Шихта для силикатного стекла, способ ее приготовления и способ варки силикатного стекла

 

Шихта для силикатного стекла, способ приготовления шихты для силикатного стекла, способ варки силикатного стекла. Использование: для производства силиката натрия (силикат-глыба) с различным силикатным модулем из высококремнистых пород, используемых в стекольной, легкой и других отраслях народного хозяйства, а также может быть использовано в производстве стройматериалов, цеолитов, катализаторов. Сущность изобретения: шихта для силикатного стекла, включающая кварцевый песок и щелочный компонент, в качестве последнего содержит отход производства цеолита при следующем соотношении компонентов, мас. %: отход производства цеолита - 43-66, кварцевый песок - остальное. Шихту для силикатного стекла получают путем перемешивания кварцевого песка с щелочным компонентом - отходом производства цеолита, который предварительно упаривают до концентрации по Na₂O, равной 100-400 г/л. После этого смешивают отход производства цеолита с кварцевым песком при массовом соотношении кварцевый песок: щелочной компонент 0,3:3:1. Силикатное стекло получают путем плавления шихты, включающей кварцевый песок и отход производства цеолита в стекловаренной печи. Процесс ведут при подъеме температуры со скоростью 5-6 град/мин до 1100-1300^oС, а затем выдерживают реакционную смесь при конечной температуре в течение 3-6 ч. 3 с. п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к области неорганической химии, в частности к способам производства силиката натрия (силикат-глыба) с различным силикатным модулем из высококремнистых пород, используемых в стекольной, легкой и других отраслях народного хозяйства, а также может быть использовано в производстве стройматериалов, цеолитов, катализаторов и т.д.

Известен способ варки стекла путем плавления шихты совместно со стеклобоем с целью утилизации отходов зеркального производства (авт.св. СССР N 1184827, кл. С 03 В 6/02, 1984).

Наиболее близкой по техническому результату к заявляемой является шихта для получения растворимого стекла, включающая кварцевый песок и щелочную добавку кальцинированную соду, в которую с целью снижения температуры варки стекла и увеличения его растворимости, дополнительно вводят щелочносодержащий отход производства капролактама при следующем соотношении компонентов, мас.

Кальцинированная сода 25,35 26,57 Отход производства капролактама 13,03 13,65 Уголь 0,27 0,29 Кварцевый песок Остальное.

(авт.св. СССР N 1439077, кл. С 01 В 33/32, 1986).

За счет использования вторичных ресурсов щелочносодержащего отхода производства капролактама снижается температура варки стекла и себестоимость исходной шихты.

Наиболее близким по техническому результату к заявленному является способ приготовления гранулированной шихты для стекла путем перемешивания компонентов шихты с содержанием двуокиси кремния гелем влажностью 10-30% где с целью повышения прочности гранул вводят гель отход производства, полученный от умягчения минерализованных вод (авт.св. СССР N 1196341, кл. С 03 С 6/00, 1985).

Пример 1. Для получения стекла с требуемым силикатным модулем готовят шихту путем дозирования соответствующих количеств исходных компонентов и их смешивания. В качестве исходных компонентов используют кварцевый песок N 1 и маточный раствор отход производства цеолита. До смешивания компонентов маточный раствор упаривают до концентрации 89,9 г/л. Смешивание компонентов ведут при массовом соотношении твердой фазы (T) и жидкой (Ж), равном Т:Ж=0,24: 1, что соответствует содержанию компонентов, мас. щелочносодержащий компонент 81% кварцевый песок остальное.

В табл. 2, 3 приведен химический состав исходных материалов.

Варку экспериментального стекла производят в платиновом тигле в лабораторной силитовой печи, постепенно поднимая температуру печи, с выдержкой при температуре 1120^oС в течение 3 ч. В результате получают силикат натрия, растворимый с силикатным модулем 3, 2. Внешний вид стекла - прозрачный, но в центре тигля наблюдается непроваренный участок.

Пример 2. Работу проводят согласно примеру 1. В качестве компонентов используют кварцевый песок N 2 и упаренный до концентрации по Na₂O 106,3 г/л маточный раствор. Смешивание компонентов проводят при соотношении Т:Ж=0,28: 1, т. е. щелочносодержащий компонент 78% кварцевый песок - остальное. Смесь сплавляют при температуре 1120^oC в течение 4 ч. В результате получают силикат-глыбу с силикатным модулем 2, 9. Внешний вид стекла прозрачный, с зеленоватым оттенком.

Пример 3. В качестве компонентов используют кварцевый песок N 2 и упаренный до концентрации по Na₂O 167,4 г/л маточный раствор. Смешивание компонентов проводят при соотношении Т:Ж=0,43:1, т.е. щелочносодержащий компонент 70% кварцевый песок остальное. Процесс плавления ведут при 1200^oС в течение 4 ч. Силикатный модуль полученного стекла равен 3,2.

Пример 4. Кварцевый песок N 2 и маточный раствор с концентрацией 400 г/л смешивают при комнатной температуре при соотношении Т:Ж=1,3:1, т.е. щелочносодержащий компонент 43% кварцевый песок остальное. Процесс плавления ведут при температуре 1300^oС в течение 6 ч. В результате получают силикат-глыбу с силикатным модулем. 3,2.

Пример 5. Кварцевый песок N 2 и маточный раствор с концентрацией по Na₂О 198,3 г/л смешивают при комнатной температуре при соотношении Т:Ж=0,52:1 или при соотношении компонентов, мас. щелочносодержащий компонент 66% кварцевый остальное. Процесс плавления ведут при температуре 1100^oС в течение 3 ч. Силикатный модуль полученного стекла равен 3,2. (см. таблицу 3).

Предлагаемый способ позволяет исключить из состава стекольной шихты дефицитное сырье соду кальцинированную, снизить температуру и время варки, не снижая физико-химических свойств стекла. Одновременно полностью утилизируются отходя производства цеолитов.

Формула изобретения

1. Шихта для силикатного стекла, включающая кварцевый песок и щелочной компонент, отличающаяся тем, что она в качестве щелочного компонента содержит отход производства цеолита при следующем соотношении компонентов, мас.

Отход производства цеолита 43-66 Кварцевый песок Остальное 2. Способ приготовления шихты для силикатного стекла путем перемешивания кварцевого песка с щелочным компонентом при комнатной температуре, отличающийся тем, что щелочной компонент отход производства цеолита - предварительно упаривают до концентрации по Na₂O, равной 100-400 г/л, после чего смешивают с кварцевым песком при массовом соотношении кварцевый песок: отход производства цеолита 0,3-1,3:1.

3. Способ варки силикатного стекла путем плавления шихты, включающей кварцевый песок и щелочной компонент, в стекловаренной печи, отличающийся тем, что тем, что в качестве щелочного компонента используют отход производства цеолита, а процесс ведут при подъеме температуры со скоростью 5 6 град/мин до 1110 1200^oС, затем выдерживают реакционную смесь при конечной температуре в течение 3-6 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1