Способ подготовки песка Советский патент 1984 года по МПК C03B1/00 

(Л

с Изобретение относится к промьшшенности строительных материалов, в частности к производству стекла и касается подготовки кварцевого песка к варке, . Известен способ приготовления песка для варки стекла путем нагревания и химической обработки Л . Однако обработанный песок включает железосодержащие примеси, т.е. его нельзя использовать для варки высококачественных стекол. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ подготовки кварцевого песка, включающий промывку, термическую обработку в течение 1-5 ч при 1500-1600 С, охлаждени с последующей химической обработкой, промывкой и сушкой 2 . Полученный данным способом кварцевый песок имеет склонность к сегрегации в процессе смешивания шихты, ее транспортировки и хранения. Это в свою очередь отрицательно сказывается на однородности стекла. Зерна песка обладают высоким уровнем механической прочности, что препятствует эффективному измельчению материала и способствует его загрязнению. Целью данного изобретения является получение песка, обладающего электрическим зарядом, и снижение прочности Цель достигается тем, что согласно способу подготовки песка для варки стекла, включающему термообработку при 1500-1600 С в течение 5-7 ч и охлаждение до температуры окружающей среды, после охлаждения проводят просеивание и выделяют фракцию 0,063-0,4 мм. Термическая обработка обеспечивает высокую степень полиморфного превраще ния кварца в кристобалит. По данным рентгенофазового анализа песок после термообработки по предлагаемому режиму содержит не менее 90% кристобалита. Однако некоторые виды песков содержат большое количество глинистых примесей. Это приводит к образованию спека после термической обработки. При этом основная масса песка (85%) содержится во фракции 0,063-0,4 мм. Эта фракция, полученная путем сухого рассева на ситах (латунных или стальных) всей массы термообработанного песка, обладает отрицательным электро статическим зарядом с плотностью (60-70) 10 --Г см Песок из других фракций электростатическим зарядом не обладает. Он характеризуется пониженньи содержанием кристобалита и представлен агломератами, состоящими из зерен песка, связанных между собой стеклофазой. Смешивание массы заряженного песка с другими порошкообразными материалами (компонентами стекольной шихты) приводит к равномерному распределению их по поверхности зерен песка, повьш1ая гомогенность смеси. Анализ контрольных проб шихты алюмоборосиликатного стекла марки ОТМ-010 на содержание нерастворимого остатка показывает ее высокую однородность. Отклонения по количеству нерастворимого остатка между отдельными пробами шихты, приготовленной на песке, полученном по прототипу, лежат в пределах +.0,8%. Отклонения по нерастворимому остатку контрольньос проб шихты, приготовленного по предлагаемому способу, не выходят за пределы t 0,45%. Кроме того, песок фракции 0,0630,4 мм обладает низкой механической прочностью. Так например, зерна песка с размером 0,3 мм, полученного по предлагаемому способу разрушаются при нагрузкн 0,20-0,22 кг. Песок, полученный по прототипу после 4-часовой экспозиции при 1500-1600 С разрушается при нагрузке 0,35-0,4 кг. Если песок после термообработки подвергнуть мокрому рассеву на сите, а затем произвести его сушку, то в этом случае наличие зарядов на песке не возникает. Если же высушенный песок подвергнуть вновь рассеву, то на песке после этой операции образуется слабый заряд - (2,5-4) . Пример 1. Кварцевый песок Новоселовского месторождения с исходным содержанием FenOa - 0,0022%, отсутствием электрического заряда и прочностью 1,35 кг на зерно диаметром 0,3 мм обрабатывают при 1500 С в течение 5 ч. Проводят охлаждение до комнатной температуры на воздухе. Методом сухого рассева на латунном сите песок разделяют на фракции 0,063-0,4 мм и 0,4-0,8 мм. Песок фракции 0,063-0,4 мм обладает плотностью электростатического заряда 60,«10 кл/см,-прочность его зерна со средним размером 0,3 мм составляет 0,25 кг. Содержание в этом песке - 0,009%. Песок фракции 0,40,8 мм не обладает электростатически зарядом. Содержание FenO в нем составляет 0,1%. Количество этой фракции 15% от массы всего песка. Оп ределенное методом рентгенофазового анализа содержание кристобалита в двух фракциях 0,063-0,4 мм и 0,40,8 мм соответственно составляет 89-и 76%. Отклонение состава контрол ных проб шихты аЛюмоборосиликатного стекла на основе песка фракции 0,063-0,4 мм по нерастворимому остат ку не выходит за пределы +0,6%. П р. и м е р, 2. Тот же песок обрабатывают при в течение 5ч Oxлaж : aют на воздухе до комнатной температуры и затем разделяют на фракции. Песок фракции 0,063-0,4 мм обладает электрическим зарядом с плотностью 63-Ю кг/см . Прочность зерен со средним размером 0,3 мм составляет 0,22 кг на зерно. Содержание FenO. в нем составляет 0,0094% Песок фракции 0,4-0,8 мм не обладае электростатическим зарядом, содержание Fe20a в нем 0,11%. Содержание кристобалита во фракциях: 0,0630,4 мм 92%; 0,4-0,8 мм 77%. Пример 3. Тот же песок обр батывают при в течение 7 ч, охлаждают и разделяют на фракции. Песок фракции 0,063-0,4 мм обладает зарядом 70 10 кл/см2 . Прочность зе рен .