Способ приготовления стекольной шихты
Владельцы патента RU 2694658:
Акционерное общество "Научно-исследовательский институт технического стекла им. В.Ф. Солинова" (RU)
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (RU)
Изобретение относится к способам приготовления шихты для производства стекла. Способ приготовления стекольной шихты включает измельчение и смешение сырьевых материалов, при этом сырьевые материалы, твердость которых 5 и более единиц по шкале Мооса, измельчают до достижения размера частиц менее 350 мкм, причем более 51% частиц имеют размер 10-350 мкм, а сырьевые материалы, твердость которых менее 5 единиц по шкале Мооса, измельчают до достижения размера частиц менее 500 мкм, причем более 51% частиц имеют размер 10-500 мкм. Технический результат изобретения – получение гомогенной стекольной шихты, обладающей повышенной варочной способностью, снижение энергозатрат. 1 з.п. ф-лы, 4 пр.
Изобретение относится к стекольной промышленности, в частности к способам приготовления шихты для производства стекла.
Известен традиционный способ приготовления стекольной шихты, путем сушки, измельчения, просеивания, отвешивания сырьевых материалов, их загрузки в смеситель, увлажнения и смешения (Павлушкин Н.М. Химическая технология стекла и ситаллов: Учеб. для вузов, М., Стройиздат, 1983, с. 94-100). Сырьевые материалы просеивают через сита: песок - сито №08; мел - сито №1,1; доломит и известняк - сито №09; сульфат -сито №1,2; сода - сито №1,1; пегматит и полевой шпат - сито №07 и т.д.
Недостатками данного способа приготовления стекольной шихты являются:
- низкая активность сырьевых материалов, требующая высоких температур при варке стекла, а также увеличивающая время варки;
- невысокая однородность получаемого стекла.
Известен также способ приготовления стекольной шихты путем диспергирования традиционно приготовленной стекольной шихты до размера частиц не менее 10 мкм, причем диспергирование проводят при увлажнении водой до 30%, и влажность шихты сохраняют до загрузки в стекловаренную печь (Евразийский патент №004463, С03В 1/00, опубл. 29.04.2004).
Недостатками этого способа приготовления стекольной шихты являются:
- увлажнение шихты водой до 30% по физико-химическим показателям подходит не для всех составов шихт, так как по мере измельчения при недостаточном увлажнении может возникнуть коагуляционно-кристаллизационное взаимодействие, приводящее к полной агломерации шликерной массы,
-подача шихты с 30% влажностью в стекловаренную печь приводит к существенному повышению содержания [ОН-] групп в стекле, что повлечет за собой меньшую степень связанности кремнекислородного каркаса, и меньшую химическую устойчивость стекла.
Наиболее близким к заявленному является способ приготовления стекольной шихты, путем смешения, измельчения шихты по сухому способу до достижения, по крайней мере, у 50% компонентов размера не более 10 мкм, с последующим компактированием, нагревом со скоростью от 5 до 20°С в минуту до температуры 700-1300°С, и выдержкой при этой температуре не более 3 часов (патент РФ №2559259, С03В 1/02, опубл. 24.02.2014 - прототип).
К недостаткам данного способа можно отнести высокие энергозатраты на измельчение и термообработку шихты.
Задачей изобретения является получение гомогенной стекольной шихты, обладающей повышенной варочной способностью, при снижении энергозатрат.
Решение задачи достигается тем, что в способе приготовления стекольной шихты путем измельчения, просеивания и смешения сырьевых материалов, сырьевые материалы, твердость которых 5 и более единиц по шкале Мооса, подвергают измельчению до достижения размера частиц менее 350 мкм, причем более 51% частиц имеют размер 10-350 мкм, а сырьевые материалы, твердость которых менее 5 единиц по шкале Мооса, измельчают до достижения размера частиц менее 500 мкм, причем более 51% частиц имеют размер 10-500 мкм.
Существует вариант, в котором во время смешения сырьевых материалов шихту увлажняют до 5 мас. %.
Увлажнение шихты во время смешения до 5 мас. % способствует снижению пыления при ее транспортировке.
Примерами сырьевых материалов, твердость которых 5 и более единиц по шкале Мооса, являются кварцевый песок (твердость по Моосу - 7), глинозем (твердость по Моосу - 9) и другие подобные материалы. Примерами сырьевых материалов, твердость которых менее 5 единиц по шкале Мооса, являются поташ (твердость по Моосу - 0,5), кальцинированная сода (твердость по Моосу - 2), бура (твердость по Моосу - 2,5) и другие подобные материалы.
Ниже изобретение иллюстрируется конкретными примерами осуществления предлагаемого способа.
