RU2714415C1 - Method of preparing charge for alkali-silicate glass - Google Patents

Method of preparing charge for alkali-silicate glass Download PDF

Info

Publication number
RU2714415C1
RU2714415C1 RU2019112334A RU2019112334A RU2714415C1 RU 2714415 C1 RU2714415 C1 RU 2714415C1 RU 2019112334 A RU2019112334 A RU 2019112334A RU 2019112334 A RU2019112334 A RU 2019112334A RU 2714415 C1 RU2714415 C1 RU 2714415C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
quartz
mixture
sodium hydroxide
glass
sio
Prior art date
Application number
RU2019112334A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роман Владимирович Лавров
Александр Павлович Кузьменко
Людмила Максимовна Миронович
Артем Олегович Дьяков
Мин Тан Мьо
Владимир Викторович Родионов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ)
Priority to RU2019112334A priority Critical patent/RU2714415C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2714415C1 publication Critical patent/RU2714415C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B1/00Preparing the batches

Landscapes

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

Abstract

FIELD: technological processes.SUBSTANCE: invention can be used in glass industry for preparation of charge of alkali-silicate glasses, including glass alkaline silicates. Disclosed is a method of preparing a glass mixture for producing alkali-silicate glasses, including glass alkaline silicates, involving activation of the silicon-containing component of the glass mixture using sodium hydroxide as a sodium-containing component to obtain CCM having chemical composition corresponding to eutectic in oxide system NaO-SiO.EFFECT: disclosed is a method of preparing a glass mixture for producing alkali-silicate glass.1 cl, 7 dwg

Description

Изобретение может быть использовано в стекольной промышленности для подготовки шихт щелочно-силикатных стекол, в том числе стекловидных щелочных силикатов. The invention can be used in the glass industry for the preparation of mixtures of alkali-silicate glasses, including glassy alkaline silicates.

Использование шихт, подготовленных по раскрываемому способу, позволяет интенсифицировать реакции силикато- и стеклообразования в шихте и расплаве, снизить максимальную температуру и время варки стекла, увеличить удельный съем стекломассы, уменьшить техногенную нагрузку на окружающую среду по сравнению с предшествующими изобретениями. Одним из путей интенсификации процессов стекловарения является предварительная активация тугоплавких компонентов стекольной шихты с использованием гидроксидов. Результатом активации кремнийсодержащего кристаллического сырьевого источника стекольной шихты с использованием гидроксидом натрия с получением хорошого классифицируемого синтетического сырьевого материала (ССМ)/1-6/.The use of blends prepared by the disclosed method allows to intensify the reaction of silicate and glass formation in the charge and melt, to reduce the maximum temperature and time of glass melting, to increase the specific removal of glass melt, to reduce the technogenic load on the environment in comparison with the previous inventions. One of the ways to intensify glassmaking is the preliminary activation of the refractory components of the glass mixture using hydroxides. The result of the activation of a silicon-containing crystalline raw material source of a glass mixture using sodium hydroxide to obtain a good classified synthetic raw material (CCM) / 1-6 /.

Общим для технологических схем получения ССМ в представленных аналогах является полная замена натрийсодержащего компонента стекольной шихты (традиционно – кальцинированной соды) на гидроксид натрия, термообработка реакционной смеси каустика (в виде раствора или твердом виде) и кварцсодержащего сырья в интервале 325 -700 ºС в течение 1-5 минут. Получаемый рассыпчатый порошкообразный продукт по химическому составу состоит из оксидов Na2O и SiO2 в массовых долях близких щелочно-силикатному стеклу. Фазовый состав ССМ представлен аморфной и кристаллическими фазами в виде низкотемпературного кварца, мета- и ди-силиката натрия. Химический состав ССМ соответствует выбранному составу стекла.Common to the technological schemes for producing CCM in the presented analogues is the complete replacement of the sodium-containing component of the glass mixture (traditionally soda ash) with sodium hydroxide, heat treatment of the caustic reaction mixture (in the form of a solution or in solid form) and quartz-containing raw materials in the range 325-700 ºС for 1 -5 minutes. The resulting powdery powder product in chemical composition consists of oxides of Na 2 O and SiO 2 in mass fractions close to alkaline silicate glass. The phase composition of the SSM is represented by amorphous and crystalline phases in the form of low-temperature quartz, sodium meta- and di-silicate. The chemical composition of the CCM corresponds to the selected glass composition.

