RU2580558C1 - Method of producing glass-silica - Google Patents

Method of producing glass-silica Download PDF

Info

Publication number
RU2580558C1
RU2580558C1 RU2015106543/03A RU2015106543A RU2580558C1 RU 2580558 C1 RU2580558 C1 RU 2580558C1 RU 2015106543/03 A RU2015106543/03 A RU 2015106543/03A RU 2015106543 A RU2015106543 A RU 2015106543A RU 2580558 C1 RU2580558 C1 RU 2580558C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
glass
sintering
silica
granulate
temperature
Prior art date
Application number
RU2015106543/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Степанович Бессмертный
Наталья Михайловна Здоренко
Надежда Ивановна Бондаренко
Алексей Владимирович Макаров
Эльвира Александровна Карабанова
Дмитрий Алексеевич Пчелинцев
Original Assignee
Автономная некоммерческая организация высшего профессионального образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Автономная некоммерческая организация высшего профессионального образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" filed Critical Автономная некоммерческая организация высшего профессионального образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права"
Priority to RU2015106543/03A priority Critical patent/RU2580558C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2580558C1 publication Critical patent/RU2580558C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00Other methods of shaping glass
    • C03B19/09Other methods of shaping glass by fusing powdered glass in a shaping mould
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C1/00Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
    • C03C1/002Use of waste materials, e.g. slags

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to production of glass-silica. Method involves preparation of glass granules, sintering, annealing, fire polishing surface, cutting blocks of diamond tool, control of quality of finished products. Glass-containing material used is a mixture obtained from glass granulate from scrap glass with silica gel at a weight ratio of 20:1, which is previously introduced in an amount of 0.1 wt% of dye salts of cobalt, chromium, nickel, manganese and iron. Sintering is carried out at temperature of 850 °C.
EFFECT: technical result of invention is to eliminate process step of lamellar filling lower and upper layers glass-silica, wherein sintering is carried out at a lower temperature.
1 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области получения стеклокремнезита, используемого в строительстве.The invention relates to the field of production of glass siliceous used in construction.

Из уровня техники известен «Стеклокремнезит», патент РФ №2097344, включающий засыпку в металлическую форму верхнего тонкого слоя кварцевого песка с модулем крупности 2,0-2,4, последующую засыпку верхнего слоя из смеси фторида магния с дробленым отходом оптического стекла фракции 1,25-5,0 мм, спекание гранул при температуре 1300°C в печи в течение 30 минут, кристаллизацию и отжиг изделий.The prior art "Steklokremnezit", RF patent No. 2097344, comprising filling in the metal form of the upper thin layer of quartz sand with a particle size module of 2.0-2.4, subsequent filling of the upper layer of a mixture of magnesium fluoride with crushed waste optical glass fraction 1, 25-5.0 mm, sintering of granules at a temperature of 1300 ° C in an oven for 30 minutes, crystallization and annealing of products.

Недостатком аналога являются значительные энергетические затраты за счет высокой температуры спекания, а также использование дорогостоящих сырьевых материалов, в частности фторида магния, и как следствие, высокая себестоимость конечного продукта.The disadvantage of the analogue is significant energy costs due to the high sintering temperature, as well as the use of expensive raw materials, in particular magnesium fluoride, and as a result, the high cost of the final product.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ получения стеклокремнезита [Будов В.М., Саркисов П.Д. Производства строительного и технического стекла: Учеб. для ПТУ. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1991. - 319 с.], включающий получение стеклогранулята из расплава, укладку гранулята в формы, спекание при максимальной температуре 920-960°C и отжиг с одновременно огневой полировкой поверхности. Гранулят загружают в форму на высоту 30-35 мм в два слоя: нижний слой (70%) - чистый гранулят или его смесь с 15% песка; верхний слой (30%) - цветной гранулят (смесь его с красителями или цветным стеклом). После обжига плиты извлекают из форм, охлаждают до 25°C и разрезают алмазным инструментом по заданным размерам.Closest to the proposed method according to the technical nature and the achieved result is a method of producing glass silica [Budov V. M., Sarkisov P. D. Production of building and technical glass: Textbook. for vocational schools. 4th ed., Rev. and add. - M .: Vysshaya Shkola, 1991. - 319 p.], Including the production of glass granulate from a melt, laying granulate into molds, sintering at a maximum temperature of 920-960 ° C and annealing with simultaneous fire polishing of the surface. The granulate is loaded into the mold to a height of 30-35 mm in two layers: the bottom layer (70%) - pure granulate or its mixture with 15% sand; the top layer (30%) is colored granulate (mix it with dyes or colored glass). After firing, the plates are removed from the molds, cooled to 25 ° C and cut with a diamond tool to the specified dimensions.

