термообработку при 400-700oC.
Компоненты шихты после измельчения и рассева смешивают с водным раствором гидроксида натрия и подвергают температурной обработке при 170-200oC в течение 1-1,5 ч. Раствор гидроксида натрия в этих условиях кипит. В процессе кипения раствора осуществляется перемешивание компонентов шихты и ее гомогенизация. Одновременно начинается физико-химическое взаимодействие между компонентами.
После испарения воды смесь компонентов подвергается дальнейшей температурной обработке, которая заключается в подъеме температуры до 400-700oC с последующей выдержкой при этой температуре в течение 0,5 ч. В процессе температурной обработки происходит удаление химически связанной воды и физико-химическое взаимодействие между компонентами шихты. Наличие в составе шихты других химических соединений и, в частности, компонентов, содержащих алюминий и магний, которые являются составной частью большинства стекол, сдвигает процессы физико-химического взаимодействия между компонентами шихты в область пониженных температур в сравнении с температурой обработки смеси по прототипу. Это объясняется высокой химической активностью алюминия и магния и каталитическим воздействием соединений алюминия на многие физико-химические процессы. В результате образуется сыпучий порошок, в котором все компоненты шихты равномерно распределены вокруг частиц кварцевого песка, что обеспечивает отсутствие расслаиваемости при транспортировке и ускоряет процессы стеклообразования и гомогенизации в стекловаренной печи.
Способ иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. В качестве базового выбрали состав, примерно соответствующий наиболее массовому типу - листовому стеклу, мас.%:
SiO2 - 71,6
Al2O3 - 1,7
CaO - 6,7
MgO - 4,0
Na2O - 16,0
В качестве сырьевых компонентов использовали кварцевый песок, глинозем, мел, оксид магния и 45%-ный водный раствор гидроксида натрия. С учетом того, что оксид кальция вводится в виде мела, а оксид натрия в виде 45%-ного водного раствора гидроксида натрия, для получения 100 г стекла компоненты были взяты в следующих количествах:
Кварцевый песок - 71,6
Глинозем - 1,7
Мел (CaCO3) - 13,3
Оксид магния - 4,0
Гидроксид натрия (45%-ный раствор) - 44,0 (Na2O-16,0)
Навески компонентов помещали в тигель из нержавеющей щелочеустойчивой стали и помещали в муфельную печь, где выдерживали при 170-200oC в течение 1 ч. Затем поднимали температуру до 400oC и выдерживали при этой температуре 0,5 ч. В итоге получали сыпучий белый порошок. На этом операция подготовки шихты заканчивалась.
Из полученной шихты изготовили образец стекла. С этой целью подготовленную шихту помещали в корундовый тигель, который ставили в муфельную печь. Температуру в печи поднимали до 1350o и выдерживали тигель с шихтой в течение 0,5 ч. Содержимое тигля выливали на металлическую плиту, оно представляло собой прозрачную текучую массу. Отжиг образцов стекла проводили при 550oC в течение 1 ч.
После остывания проверяли визуально качество образцов. Каких-либо дефектов (уплотнений, непроварившихся зерен, посторонних включений) в образцах обнаружено не было. В том числе не было и мелких газовых пузырьков - "мошки", которая была обнаружена при изготовлении стекла по прототипному способу.
Пример 2. Навески компонентов, указанных в примере 1, подготовили и поместили в тигле в муфельную печь, где выдерживали при 170-200o в течение 1,5 ч. В результате этой обработки вода полностью испарялась из смеси. В дальнейшем температуру поднимали до 700oC и выдерживали при этой температуре в течение 0,5 ч.
Полученный порошок переносили в корундовый тигель и нагревали до 1450oC с последующей выдержкой при этой температуре в течение 1,0 ч. Полученный расплав выливали на металлическую плиту и получали образцы в виде дисков. Отжиг образцов стекол проводили при 550oC в течение 1,0 ч.
Визуальная оценка качества образцов показала, что стекла не имеют газовых пузырьков, уплотнений, посторонних включений, непроваренных частиц.
Таким образом, сравнивая полученные результаты подготовки шихты по известному и предлагаемому способу, можно отметить, что предлагаемый способ позволяет сократить время подготовки шихты, снизить температуру ее обработки на 100 oC, повысить качество готового стекла.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ПОДГОТОВКИ КВАРЦЕВОГО ПЕСКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТЕКЛА | 1996 |
|
RU2116981C1 |
СЫРЬЕВОЙ КОНЦЕНТРАТ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТЕКЛА И КЕРАМИКИ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ | 1999 |
|
RU2152363C1 |
Способ получения диопсида | 2022 |
|
RU2801146C1 |
СПОСОБ БРИКЕТИРОВАНИЯ СТЕКОЛЬНОЙ ШИХТЫ | 1998 |
|
RU2144006C1 |
Способ получения биосовместимых висмут-апатитов | 2021 |
|
RU2776293C1 |
СЫРЬЕВОЙ КОНЦЕНТРАТ И ШИХТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СИЛИКАТНОГО СТЕКЛА | 2015 |
|
RU2597008C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВ СОЕДИНЕНИЙ ДИОКСОСУЛЬФИДОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ LnOS И ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ НА ИХ ОСНОВЕ Ln'OS-Ln''OS ( Ln, Ln', Ln''=Gd-Lu, Y) | 2013 |
|
RU2554202C2 |
СПОСОБ СОВМЕСТНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ КАЛЬЦИЙСОДЕРЖАЩЕГО И СУЛЬФАТСОДЕРЖАЩЕГО ОТХОДОВ | 2013 |
|
RU2555488C2 |
Способ приготовления шихты | 2016 |
|
RU2638195C1 |
Способ получения гетероструктуры, стекло, обогащенное Si/δ* - BiO/стекло, обогащенное Bi, в системе BiO - SiO | 2018 |
|
RU2693062C1 |
Изобретение относится к области строительства, в частности, к способам подготовки сырьевых материалов для произ водства стекла. Сущность изобретения: способ подготовки шихты для производства стекла осуществляют предварительным смешиванием всех компонентов шихты и водного раствора гидроксида натрия. Смесь подвергают температурной обработке при 170-200oС. После испарения воды смесь нагревают до 400-700oC.
Способ подготовки шихты для производства стекла, включающий обработку кварцевого песка водным раствором гидроксида натрия при температуре 170 - 200oС, смешивание компонентов шихты, отличающийся тем, что предварительно смешивают компоненты шихты, а после обработки водным раствором гидроксида натрия осуществляют дополнительную термообработку при 400 - 700oС.
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
Химическая технология стекла и ситаллов./Под ред | |||
Н.М.Павлушкина.-М.: Стройиздат, 1983, с.94-98 | |||
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
JP, патент, 57-111230, кл | |||
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
Авторы
Даты
1998-03-27—Публикация
1996-02-29—Подача