|
Основными сырьевыми материалами,
определяющими наличие необходимых оксидов в стекле (указаны в скобках),
являются: кварцевые пески, песчаники, кварциты, жильный кварц, пылевидный
кремнезем (основной оксид Si02); известняк и мел (СаО); доломит (СаО и MgO);
пегматит, полевой шпат, полевошпатный концентрат, технический гидроксид
алюминия (А120з, попутные оксиды Na20, К20, Si02); сода кальцинированная,
сульфат натрия природный и химический (Na20), поташ (К20); борная кислота,
бура (В20з); сурик (РЬО) и др.
Основное требование ко всем видам исходного сырья —
отсутствие примесей и однородность по содержанию основного оксида. Железистые
примеси, снижающие светопрозрачность стекол, привносятся с кварцевыми
песками, поэтому при подготовке пески тщательно очищают. Допустимое
содержание оксидов железа для оконного стекла и стеклоблоков 0,05 °/о,
листового стекла повышенного качества — 0,03 %, увиолевого —0,015%. Для
ускорения варки стекломассы в нее вводят стеклобой в количестве 20—40 %.
Вспомогательными сырьевыми материалами в производстве
стекла являются: красители для цветных стекол; глушители, обеспечивающие
рассеивание света и получение непрозрачных стекол; осветлители, добавляемые
для осветления стекломассы и получения стекла без газовых включений;
обесцвечиватели, вводимые для нейтрализации окрашивающих стекло примесей
железа; ускорители варки стекла.
В качестве красителей обычно применяют оксиды различных
металлов: оксиды кобальта, марганца, железа, хрома и др. Применяют также
красители для коллоидной окраски стекла (соединения селена, серебра, серы,
меди, золота и др.).
Для глушения стекол используют фосфорнокислые соли, оксид
олова, тальк, а также соединения фтора — кремнефтористый натрий, плавиковый
шпат. Эффект глушения стекол достигается за счет рассеивания света
мельчайшими частичками глушителя. Введение глушителей позволяет получать как
совершенно белые непрозрачные стекла, так и слабомолочные слегка мутноватые
опаловые стекла.
Сырьевые материалы, применяемые для получения стекла, и
прежде всего, кварцевый песок, содержат примеси оксидов железа, что приводит
к появлению в стекле желто-зеленоватых оттенков. Для предотвращения
нежелательного оттенка стекломассу обесцвечивают. Для этого используют
химические или физические способы обесцвечивания, основанные на нейтрализации
действия красящих примесей за счет окрашивания стекла в дополнительные до
белого цвета. Обесцвечивателями стекла являются оксиды никеля, кобальта,
диоксид марганца (пиролюзит), селен, селенокислый натрий и др.
В качестве осветлителей стекломассы, способствующих
удалению газовых включений и осветлению стекломассы, применяют триоксид
мышьяка, селитру и аммонийные соли. Действие осветлителей основано на
выделении большого количества газов или паров, способствующих интенсивному
перемешиванию стекломассы и объединению мелких газовых пузырей в крупные,
которые легче удаляются из стекломассы. Кроме того, выделяющийся при их
разложении в процессе нагревания кислород переводит закисные соединения
железа в окисные, которые легче поддаются обесцвечиванию.
Для ускорения варки стекла вводят ускорители — соединения
фтора, хлора, бора, фосфора и аммонийные соли. Эффективный ускоритель варки
стекла — плавиковый шпат. Однако введение его свыше 2 % не рекомендуется
из-за интенсивного воздействия стекломассы на огнеупорную футеровку печи и
снижения сроков ее службы. В состав сульфатной шихты, в которой присутствует
сульфат натрия взамен соды, обычно вводят уголь для его восстановления.
Подготовка сырьевых материалов включает сушку и очистку
песка от посторонних примесей, дробление, сушку и помол карбонатных пород, их
дозирование и смешение ( 6.1). Наиболее сложной технологической операцией
является очистка песка от железистых примесей. Для этого применяют различные
способы: промывку в гидромеханических классификаторах и классифицирующих
конусах; оттирку пленок гидроксидов железа, обволакивающих зерна песка, при
интенсивном перемешивании песочной пульпы в специальных мешалках и контактных
чанах; флотационную обработку в специальных машинах, позволяющую очистить
песок от железосодержащих примесей, а также тяжелых металлов и частично
глинистых примесей; комбинированный спо-соб флотооттирки; магнитную
сепарацию, а также способы химического обогащения песка различными
химическими реагентами (щавелекислым натрием NaHC204 и др.). Последний способ
обогащения является наиболее дорогостоящим, его применяют в основном для
производства оптического стекла. Промывка песка является наименее эффективным
способом его очистки, позволяющим снизить содержание примесей железа на 25—30
%. Наиболее эффективным способом является
оттирка и флотооттирка, при которых удаляется до 80— 90 %
примесей железа.
После обогащения песка при влажности свыше 4,5% его сушат
в сушильных барабанах горячими газами с температурой 700 °С и просеивают на
барабанных, вибрационных грохотах или грохотах ситобурат. Карбонатные породы
дробят в щековых дробилках и сушат в сушильных барабанах при температуре не
более 400°С. Мел, минуя операцию дробления, поступает на сушку, так как
влажный мел забивает дробильные агрегаты. После сушки известковые породы
подвергают тонкому помолу в шаровых мельницах или молотковых дробилках с
последующим их просевом.
Для совместного помола и сушки карбонатных пород применяют
шахтные (см. 2.8) или аэробильные мельницы ( 6.2). В случае поступления на
предприятие неподготовленного природного сульфата натрия его подвергают такой
же подготовке, как карбонатные породы, Все остальные компоненты стекольной
шихты (сода, сульфат натрия, сурик, поташ) являются продуктами химической
промышленности и поэтому поступают на стекольный завод в подготовленном виде.
Соду и сульфат натрия дополнительно просеивают.
Стеклобой, добавляемый в шихту для ускорения варки стекла,
сортируют для удаления крупных включений, промывают в специальных боемойках
или на грохотах в струе воды и для более тщательной очистки подвергают
магнитной сепарации.
Для приготовления шихты применяют тарельчатые или
воздухоструйные смесители, в которых происходит интенсивное перемешивание
шихты струями сжатого воздуха. Влажность шихты должна составлять 4—6%. Для
предотвращения расслаивания шихты при транспортировании ее в кюбелях по
монорельсу или на вагонетках либо пневмотранспортом и слеживания при хранении
применяют брикетирование и гранулирование шихты, что резко снижает ее пыление
при загрузке в печь.
|