Анализ химических составов ССМ для наиболее распространенных видов щелочно-силикатных стекол (тарного, флоат, медицинского) в части двойной оксидной системы Na2O - SiO2 показал, что область составов ССМ двухкомпонентного состава (Na2O; SiO2) лежит в области, обогащенной SiO2, масс.% (80,85 – 85,62) и «обедненной» содержанием Na2O, масс.% (19,15 - 14,38), как это можно из фазовой диаграммы (Фиг. 1). Согласно (Фиг. 1) это означает, что несмотря на интенсификацию процессов силикатообразования в ССМ до загрузки в печь, химические составы ССМ не соответствуют эвтектическим составам в системе Na2O - SiO2 со значениями эвтектических температур, ºС (1022; 846; 793), что может обусловливать более позднее возникновение жидкой фазы в шихте на основе ССМ при нагревании в печи, чем это, предположительно, возможно.An analysis of the CCM chemical compositions for the most common types of alkali-silicate glasses (tare, float, medical) in the part of the Na 2 O - SiO 2 binary oxide system showed that the region of the two-component composition CCM compositions (Na 2 O; SiO 2 ) lies in the region enriched with SiO 2, wt.% (80.85 - 85.62) and "depleted" content of Na 2 O, wt.% (19.15 - 14.38), as is possible from the phase diagram (Fig. 1). According to (Fig. 1), this means that despite the intensification of the processes of silicate formation in the SSM before loading into the furnace, the chemical compositions of the SSM do not correspond to the eutectic compositions in the Na 2 O - SiO 2 system with eutectic temperatures, ºС (1022; 846; 793) , which may cause a later appearance of the liquid phase in the CCM-based charge upon heating in the furnace, than this is supposedly possible.

В качестве прототипа может выступать способ подготовки шихты для щелочно-силикатных стекол (Partial Selective Batching, англ.), предусматривающий разделение кремний-, натрий- и кальцийсодержащих шихтные сырьевые материалы на части (Na2CO3 + quartz) и (CaCO3 + quartz) с массовыми долями, соответствующими эвтектическим составам Na2O - SiO2 и CaO - SiO2 в системе Na2O – CaO -SiO2, с последующим смешиванием и грануляцией /7/. Однако в качестве натрийсодержащего компонента используется кальцинированная сода, активация наиболее тугоплавкого компонента стекольной шихты – кварца – по предлагаемому способу на стадии подготовки шихты не происходит; часть кварцевого песка в свободном виде (порядка 20 % от общего количества) добавляется в шихту, состоящую из двух гранулированных продуктов (Na2CO3 + quartz) и (CaCO3 + quartz), что может способствовать сегрегации шихты как ввиду разницы в размерах гранул продуктов и зерен кварцевого песка, так и насыпной плотности материалов; использование кварцевого песка в шихте в свободном виде увеличивает как время растворения кварцевых зерен в расплаве, так и общее время варки стекла.A prototype may be a method of preparing a charge for alkaline silicate glass (Partial Selective Batching, Eng.), Providing for the separation of silicon, sodium and calcium-containing charge raw materials into parts (Na 2 CO 3 + quartz) and (CaCO 3 + quartz ) with mass fractions corresponding to the eutectic composition Na 2 O - SiO 2 and CaO - SiO 2 system, Na 2 O - CaO -SiO 2, followed by mixing and granulation / 7 /. However, soda ash is used as the sodium-containing component; activation of the most refractory component of the glass mixture — quartz — is not activated according to the proposed method at the stage of preparation of the mixture; part of the quartz sand in free form (about 20% of the total) is added to the mixture, consisting of two granular products (Na 2 CO 3 + quartz) and (CaCO 3 + quartz), which can contribute to the segregation of the mixture due to the difference in the size of the granules products and grains of quartz sand, and bulk density of materials; the use of quartz sand in the mixture in a free form increases both the dissolution time of quartz grains in the melt and the total time of glass melting.

Задачей раскрываемого изобретения является способ подготовки стекольной шихты для получения щелочно-силикатных стекол, в том числе стекловидных щелочных силикатов, включающий активацию кремнийсодержащего компонента стекольной шихты с использованием гидроксида натрия в качестве натрийсодержащего компонента, с получением ССМ, имеющим химический состав, соответствующий эвтектическому в оксидной системе Na2O - SiO2.The objective of the disclosed invention is a method of preparing a glass charge for producing alkaline silicate glasses, including glassy alkaline silicates, including the activation of a silicon-containing component of a glass mixture using sodium hydroxide as a sodium-containing component, to obtain CCM having a chemical composition corresponding to the eutectic in the oxide system Na 2 O - SiO 2 .

