Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СЫРЬЕВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ СТЕКЛА

Крашенинникова Н.С. Фролова И.В. Каткова Г.В.

Одним из способов решения проблемы дефицита сырья в стекольной промышленности является комплексное и эффективное использование местных сырьевых ресурсов. Однако, использование местных природных материалов связано с определенными трудностями, такими как, непостоянство химического состава, наличие различного рода примесей, а так же, несоответствие требованиям ГОСТа по гранулометрическому составу.

Поэтому, при решении вопросов, связанных с заменой традиционных сырьевых материалов в технологии стекла, необходимо проводить всесторонние исследования влияния некондиционного сырья на все стадии процесса подготовки стекольных шихт и варки стекла.

В настоящей работе приведены результаты исследования возможности использования некондиционного сырья в технологии стекол, на примере песка и каолина Туганского месторождения (Томская обл.) и природной соды Михайловского месторождения (Алтайский край). Химический состав сырьевых материалов приведен в таблице.

Наименование

материала

Содержание оксидов, масс.%

SiO2

Al2O3

Fe2O3

СаО

MgO

TiO2

ппп

Песок туганский

98,15

0,67

0,09

0,07

0,02

0,06

0,94

Каолин туганский

59,32

25,50

2,38

0,70

0,50

1,34

10,26

Сода природная

5,10

0,54

0,11

Na2CO3

Na2SO4

NaCl

ппв

74,47

18,70

0,44

0,64

Установлено, что туганский песок по содержанию оксидов кремния и железа, удовлетворяет требованиям ГОСТ 22551-77, предъявляемым к кремнеземистому сырью марки ВС-050-2. Основное отличие химического состава природной соды и туганского каолина от требований стандартов, предъявляемых к данному виду сырья, связано с пониженным содержанием основного вещества и повышенным содержанием примесей, что позволяет предположить возможность использования их лишь для частичной замены традиционного сырья в технологии окрашенных видов стекол.

По гранулометрическому составу туганский песок относится к тонкодисперсным пескам и не соответствует требованиям отечественных стандартов, согласно которых размер зерен песка должен находиться в интервале 0,1-0,4 мм.

Известно, что использование тонкодисперсного песка, зерна которого имеют остроугольную форму и большое количество дефектов, позволяет с одной стороны увеличить скорость стеклообразования, с другой стороны, имеет ряд недостатков: пыление, расслоение и нарушение химической однородности шихты. В связи с этим, одним из эффективных способов введения тонкодисперсных песков в состав стекольных шихт можно считать гранулирование.

Песок является не пластичным материалом и его гранулирование возможно лишь в случае использования пластифицирующих добавок или эффективной связки. В данной работе в качестве кристаллогидратной связки использовали соду, а в качестве пластификатора -  каолин, который представляет собой порошок с размером частиц менее 0,05 мм. Использование соды в роли кристаллогидратной связки позволяет обеспечить при гранулировании ее тесный контакт с тугоплавкими компонентами шихты, что будет способствовать увеличению скорости реакции силикато- и стеклообразования. Выбор составов рабочих смесей для получения гранулированных сырьевых концентратов проводили с учетом  следующих факторов: составов промышленных стекольных шихт; формовочных свойств рабочих смесей; размера гранул сырьевого концентрата, который не должен превышать максимально допустимый размер частиц наиболее грубодисперсного компонента шихты-песка.

Гранулирование сырьевых концентратов осуществляли на валковом прессе полупромышленного типа с диаметром валков-120 мм; скоростью вращения - 20 об/мин; зазором между валками в зоне прессования - 0,5 мм; давлением прессования - 10 мПа; влажностью сырьевой смеси - 5÷7 % масс.

Готовый продукт содержал 50÷55 % частиц (крупки) размером <0,5 мм; 40÷45% плиток неправильной формы размером <0,5х10х15 мм, количество просыпи не превышало 5%. Крупные частицы (плитки) доизмельчали в дезинтеграторе. Общий выход кондиционного продукта в виде крупки размером менее 0,5 мм и прочностью 8÷10 Па составил 90÷95 %.

Полученный концентрат вводили в состав шихты для производства тарного стекла. Корректировку рецепта шихты проводили с учетом 100% замены глинозема и частичной заменой песка и соды на сырьевой концентрат. Варку осуществляли в электрической печи в корундовых тиглях при температуре 1450оС, скорость нагрева печи 5оС/мин. Установлено, что процессы силикато - и стеклообразования протекают с большей скоростью, время варки сокращается на 10-12%. Готовые изделия отвечают требованиям отраслевых стандартов.


Библиографическая ссылка

Крашенинникова Н.С., Фролова И.В., Каткова Г.В. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СЫРЬЕВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ СТЕКЛА // Успехи современного естествознания. – 2004. – № 4. – С. 145-146;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=12586 (дата обращения: 16.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074