Пример 1.
Приготовлена стекольная шихта состава, содержащая (мас. %): кварцевый песок - 61,75; кальцинированная сода - 20,75; мел - 17,5. Измельчение компонентов проводят в шаровой мельнице. Кварцевый песок измельчают и просеивают через сито с размером ячейки 350 мкм, причем 65% частиц имеют размер 10-350 мкм. Кальцинированную соду измельчают и просеивают через сито с размером ячейки 500 мкм, причем 51% частиц имеют размер 10-500 мкм. Мел измельчают и просеивают через сито с размером ячейки 400 мкм, причем 51% частиц имеют размер 10-400 мкм. Затем сырьевые материалы смешивают в барабанном смесителе.
Пример 2.
Приготовлена стекольная шихта состава, мас. %: кварцевая крупка - 49,1; оксида свинца II - 35,5; поташ - 14,2; кальцинированная сода - 1,2. Измельчение компонентов проводят в струйной мельнице. Кварцевую крупку измельчают и просеивают через сито с размером ячейки 350 мкм, причем 51% частиц имеют размер 10-350 мкм. Оксид свинца измельчают и просеивают через сито с размером ячейки 400 мкм, причем 60% частиц имеют размер 10-400 мкм. Поташ и кальцинированную соду измельчают и просеивают через сито с размером ячейки 500 мкм, причем 65% частиц имеют размер 10-500 мкм. Мел измельчают и просеивают через сито с размером ячейки 400 мкм, причем 85% частиц имеют размер 10-400 мкм. Затем сырьевые материалы смешивают в барабанном смесителе и увлажняют до 3 мас. %.
Пример 3.
Приготовлена стекольная шихта состава (мас. %): кварцевый песок - 44,7; глинозем - 9,8; оксид магния - 3,3; поташ - 4,3; оксида цинка - 4,1; кальцинированная сода - 19,3; сульфат натрия - 1,1, бура - 13,4. Измельчение компонентов проводят в шаровой мельнице. Кварцевый песок, глинозем и оксид магния измельчают и просеивают через сито с размером ячейки 350 мкм, причем 80% частиц имеют размер 10-350 мкм. Поташ, кальцинированную соду и сульфат натрия измельчают и просеивают через сито с размером ячейки 500 мкм, причем 65% частиц имеют размер 10-500 мкм. Оксид цинка измельчают и просеивают через сито с размером ячейки 400 мкм, причем 65% частиц имеют размер 10-400 мкм. Буру измельчают и просеивают через сито с размером ячейки 350 мкм, причем 55% частиц имеют размер 10-350 мкм. Затем сырьевые материалы смешивают в барабанном смесителе.
Пример 4.
Приготовлена стекольная шихта состава, мас. %: кварцевый песок - 51,8; глинозем - 11,3; оксид магния - 3,9; нитрат калия - 7,1; оксида цинка - 4,7; кальцинированная сода - 14,8; сульфат натрия - 1,4, пирофосфат натрия - 5,0. Измельчение компонентов проводят в шаровой мельнице. Кварцевый песок, глинозем и оксид магния измельчают и просеивают через сито с размером ячейки 350 мкм, причем 70% частиц имеют размер 10-350 мкм. Кальцинированную соду и сульфат натрия измельчают и просеивают через сито с размером ячейки 500 мкм, причем 90% частиц имеют размер 10-500 мкм. Оксид цинка измельчают и просеивают через сито с размером ячейки 400 мкм, причем 55% частиц имеют размер 10-400 мкм. Пирофосфат натрия измельчают и просеивают через сито с размером ячейки 350 мкм, причем 60% частиц имеют размер 10-350 мкм. Затем сырьевые материалы смешивают в барабанном смесителе и увлажняют до 5 мас. %.
Предлагаемый способ приготовления шихты позволяет получить гомогенную стекольную шихту, обладающую за счет измельчения химически инертных сырьевых материалов повышенной варочной способностью, а так же обеспечить сохранения достигнутого уровня однородности стекольной шихты при ее транспортировке от смесителя до печи.
1. Способ приготовления стекольной шихты, включающий измельчение, просеивание и смешение сырьевых материалов, отличающийся тем, что сырьевые материалы, твердость которых 5 и более единиц по шкале Мооса, измельчают до достижения размера частиц менее 350 мкм, причем более 51% частиц имеют размер 10-350 мкм, а сырьевые материалы, твердость которых менее 5 единиц по шкале Мооса, измельчают до достижения размера частиц менее 500 мкм, причем более 51% частиц имеют размер 10-500 мкм.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что во время смешения сырьевых материалов шихту увлажняют до 5 мас.%.