Поставленная задача достигается тем, что кварцсодержащий компонент стекольной шихты и гидроксид натрия, используемый в качестве натрийсодержащего компонента, делятся на исходные смеси для получения ССМ, соотношение весовых частей (в. ч.) в одной из которых выражается This object is achieved in that the quartz-containing component of the glass charge and sodium hydroxide used as the sodium-containing component are divided into initial mixtures to obtain CCM, the ratio of weight parts (including) in one of which is expressed

(NaOHэвт:Кварцэвт.) (1)(NaOH eut : Quartz eut .) (1)

и соответствует эвтектическому составу в оксидной системе Na2O - SiO2, а соотношение массовых частей в другой смеси выражаетсяand corresponds to the eutectic composition in the oxide system Na 2 O - SiO 2 , and the ratio of mass parts in another mixture is expressed

((NaOHобщ.- NaOHэвт.): (Кварцобш.-Кварцэвт.)), (2)((NaOH total .- NaOH eut .): (Quartz obs. -Quartz eut .)), (2)

где NaOHобщ. и Кварцобш. – весовые части общего количества гидроксида натрия и кварцсодержащего сырья для получения щелочно-силикатного стекла заданного состава. Таким образом, получаемый ССМ имеет химический состав, соответствующий эвтектическому составу, а весь кварцсодержащий материал физико-химически активирован в результате взаимодействия с NaOH.where NaOH total and Quartz obsh . - weight parts of the total amount of sodium hydroxide and quartz-containing raw materials for alkaline-silicate glass of a given composition. Thus, the obtained SSM has a chemical composition corresponding to the eutectic composition, and all quartz-containing material is physically chemically activated as a result of interaction with NaOH.

Предлагаемое изобретение проиллюстрировано следующими графическими материалами:The invention is illustrated by the following graphic materials:

Фиг. 1 с фазовой диаграммой двухкомпонентной системы Na2O - SiO2 Крачека; поле, ограниченное точками 1 и 2 соответствует области химических составов ССМ.FIG. 1 with a phase diagram of a two-component system of Na 2 O - SiO 2 Krachek; the field bounded by points 1 and 2 corresponds to the region of the chemical compositions of the SSM.

Фиг. 2 с фазовой диаграммой кварцевого песка ВС – 030-В, Q – низкотемпературный β- кварц.FIG. 2 with a phase diagram of silica sand BC - 030-V, Q - low-temperature β-quartz.

Фиг.3 с фазовой диаграммой смеси химического состава, масс.%: Na2O – 26,1; SiO2 – 73,9 из кварцевого песка и кальцинированной соды, термообработанной при 400 ºС. Основной фазой является кристаллическая в виде низкотемпературного β- кварца (Q) и кальцинированной соды (SA).Figure 3 with a phase diagram of a mixture of chemical composition, wt.%: Na 2 O - 26.1; SiO 2 - 73.9 from quartz sand and soda ash, heat-treated at 400 ºС. The main phase is crystalline in the form of low-temperature β-quartz (Q) and soda ash (SA).

Фиг. 4 с фазовой диаграммой продукта термообработки при 325 ºС кварцевого песка и гидроксида натрия, имеющий химический состав, масс.%: Na2O – 26,1; SiO2 – 73,9. Основными фазами является аморфная и кристаллическая в виде низкотемпературного β- кварца (Q) и метасиликата натрия (S). Отмечается присутствие соединения, характерного для Na2CO3 (SA).FIG. 4 with a phase diagram of a heat-treated product at 325 ° C of silica sand and sodium hydroxide, having a chemical composition, wt.%: Na 2 O - 26.1; SiO 2 73.9. The main phases are amorphous and crystalline in the form of low-temperature β-quartz (Q) and sodium metasilicate (S). The presence of a compound characteristic of Na 2 CO 3 (SA) is noted.

Фиг. 5 со сканирующими электронно-микроскопическими изображениями шлифов частиц ССМ химического состава, масс.%: Na2O – 26,1; SiO2 – 73,9. FIG. 5 with scanning electron microscopic images of thin sections of CCM particles of chemical composition, wt.%: Na 2 O - 26.1; SiO 2 73.9.

Фиг. 6 со сканирующим электронно-микроскопическим изображением шлифа частицы ССМ.FIG. 6 with a scanning electron microscopic image of a thin section of a CCM particle.