Недостатком данного способа получения стеклокремнезита является длительность процесса, высокая трудоемкость и энергоемкость технологической операции послойной засыпки нижнего и верхнего слоев стеклогранулята, что существенно удорожает себестоимость конечного продукта.The disadvantage of this method of producing glass silicones is the length of the process, the high complexity and energy consumption of the technological operation of layer-by-layer filling of the lower and upper layers of glass granulate, which significantly increases the cost of the final product.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является упрощение способа получения стеклокремнезита и повышение качества конечного продукта при удешевлении его стоимости.The problem to which the invention is directed, is to simplify the method of producing glass silica fume and improve the quality of the final product while reducing its cost.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является устранение технологической операции послойной засыпки нижнего и верхнего слоев стеклогранулята, при этом спекание осуществляется при более низкой температуре.The technical result of the invention is to eliminate the technological operation of layer-by-layer filling of the lower and upper layers of glass granulate, while sintering is carried out at a lower temperature.

Технический результат достигается тем, что способ получения стеклокремнезита, включающий подготовку гранул стекла, спекание, отжиг, огненную полировку поверхности, вырезку блоков алмазным инструментом, контроль качества готовых изделий, кроме того, производят смешение компонентов перед засыпкой в формы, причем в качестве стеклосодержащего материала используют смесь, полученную из стеклогранулята из боя стекол с гелем оксида кремния при массовом соотношении 20:1 соответственно, в который предварительно вводят в количестве 0,1 мас. % красящие соли кобальта, хрома, никеля, марганца, железа, а спекание проводят при температуре 850°C.The technical result is achieved by the fact that the method of producing glass silica fume, including the preparation of glass granules, sintering, annealing, fire polishing of the surface, cutting blocks with a diamond tool, quality control of finished products, in addition, the components are mixed before filling into molds, and glassy material is used a mixture obtained from glass granulate from glass breakage with a silica gel in a mass ratio of 20: 1, respectively, into which 0.1 wt. % coloring salts of cobalt, chromium, nickel, manganese, iron, and sintering is carried out at a temperature of 850 ° C.

Отличительным признаком предлагаемого способа является:A distinctive feature of the proposed method is:

- устранение технологической операции послойной засыпки нижнего и верхнего слоев стеклогранулята в формы;- elimination of the technological operation of layer-by-layer filling of the lower and upper layers of glass granulate into molds;

- смесь стеклогранулята состоит из боя стекол с гелем оксида кремния, при соотношении 20:1 соответственно, в который предварительно вводят в количестве 0,1 мас. % красящие соли кобальта, хрома, никеля, марганца, железа;- a mixture of glass granulate consists of a glass break with a silica gel, with a ratio of 20: 1, respectively, into which 0.1 wt. % coloring salts of cobalt, chromium, nickel, manganese, iron;

- спекание проводят при температуре 850°C.- sintering is carried out at a temperature of 850 ° C.

Гель оксида кремния получен по известной золь-гель технологии [Шелби Дж. Структура, свойства и технология стекла / Пер. с англ. - М.: Мир, 2006. - 288 с.], при использовании которого снижается температура спекания гранул стекла, а также, обволакивая каждое зерно стеклогранулята, при последующей термообработке прочно соединяет гранулы между собой с образования прочного монолита. Для расширения цветовой гаммы стеклокремнезита в предлагаемом способе перед технологической операцией смешивания гранул листового или тарного стекла с гелем оксида кремния, в который предварительно вводят в количестве 0,1 мас.% красящие соли кобальта, хрома, никеля, марганца, железа.The silica gel was obtained according to the well-known sol-gel technology [Shelby J. Structure, properties and technology of glass / Transl. from English - M .: Mir, 2006. - 288 p.], When used, the sintering temperature of the glass granules is reduced, and also, enveloping each grain of the glass granulate, during subsequent heat treatment it firmly connects the granules to each other with the formation of a durable monolith. To expand the color gamut of glass siliceous in the proposed method, before the technological operation of mixing granules of sheet or container glass with a silica gel, into which 0.1% by weight coloring salts of cobalt, chromium, nickel, manganese, and iron are preliminarily introduced.

Проведен сопоставительный анализ технологических операций и показателей качества предлагаемого и известного способов, который представлен в таблице 1.A comparative analysis of technological operations and quality indicators of the proposed and known methods, which are presented in table 1.

Сопоставительный анализ технологических операций и показателей качества предполагаемого и известного способов показал, что в предлагаемом способе устраняется технологическая операция послойной засыпки нижнего и верхнего слоев стеклогранулята в формы, снижаются энергозатраты за счет более низкой температуры спекания и повышается качество конечного продукта.A comparative analysis of technological operations and quality indicators of the proposed and known methods showed that the proposed method eliminates the technological operation of layer-by-layer filling of the lower and upper layers of glass granulate into molds, reduces energy costs due to lower sintering temperatures and improves the quality of the final product.

