Илья Мельников - Стекло и его свойства. Сырьевые материалы для стекловарения. Приготовление шихты

Соединения фтора вводятся через фторид кальция, камнефторид натрия, криолит и хиолит. Соединения фосфора применяются в виде костной муки, фосфата кальция, кислой фосфорнонатриевой соли, апатита.

Заглушенность в стеклах достигается также за счет кристаллизации определенных соединений, а также введением в сваренную стекломассу тугоплавких соединений или пузырьков воздуха.

Сырьевые материалы, используемые для производства стекла, нуждаются в дальнейшей обработке. К примеру, пески подвергают обогащению – из них извлекаются и удаляются железистые примеси, затем их сушат и просевают; доломит и известняк предварительно дробят и смалывают и т.д.

Подготовка песков. Используемые в стекловарении пески обычно подвергают обработке: обогащению, сушке и просеву.

Процесс обогащения состоит в обезжелезивании песка, т.е. удалении из него железистых примесей или уменьшения их содержания до необходимых параметров. Включения железа в песке могут быть разнообразных видов: это глинистые примеси, примеси легких и тяжелых железистых минералов, поверхностных пленок, а также скоплений внутри кварцевого зерна песка. Гравитационный метод обогащения песка основан на разделении частиц минералов в водной или воздушной среде по их удельному весу. Флотационный метод обогащения песков состоит в разделении минералов, смачиваемых и не смачиваемых водой; при засасывании в пульпу пузырьков воздуха минералы, поверхность которых не смачивается, прилипают к пузырькам и вместе с ними всплывают вверх, т.е. флотируются (рис. 10).

Минерализованные воздушные пузырьки всплывают и увлекают вредные примеси в пену, которая в дальнейшем легко отделяется от песка. Для образования устойчивых пузырьков в пульпу вводят реагенты;в качестве реагентов может использоваться, например, сульфатное мыло. Флотооттирочный метод обогащения песков включает в себя три процесса: флотацию, оттирку пленки и промывку. Оттирка основана на взаимном трении зерен песка в водной среде; при трении друг о друга пленка гидроокислов железа, имеющая меньшую твердость по сравнению с кварцем, оттирается. Метод электромагнитной сепарации основан на способности различных минералов по-разному притягиваться магнитом. Для обогащения песков методом электромагнитной сепарации в стекольной промышленности применяют магнитные сепараторы; для удаления из сырьевых материалов аппаратурного железа применяют дисковые, индукционно-роликовые и барабанные сепараторы. Магнитную сепарацию проходят пески, предназначенные для производства высококачественного бесцветного стекла, особенно свинцового хрусталя.

Сушка песка необходима для доведения сырья до нужной кондиции. Влажный песок, поступающий с места добычи или прошедший процесс обогащения, трудно поддается перемешиванию с другими компонентами шихты, он плохо пересыпается, комкуется и т.д.;сушат песок в сушильных барабанах. Температура сушки песка 700-800 градусов С.

Просеиванию подвергаются все без исключения материалы, применяемые при подготовке шихты. При просеивании удаляются крупные зерна и включения.

Подготовка известняка, доломита и мела заключается в дроблении, сушке, помоле и просеве.

Дробление состоит в измельчении материалов до кусков размером 2-3 см. Это делается для облегчения их дальнейшей обработки – помола и сушки.

Сушка известняка, доломита и мела производится в сушильных барабанах при температуре 400-450 градусов С (при более высоких температурах они будут разлагаться).

Помол является следующим этапом подготовки материалов к стекловарению.

Просеивание известняка, доломита и мела производится на том же оборудование, что и просеивание песка.

Подготовка сульфата натрия сводится к сушке, помолу и просеву. Сушат сульфат натрия в сушильных барабанах при температуре 650-700 градусов С. Помол производят в молотковых мельницах. Просев производят аналогично с другими материалами. Ввиду того, что поступающий на производство сульфат натрия имеет непостоянный химический состав, его подвергают усреднению.

Шихта – это однородная смесь предварительно подготовленных и отвешенных по заданному рецепту; шихта должна быть однородной, соотношение сырьевых материалов в ней должно быть одинаковым и соответствовать заданному составу. Основными условиями получения правильно подготовленной шихты являются применение обогащенных и подготовленных материалов, точная дозировка, тщательное перемешивание до полной однородности, подача и загрузка, исключающая возможность ее расслаивания. Рекомендуемая влажность шихты – 2-7%.

Сырьевые материалы перемешивают в специальных смесителях. Наибольшее распространение в производстве сортовой посуды получили контейнерные и тарельчатые смесители. Контейнерные смесители исключают операцию выгрузки шихты. Их применяют при небольшом объеме производства, к примеру, при варке окрашенных стекол в горшковой печи или варке свинцового хрусталя. Но наибольшее распространение в производстве сортовой посуды имеют тарельчатые смесители.

Гранулирование шихты производят с целью сохранения ее однородности при транспортировке, загрузке в печь и ускорении процесса стекловарения. В результате гранулирования устраняется пыление шихты, а также расслаивание, ускоряется провар, улучшается качество стекломассы. Технология гранулирования сводится к получению гранул достаточной прочности и необходимого размера. В качестве связующего используется жидкое стекло или вода. Для получения гранул используют барабанные, тарельчатые или другие грануляторы.

Контроль качества заключается в своевременной проверке качества шихты и обнаружении нарушений при ее приготовлении. Готовая шихта контролируется на соответствие заданному химическому составу, влажности, однородности, гранулометрическому составу, а также на комкование. В смену проводят один полный анализ и четыре на определение щелочности и нерастворимого остатка.