Фиг. 7 с фотоизображением таблетированных образцов шихт силикат-глыбы с n = 4 при термообработке – 900ºС. 1 – образец шихты на кварцевом песке и кальцинированной соде; 2 – образец шихты на гидроксиде натрия и кварцевом песке.FIG. 7 with a photo image of tabletted samples of a silicate-block mixture with n = 4 during heat treatment - 900ºС. 1 - sample of the mixture on quartz sand and soda ash; 2 - sample of the mixture on sodium hydroxide and quartz sand.

По данным рентгенофазового анализа было установлено, что получение ССМ, имеющего фазовый состав в виде низкотемпературного кварца и дисиликата натрия (Фиг.4), возможно из реакционной смеси при соотношении гидроксида натрия в конденсированном состоянии и кварцевого песка как 1:100 в. ч.According to x-ray phase analysis, it was found that obtaining a CCM having a phase composition in the form of low-temperature quartz and sodium disilicate (Figure 4) is possible from the reaction mixture with a ratio of sodium hydroxide in the condensed state and quartz sand as 1: 100 v. h

Полученное соотношение является нижней границей для (2), что может быть выражено (вв. ч.):The resulting ratio is the lower boundary for (2), which can be expressed (v.h.):

((NaOHобщ.- NaOHэвт.); (Кварцобш.- Кварцэвт.))≥ (1;100)((NaOH total .- NaOH eut .); (Quartz general .- Quartz eut .)) ≥ (1; 100)

илиor

((NaOHобщ.- NaOHэвт.)/ (Кварцобш.- Кварцэвт.)) ≥ 0,01. (3)((NaOH total .- NaOH eut .) / (Quartz general .- Quartz eut .)) ≥ 0.01. (3)

Приведенный способ подготовки шихты поясним на примерах расчёта рецептов шихт ССМ для некоторых видов щелочно-силикатных стекол, которые не ограничивают применение раскрываемого изобретения:The above method of preparation of the mixture will explain the examples of the calculation of the recipes of the charges CCM for some types of alkaline-silicate glasses, which do not limit the use of the disclosed invention:

Пример 1. Example 1

Расчет рецепта шихт для ССМ для получения тарного стекла состава мас.%: SiO2–73; Al2O3– 2; CaO – 10; MgO – 2; Na2O – 13.Calculation of the mixture recipe for CCM to obtain container glass composition wt.%: SiO 2 –73; Al 2 O 3 - 2; CaO - 10; MgO - 2; Na 2 O - 13.

Сырьевые материалы, используемые при составлении шихты: песок кварцевый ВС-030-В; гидроксид натрия чешуированный марки ТР, (ч.д.а), ГОСТ 4328-77; сода кальцинированная техническая, марка Б; полевошпатный концентрат ПШС-0,20-21; доломит молотый марки ДМ 20-0,10; известняк кусковой для стекольной промышленности ГОСТ 23671-79.Raw materials used in the preparation of the mixture: quartz sand BC-030-V; flake sodium hydroxide grade TP, (analytical grade), GOST 4328-77; technical soda ash, grade B; feldspar concentrate PShS-0.20-21; ground dolomite grade DM 20-0.10; lumpy limestone for the glass industry GOST 23671-79.

Рецепт шихты с использованием NaOH на 100 в.ч стекла (в.ч): песок кварцевый – 67,62; ПШС – 8,70; гидроксид натрия – 17,09; доломит – 10,05; известняк – 12,38. Потери при стелкообразовании – 15,85 %.The recipe for a mixture using NaOH per 100 parts by weight of glass (parts by hour): silica sand - 67.62; PShS - 8.70; sodium hydroxide - 17.09; dolomite - 10.05; limestone - 12.38. Losses during insoles formation - 15.85%.

Рецепт шихты с использованием Na2CO3 на 100 в.ч стекла (в.ч): песок кварцевый – 67,62; ПШС – 8,70; сода кальцинированная – 21,84; доломит – 10,05; известняк – 12,38. Потери при стелкообразовании – 20,38 %.The recipe of the mixture using Na 2 CO 3 per 100 parts by weight of glass (parts by hour): silica sand - 67.62; PShS - 8.70; soda ash - 21.84; dolomite - 10.05; limestone - 12.38. Losses due to insoles - 20.38%.