Определено также оптимальное массовое соотношение стеклогранулята с гелем оксида кремния (таблица 2).The optimum weight ratio of glass granulate to silica gel was also determined (table 2).

Проведенный анализ известных способов получения стеклокремнезита позволяет сделать вывод о соответствии заявленного изобретения критерию «новизна».The analysis of the known methods for producing glass silica fume allows us to conclude that the claimed invention meets the criterion of "novelty."

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

ПримерExample

В качестве стеклосодержащего компонента использовали бой тарного стекла следующего химического состава (мас. %): SiO2 - 69,7; Al2O3 - 3,4; СаO - 6,1; MgO - 3,93; Na2O - 14,59; SO3 - 0,37; Fe2O3 - 0,46.Glass glass of the following chemical composition (wt.%) Was used as a glass-containing component: SiO 2 - 69.7; Al 2 O 3 - 3.4; CaO - 6.1; MgO - 3.93; Na 2 O - 14.59; SO 3 0.37; Fe 2 O 3 - 0.46.

Гель оксида кремния получали по известной золь-гель технологии, включающей следующие операции:The silica gel was obtained according to the known sol-gel technology, including the following operations:

- гидролиз тетраэтоксисилана;- hydrolysis of tetraethoxysilane;

- поликонденсация кремниевых кислот;- polycondensation of silicic acids;

- коагуляцию частиц золя в гель.- coagulation of sol particles in the gel.

В связи с тем, что расход геля гидрооксида кремния невелик, сразу готовят его необходимое количество и расходуют по мере необходимости.Due to the fact that the consumption of the gel of silicon hydroxide is small, immediately prepare the necessary amount and spend as necessary.

В качестве красящего компонента в данный гель вводили нитрат кобальта в количестве 0,1 мас. %, который при термообработке разлагается, а входящий в состав стекла оксид кобальта входит в состав стекла с образованием насыщенного синего цвета.As a coloring component, cobalt nitrate in an amount of 0.1 wt. %, which decomposes during heat treatment, and cobalt oxide, which is part of the glass, is part of the glass with the formation of a saturated blue color.

Стеклогранулят с гелем оксида кремния смешивали в лабораторной лопастной мешалке. Смесь укладывали в металлические формы. Спекание, отжиг и огненную полировку поверхности производили в туннельной печи. Максимальная температура спекания 850°C.Glass granules with silica gel were mixed in a laboratory paddle mixer. The mixture was placed in metal molds. Sintering, annealing, and fire polishing of the surface were carried out in a tunnel furnace. The maximum sintering temperature is 850 ° C.

Стеклокремнезит извлекали из форм, остывших до 25°C, далее его разрезали алмазным инструментом на стандартные размеры.Glass siliceous was removed from the molds, cooled to 25 ° C, then it was cut with a standard size diamond tool.

Пример контроля качества стеклокремнезитаGlass silica quality control example

Прочность образцов стеклокремнезита определяли на кубиках размером 30×30×30 мм, вырезанных из монолита алмазным кругом, с помощью пресса марки R-0,5.The strength of the samples of glass-siliceous was determined on cubes measuring 30 × 30 × 30 mm cut from a monolith with a diamond wheel using an R-0.5 press.

Для испытаний брали 5 образцов. Прочность на сжатие определяли как среднее арифметическое пяти измерений:For testing, 5 samples were taken. Compressive strength was determined as the arithmetic average of five measurements:

δсж.=61+60+62+64+65/5=62 МПа.δ compression = 61 + 60 + 62 + 64 + 65/5 = 62 MPa.

Морозостойкость определяли на пяти образцах по ГОСТ 7025-91 в морозильной камере при температуре -20°C при попеременном замораживании и оттаивании по степени повреждений и потери массы:Frost resistance was determined on five samples according to GOST 7025-91 in a freezer at a temperature of -20 ° C with alternate freezing and thawing according to the degree of damage and weight loss:

F=99+98+100+102+101/5=100 циклов.F = 99 + 98 + 100 + 102 + 101/5 = 100 cycles.