со средней величиной зерна 0,3 мм составляет 0,20 кг на зерно. Содержание в нем составляет 0,0087%. Отклонение состава контрол ных проб шихты алюмоборосиликатного стекла на основе песка фракции 0,063-0,4 мм не выходит за пределы 0,35%. Пример 4. Тот же песок обрабатывают при ТбОО С в течение 7 ч, охлаждают и разделяют на фракции. Песок фракции 0,063-0,4 мм обл дает электростатическим зарядом 70х10 кл/см . Содержание FejO 0,009%. Прочность зерен составляет 0,20 кг на зерно среднего размера 0,3 мм. Отклонение состава шихты ал моборосиликатного стекла на основе песка фракции 0,063-0,4 мм не выход за пределы (по нерастворимому остат ку) ±0,37%. Исследования проводились также с кварцевым песком иных месторождений. Из песка высшего сорта Ташлинс линского месторождения с содержанием Fe20,j 0,03% после обработки по предлагаемому способу получены две фракции. Фракция 0,063-0,4 мм содержала 89% кристобалита, плотность заряда на поверхности песка составляла 68-10 кл/см, содержание составило 0,012%. Прочность зерен со средним диаметром 0,3 мм составила 0,23 кг на зерно. Разброс количества нерастворимого остатка в шихте на основе песка фракции 0,063-0,4 мм составил 0,42%. Из обогащенного песка Егановского месторождения с содержанием 0,025% после обработки по предлагаемому способу получены две фракции. Фракция 0,063-0,4 мм содержала 90% кристобалита, плотность заряда на поверхности зерен песка.составила 62 кл/см, содержание 0,011%. Разброс количества нерастворимого остатка в шихте на основе песка фракции 0,063-0,4 мм составил +0,34%. Проведенные варки стекла марки ОМТМ-ОЮ показали, что приготовление шихты на основе фракции песка 0,063-0,4 мм, обладающего плотностью отрицательного заряда (60-70)10 кл/см, позволяет получить высокооднородное стекло с бессвильностью, соответствующей категории 2. Приготовление шихты на основе песка, полученного по прототипу, не позволяет достичь высокой однородности стекла. Бессвильность его не превышает категории 4к-5к. Светопропускание стекла,полученного на песке из фракции О,063-0,4 мм, на 2-3% превышает светопропускание стекла, полученного на обычном песке. IПредлагаемый способ подготовки песка обладает по сравнению с прототипом следующими преимуществами: возможностью получения песка с достаточно высоким уровнем плотности электростатического заряда в пределах (60-70) 10 кл/см ; который обеспечивает высокую однородность смеси песка с другими порошкообразными материалами; возможностью получения песка с низким уровнем механической прочности зерен, что обеспечивает эффективное его измельчение при подготовке шихты и при этом создает предпосьшки для резкого сокращения загрязнения песка при помоле,за счёт расширения возможности замены стальных

51121240

.мелющих тел телами из других материа-изводстве отдельных видов стеклоталов; возможностью получения двухры, стекпоэмалей и т.д.; возможностью

сортов песка со значительным различи- повышения скорости процессов силикаем в содержании . Песок с содер-то- и стеклообразования за счет высоjftaHHeM f e2,0,j 0,009-0,012% является 5кой степени перерождения кварца в

хорошим сырьем для варки высокока-более химически активную модификацию чественнык, прозрачных стекол опти-кристобалит и высокой однородности

ческих, технических и хрусталя, Пе-шихт на основе злектростатически засок фракции 0,4-0,8 мм с повышеннымряженного песка; удешевлением спососодержанием Fe20j может использовать- Оба подготовки песка для варки высокося как сьфье для варки стекол в про-качественных стекол.

СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПЕСКА для варки стекла, включаю1ций термообработку при 1500-1600 С в течение 5-7 ч и охлаждение до температуры окружающей среды, отличающийс я тем, что, с целью получения песка, обладающего электрическим зарядом, и снижения прочности, после охлаяздения проводят просеивание и выделяют фракцию 0,063-0,4 мм.