Химический состав ССМ на основе кварцевого песка и каустика, масс.%: SiO2 – 82,2; Na2O – 17,8.The chemical composition of the SSM based on quartz sand and caustic, wt.%: SiO 2 - 82.2; Na 2 O - 17.8.

Эвтектическая точка (Фиг. 1), имеющая минимальную температуру 793 ºС возникновения жидкой фазы в оксидной системе Na2O - SiO2,имеет следующий состав, масс.%:Na2O – 26,1; SiO2 – 73,9.The eutectic point (Fig. 1), having a minimum temperature of 793 ° C of the appearance of the liquid phase in the oxide system Na 2 O - SiO 2 , has the following composition, wt.%: Na 2 O - 26.1; SiO 2 73.9.

Исходя из приведенных значений химического состава ССМ и эвтектического состава оксидной системы Na2O - SiO2, получить ССМ указанного эвтектического состава возможно, активируя36,31 в.ч. кварцевого песка, в свободном (неактивированном) виде останется 31,32 в.ч. кварцевого песка.Based on the given values of the chemical composition of the SSM and the eutectic composition of the oxide system Na 2 O - SiO 2 , it is possible to obtain the SSM of the specified eutectic composition by activating 36.31 hours quartz sand, in the free (unactivated) form will remain 31.32 vol. quartz sand.

Количество NaOH, необходимое для активации 31,32в.чкварцевого песка согласно (3) равно 0,31 в.ч.The amount of NaOH required for activation of 31.32v.h. quartz sand according to (3) is 0.31 v.h.

В соответствии с (2), рецепты шихт для ССМ:In accordance with (2), charge recipes for CCM:

- шихта (А), соответствующая эвтектическому составу, в.ч.: гидроксид натрия – 16,78; кварцевый песок – 35,66- charge (A) corresponding to the eutectic composition, including: sodium hydroxide - 16.78; silica sand - 35.66

- шихта (Б) - для активации остаточной части кварцевого песка, в.ч.: гидроксид натрия – 0,31; кварцевый песок – 31,97- charge (B) - to activate the remaining part of quartz sand, including: sodium hydroxide - 0.31; silica sand - 31.97

После обработки смесей по наиболее оптимальным способам, представленным в патентах /1,2/, на основе шихт (А) и (Б) получаем двухкомпонентные ССМ (А) и ССМ (Б), которые смешиваем с остальными сырьевыми материалами шихты щелочно-силикатного стекла тарного состава с последующим возможным агломерированием.After processing the mixtures according to the most optimal methods presented in the patents / 1,2 /, based on the blends (A) and (B), we obtain two-component CCM (A) and CCM (B), which we mix with the rest of the raw materials of the alkali-silicate glass mixture packaging composition followed by possible agglomeration.

Сравнительный рентгено-фазовый анализ кварцевого песка ВС-030-В (Фиг. 2), термообработанных образцов шихты на основе кварцевого песка и кальцинированной соды (Фиг. 3) и шихты на основе гидроксида натрия и каустика, подготовленного по раскрываемому способу (Фиг. 4), показал, что в отличие от образцов (Фиг. 2,3), фазовый состав образца (Фиг. 4) представлен основными фазами в виде аморфной и кристаллической низкотемпературного β- кварца и метасиликата натрия. Отмечается присутствие соединения, характерного для Na2CO3.Интенсивность пиков, характерных для присутствия низкотемпературной формы кварца в образце шихты, подготовленной в соответствии с изобретением, имела меньшие значения, а форма пиков – более «размыта», чем в образце (Фиг. 3), что указывает на вероятное изменение структуры кварца, способствующее разрыву связей кремне-кислородного каркаса при меньших энергетических затратах.Comparative X-ray phase analysis of silica sand BC-030-B (Fig. 2), heat-treated samples of a mixture based on quartz sand and soda ash (Fig. 3) and a mixture based on sodium hydroxide and caustic prepared according to the disclosed method (Fig. 4 ), showed that, unlike the samples (Fig. 2,3), the phase composition of the sample (Fig. 4) is represented by the main phases in the form of amorphous and crystalline low-temperature β-quartz and sodium metasilicate. The presence of a compound characteristic of Na 2 CO 3 is noted. The intensity of the peaks characteristic of the presence of the low-temperature form of quartz in the charge sample prepared in accordance with the invention was lower, and the peak shape was more “blurred” than in the sample (Fig. 3 ), which indicates a possible change in the structure of quartz, which contributes to the breaking of bonds of the silicon-oxygen skeleton at lower energy costs.