Claims (1)

Способ получения стеклокремнезита, включающий подготовку гранул стекла, спекание, отжиг, огненную полировку поверхности, вырезку блоков алмазным инструментом, контроль качества готовых изделий, отличающийся тем, что данный способ включает смешение компонентов перед засыпкой в формы, причем в качестве стеклосодержащего материала используют смесь, полученную из стеклогранулята из боя стекол с гелем оксида кремния при массовом соотношении 20:1 соответственно, в который предварительно вводят в количестве 0,1 мас.% красящие соли кобальта, хрома, никеля, марганца, железа, а спекание проводят при температуре 850°С. A method of producing glass-silica-cement, including the preparation of glass granules, sintering, annealing, fire polishing of the surface, cutting blocks with a diamond tool, quality control of finished products, characterized in that this method involves mixing the components before filling into molds, using the mixture obtained as a glass-containing material from glass granulate from glass breakage with silica gel in a mass ratio of 20: 1, respectively, into which cobalt coloring salts, chro ma, nickel, manganese, iron, and sintering is carried out at a temperature of 850 ° C.
RU2015106543/03A 2015-02-25 2015-02-25 Method of producing glass-silica RU2580558C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015106543/03A RU2580558C1 (en) 2015-02-25 2015-02-25 Method of producing glass-silica

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015106543/03A RU2580558C1 (en) 2015-02-25 2015-02-25 Method of producing glass-silica

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2580558C1 true RU2580558C1 (en) 2016-04-10

Family

ID=55794144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015106543/03A RU2580558C1 (en) 2015-02-25 2015-02-25 Method of producing glass-silica

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2580558C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2651743C1 (en) * 2016-10-24 2018-04-23 Автономная некоммерческая организация высшего образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" Method of producing glass-silica

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5010042A (en) * 1987-12-26 1991-04-23 Central Glass Company, Limited Sintered glass body with opaquely mottled pattern and method of producing same
RU2044701C1 (en) * 1992-12-30 1995-09-27 Научно-техническое и производственное общество "Стеклокремнезит" Decorating-facing material manufacture method
RU2093482C1 (en) * 1996-09-26 1997-10-20 Юрий Карлович Лингарт Method of heat treatment of glass-claydite slabs
US5720835A (en) * 1995-02-08 1998-02-24 Futuristic Tile L.L.C. Decorative construction material and methods of its production

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5010042A (en) * 1987-12-26 1991-04-23 Central Glass Company, Limited Sintered glass body with opaquely mottled pattern and method of producing same
RU2044701C1 (en) * 1992-12-30 1995-09-27 Научно-техническое и производственное общество "Стеклокремнезит" Decorating-facing material manufacture method
US5720835A (en) * 1995-02-08 1998-02-24 Futuristic Tile L.L.C. Decorative construction material and methods of its production
RU2093482C1 (en) * 1996-09-26 1997-10-20 Юрий Карлович Лингарт Method of heat treatment of glass-claydite slabs

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БУДОВ В.М. и др. Производство строительного и технического стекла, Москва, Высшая школа, 4-е издание, 1991, 319 с. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2651743C1 (en) * 2016-10-24 2018-04-23 Автономная некоммерческая организация высшего образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" Method of producing glass-silica

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103396163B (en) Formula and preparation method of ultralow temperature glaze
CN104445958B (en) Fluorcanasite microcrystalline reinforced foam glass and preparation method thereof
CN106458770B (en) High zirconia electrocast refractory
CN106747277A (en) Magnesium soil ceramic batch and preparation method thereof
Gaddam et al. Role of manganese on the structure, crystallization and sintering of non-stoichiometric lithium disilicate glasses
CN1328223C (en) Manufacturing method of redyohen tenmoku ceramic and ceramic glaze used therefor
RU2588634C1 (en) Method of producing ceramic proppant (versions)
CN107434359A (en) Suitable for imitative Khotan jade white micro-crystals glass processed of CAD after first pouring into a mould and preparation method thereof
RU2580558C1 (en) Method of producing glass-silica
CN105819694B (en) Devitrified glass and preparation method thereof
PL219035B1 (en) Foam glass with significantly reduced sintering and foaming temperature
RU2044701C1 (en) Decorating-facing material manufacture method
RU2669960C1 (en) Method of producing glass-silica
CN103304231A (en) Preparation method of microporous magnesium aluminate spinel raw material
RU2630333C1 (en) Method for producing glasskremnezit
CN109206011A (en) A kind of novel glass craftwork processing technology
RU2580855C1 (en) Method of producing glass-silica based on mining wastes
RU2651743C1 (en) Method of producing glass-silica
RU2788232C1 (en) Method for obtaining glass silica
CN108483921B (en) Iron tailing composite microcrystalline glass and preparation method thereof
RU2794012C1 (en) Method for obtaining glass silica on the basis of crystal schists
RU2774746C1 (en) Method for synthesis of glass silica
CN1442381A (en) Coloured foamed glass wall surface brick and its manufacturing method
US2675323A (en) Refractory materials
CN104609831A (en) Method for reducing cutting cracks of ceramic tile

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210226