Растровая электронная микроскопия частиц ССМ и их шлифов, подготовленных в соответствии с изобретением, показала, что ядром частицы является кварцевое зерно с приповерхностном слоем в виде соединений, имеющих в своем составе Si, O, Na (Фиг. 5).Оболочка на кварцевом зерне обладает сложной морфологической структурой толщиной от 10-70 µm в виде равномерно распределенных скоплений кристаллических образований. Отличительной особенностью является образование приповерхностной оболочки в дефект-каналах кварцевого зерна   (Фиг. 6), что в совокупности с покрытием на поверхности кварцевого зерна способствует интенсификации твердофазных реакций шихтных материалов.Scanning electron microscopy of SSM particles and their sections prepared in accordance with the invention showed that the core of the particle is a quartz grain with a surface layer in the form of compounds containing Si, O, Na (Fig. 5). A shell on a quartz grain has complex morphological structure with a thickness of 10-70 μm in the form of uniformly distributed clusters of crystalline formations. A distinctive feature is the formation of a near-surface shell in the defect channels of silica grain (Fig. 6), which together with the coating on the surface of silica grain contributes to the intensification of solid-phase reactions of charge materials.

Пример 2.Example 2

Расчет рецепта шихты для получения натриевой силикат-глыбы с n = 4, следующего химического состава, масс.%: SiO2 – 79,5; Na2O – 20,5.Calculation of the recipe for the mixture to obtain a sodium silicate block with n = 4, the following chemical composition, wt.%: SiO 2 - 79.5; Na 2 O - 20.5.

Сырьевые материалы, используемые при составлении шихты: песок кварцевый ВС-030-В; чешуйчатый гидроксид натрия марки ТР, (ч.д.а), ГОСТ 4328-77.Raw materials used in the preparation of the mixture: quartz sand BC-030-V; flake sodium hydroxide grade TP, (analytical grade), GOST 4328-77.

Рецепт шихты на 100 в.ч стекла, в.ч: песок кварцевый – 79,46 ; гидроксид натрия – 27,30. Потери при стеклообразовании – 6,78 %.The recipe for a charge for 100 parts by weight of glass, parts by weight: quartz sand - 79.46; sodium hydroxide - 27.30. Losses during glass formation - 6.78%.

ССМ эвтектического состава (Фиг. 1), указанного в Примере 1, будет содержать 57,88 в.ч. кварцевого песка, в свободном (не активированном) виде останется 21,58 в.ч. кварцевого песка.SSM eutectic composition (Fig. 1) specified in Example 1 will contain 57.88 parts by weight quartz sand, in its free (not activated) form will remain 21.58 parts by weight quartz sand.

Количество NaOH, необходимое для активации 21,58 в.ч кварцевого песка согласно (3) равно 0,22 в.ч.The amount of NaOH required to activate 21.58 v.h. quartz sand according to (3) is 0.22 v.h.

В соответствии с (2), рецепты шихт для ССМ:In accordance with (2), charge recipes for CCM:

- шихта (А), соответствующая эвтектическому составу, в.ч.: гидроксид натрия – 27,08; кварцевый песок – 57,41 - charge (A) corresponding to the eutectic composition, including: sodium hydroxide - 27.08; quartz sand - 57.41

- шихта (Б) - для активации остаточной части кварцевого песка, в.ч.: гидроксид натрия – 0,22; кварцевый песок – 22,06.- charge (B) - to activate the remaining part of quartz sand, including: sodium hydroxide - 0.22; silica sand - 22.06.

Получение ССМ аналогично описанному в Примере 1.Getting CCM is similar to that described in Example 1.

Продукты синтеза частей кварцевого песка и гидроксида натрия либо используются в виде смеси или агломератов для получения силикат-глыбы различной модульности, либо смешиваются с остальными компонентами стекольной шихты щелочно-силикатных стекол с последующей возможной агломерацией известными способами.The synthesis products of parts of quartz sand and sodium hydroxide are either used in the form of a mixture or agglomerates to obtain a silicate block of various modularities, or they are mixed with the remaining components of an alkali-silicate glass charge mixture, followed by possible agglomeration by known methods.

Сравнительные лабораторные варки таблетированных образцов шихтсиликат-глыбы из Примера 2 (Фиг. 7) показал, что образец на карбонатной шихте содержал большее количество газовой фазы в виде пузырей до 1-2 мм, а также нерастворенных зерен кварца.Comparative laboratory boiling of tabletted samples of the silicate-block from Example 2 (Fig. 7) showed that the sample on the carbonate mixture contained a larger amount of the gas phase in the form of bubbles up to 1-2 mm, as well as undissolved quartz grains.

Образец шихты, подготовленной по раскрывемому способу, содержал меньшее количество газообразной фазы, а площадь расплава с более выраженной стекловидной фазой была больше площади расплава образца на традиционной основе.A sample of the mixture prepared by the disclosed method contained a smaller amount of the gaseous phase, and the area of the melt with a more pronounced vitreous phase was larger than the area of the melt of the sample on a traditional basis.

Источники информации.Sources of information.

1. Патент 2597008. РФ. Заявл. 24.08.2015. Опубл. 10.09.2016.1. Patent 2597008. RF. Claim 08/24/2015. Publ. 09/10/2016.

2. Патент 2638195. РФ. Заявл. 03.07.2016. Опубл. 12.12.2017.2. Patent 2638195. RF. Claim 07/03/2016. Publ. 12.12.2017.

3. Патент 2007131721. РФ. Заявл. 21.08.2007. Опубл. 27.02.2009.3. Patent 2007131721. RF. Claim 08/21/2007. Publ. 02/27/2009.

4. Патент 2152363. РФ. Заявл. 18.06.1999. Опубл. 10.07.2000.4. Patent 2152363. of the Russian Federation. Claim 06/18/1999. Publ. 07/10/2000.

5. Патент GB1411257(A). US.Заявл. 21.07.1972. Опубл. 22.10.1975.5. Patent GB1411257 (A). US Declared 07/21/1972. Publ. 10/22/1975.

6. Патент US3817776 (A). FR. Заявл. 31.03.1970. Опубл. 18.06.1974.6. Patent US3817776 (A). FR. Claim 03/31/1970. Publ. 06/18/1974.

6. Патент US2008087044 (A1). US.Заявл. 27.02.2003. Опубл. 17.04.2008.6. Patent US2008087044 (A1). US Declared 02/27/2003. Publ. 04/17/2008.

Claims (4)

Способ подготовки шихты для щелочно-силикатного стекла, включающий получение водорастворимой силикатной оболочки на кварцевых зернах вследствие термообработки исходной смеси источника кварцевого сырья и гидроксида натрия с получением синтетического сырьевого материала, имеющего химический состав в виде Na2O и SiO2, а фазовый состав в виде основных аморфной и кристаллической фаз β-кварца и силиката натрия, отличающийся тем, что проводят активацию кремнийсодержащего компонента стекольной шихты с использованием гидроксида натрия в качестве натрийсодержащего компонента за счет того , что общие количества кварцсодержащего материала и гидроксида натрия разделяются так, что весовые части в одной смеси соответствуют эвтектической смеси в оксидной системе Na2O - SiO2, а оставшаяся часть кварцсодержащего материала для образования другой смеси соответствует минимальному количеству гидроксида натрия, необходимому для получения синтетического сырьевого материала, причемA method of preparing a charge for alkali-silicate glass, comprising obtaining a water-soluble silicate shell on quartz grains due to heat treatment of the initial mixture of a source of quartz raw materials and sodium hydroxide to obtain a synthetic raw material having a chemical composition in the form of Na 2 O and SiO 2 , and the phase composition in the form the main amorphous and crystalline phases of β-quartz and sodium silicate, characterized in that they activate the silicon-containing component of the glass mixture using sodium hydroxide as the content of the sodium-containing component due to the fact that the total amounts of the quartz-containing material and sodium hydroxide are separated so that the weight parts in one mixture correspond to the eutectic mixture in the Na 2 O - SiO 2 oxide system, and the remaining part of the quartz-containing material for the formation of another mixture corresponds to the minimum amount of hydroxide sodium necessary to obtain a synthetic raw material, and в весовых частях отношение минимального значения количества гидроксида натрия в конденсированном состоянии, необходимого для получения синтетического сырьевого материала, к кварцсодержащему материалу определяется как:in parts by weight, the ratio of the minimum value of the amount of sodium hydroxide in the condensed state necessary to obtain a synthetic raw material to a quartz-containing material is defined as: ((NaOHобщ - NaOHэвт)/ (Кварцобш - Кварцэвт)) ≥ 0,01,((NaOH total - NaOH eut ) / (Quartz obs - Quartz eut )) ≥ 0.01, где NaOHобщ и Кварцобш – весовые части общего количества гидроксида натрия и кварцсодержащего сырья для получения щелочно-силикатного стекла заданного состава; NaOHэвт и Кварцэвт – весовые части от общего количества гидроксида натрия и кварцсодержащего сырья, соответствующие эвтектическому составу в оксидной системе Na2O - SiO2. where NaOH total and Quartz total - weight parts of the total amount of sodium hydroxide and quartz-containing raw materials for alkaline-silicate glass of a given composition; NaOH euth and Quartz euth - weight parts of the total amount of sodium hydroxide and quartz-containing raw materials, corresponding to the eutectic composition in the oxide system Na 2 O - SiO 2.
RU2019112334A 2019-04-23 2019-04-23 Method of preparing charge for alkali-silicate glass RU2714415C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019112334A RU2714415C1 (en) 2019-04-23 2019-04-23 Method of preparing charge for alkali-silicate glass

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019112334A RU2714415C1 (en) 2019-04-23 2019-04-23 Method of preparing charge for alkali-silicate glass

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2714415C1 true RU2714415C1 (en) 2020-02-14

Family

ID=69626021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019112334A RU2714415C1 (en) 2019-04-23 2019-04-23 Method of preparing charge for alkali-silicate glass

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2714415C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU983082A1 (en) * 1981-05-19 1982-12-23 Институт общей и неорганической химии АН АрмССР Glass charge production method
RU2058944C1 (en) * 1990-10-05 1996-04-27 Научно-производственное предприятие "Силиколл" Method for production of glass mixture for alkaline silicate glasses
US20080087044A1 (en) * 2004-08-26 2008-04-17 Carty William M Selective batching for boron-containing glasses
RU2563864C1 (en) * 2014-06-11 2015-09-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Объединение "Диатомит" Method to produce granulate for production of glass foam and glass foam ceramics
US20160002091A1 (en) * 2011-01-27 2016-01-07 Sibelco Uk Ltd. Pellet

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU983082A1 (en) * 1981-05-19 1982-12-23 Институт общей и неорганической химии АН АрмССР Glass charge production method
RU2058944C1 (en) * 1990-10-05 1996-04-27 Научно-производственное предприятие "Силиколл" Method for production of glass mixture for alkaline silicate glasses
US20080087044A1 (en) * 2004-08-26 2008-04-17 Carty William M Selective batching for boron-containing glasses
US20160002091A1 (en) * 2011-01-27 2016-01-07 Sibelco Uk Ltd. Pellet
RU2563864C1 (en) * 2014-06-11 2015-09-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Объединение "Диатомит" Method to produce granulate for production of glass foam and glass foam ceramics

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yang et al. Effect of CaO/SiO2 ratio on the preparation and crystallization of glass-ceramics from copper slag
JP5139327B2 (en) Glaze composition
US4767726A (en) Glass microbubbles
Souza et al. Microstructural variation in porcelain stoneware as a function of flux system
US9290400B2 (en) Granules and process for their production
AU2007231558A1 (en) Dry mix cement composition, methods and systems involving same
TW200927678A (en) Selective batching for boron-containing glasses
TWI650290B (en) Method for producing glass raw material granules, method for producing molten glass, and method for producing glass articles
AU2014237864A1 (en) Glass batch materials having a core-shell structure
Iqbal et al. Microstructural evolution in bone china
US7708935B2 (en) Float bath bottom refractory brick and process for its production
US3381064A (en) Method of making pseudowollastonite clinker with the rotary kiln
RU2714415C1 (en) Method of preparing charge for alkali-silicate glass
US6211103B1 (en) Synthetic silicate pellet compositions
US2239880A (en) Manufacture of silicates
JP6350531B2 (en) Granule, method for producing the same, and method for producing glass article
CN102534066A (en) High-temperature molten steel slag treating method
EP0033243B1 (en) Method of making clayware
WO2015155486A1 (en) Composite comprising a mineral wool comprising a sugar
WO2021049979A1 (en) Charge for making artificial glass-crystal sand and method for producing same
KR101758855B1 (en) Manufacture of a material on the basis of calcium- and/or magnesium carbonate having a reduced decrepitation tendency
Özkan Production of sodium silicate cullets by using trona
WO2004103921A1 (en) Glass and glass-ceramic articles and process to prepare same
TWI721014B (en) Method for manufacturing glass raw material granules, method for manufacturing molten glass, and method for manufacturing glass articles
RU2597008C1 (en) Crude concentrate and charge for making silicate glass