SU697406A1 - Способ синтеза фосфатных стекол - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ СИНТЕЗА ФОСФАТНЫХ СТЕКОЛ

Изобретение относитс  к промышленности строительных материалов, в частности к области стекловарени , преимущественно оптического, и может быть использовано дл  производства стекол, содержгидих в качестве основного компонента фосфорный ангидрид.

Известен способ получени  фосфатных стекол, заключающийс  в перемешивании смеси сухих компонентов с заданным количеством ортофосфорной кислоты t1.

При таком способе часть сухих компонентов шихты реагирует с ортофосфорной кислотой, в результате чего образуетс  шихта, имеюща  сметанообразную консистенцию. Недостатками этого способа  вл ютс  неоднородность шихты, вызывающа  значительную неоднородность образующейс  стекломассы , дл  гомогенизации которой требуетс  длительное перемешивание; больша  длительность развара шихты и необходима  дл  этого высока  тем пература, что усиливает разъедание огнеупора, вызывает по вление допол .нительной неоднородности стекломассы и увеличение содержани  в ней вредных примесей; нестабильность шихты.

а именно склонность к расслоению и цементации при длительном хранении, что приводит к необходимости приготовлени  шихты непосредственно перед варкой стекла; невозможность механизации и автоматизации загрузки шихты в стекловаренную печь.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс 

0 способ синтеза фосфатных стекол из водного шлама, получаемого последовательным добавлением в раствор ортофосфорной кислоты окислов кальци О натри  и алюминид 2.

5

Недостатком этого способа  вл етс  неоднородность шихты, представл ющей собой шлам или суспензию, содержащую 40-60% твердых частиц, что неминуемо влечет по вление не0 провара и неоднородность образующейс  стекломассы, а значит и длительную гомогенизсщию расплава, а также невозможность организации непрерывной варки стекла и необходимость

5 дополнительной операции выпаривани  смеси.

Цель изобретени  - повышение производительности процесса, увеличение срока службы огнеупора печи и

увеличение выхода годного стекла, а также улучшение условий труда. Поставленна  цель достигаетс  тем, что перед растворением в ортофосфорной кислоте осуществл ют приготовление водных растворов каждой соли и гидроокиси металла, а загрузку раствора шихты в печь производ т со скоростью

л/час,

V - U,J - 0,Ь -JJгде t - температура расплава,°С;

D - диаметр варочного сосуда,м - в зкость расплава, Пз. Дл  обеспечени  стабильности растворов при их длительном хранении и уменьшени  в зкости раствора шихты, что создает возможность дозировани , концентрацию каждого компонента в водном растворе делают в 1,1 1 ,6 раза меньше концентрации соответствующего насыщенного раствора при 20с.

Пример 1. При варке фосфатного оптического стекла, имеющего синтетический состав, масс.%: Р, О 70,0, 7,1, СаО - 8,0, Nap - 9,7, Li, О - 1,4, BjO-j 2 ,b, AgjO - 1,2, готов т (без нагревани  водные растворы, указанные в таблице.

Затем сливают указанные водные растворы с 1062, 8 г 90%-ной ортофосфорной кислоты и получают раство шихты. Перед началом заливки раствора шихты наплавл ют бой стекла, покрывающий дно тигл  слоем в 50 .80 мм. Заливку раствора шихты в тигель производ т через дозировочную трубку, при диаметре тигл  180 мм, температуре расплава lOOOC и его

.в зкости 32 Пз, Раствор шихты залиtD 2

вают со скоростью 2 л/ч (V 0,35

При этом диаметр п тна шихтного раствора на поверхности расплава 45 мм, а диаметр п тна, в пределах которого идут процессы стеклообразовани , 135 мм.

Таким образом, контакт раствора и разваривающейс  шихты с огнеупором исключаетс .

Способ синтеза стекла по этому способу позвол ет снизить температуру заливки шихты на 100-150 по сравнению с известными способами. Кроме того, способ позвол ет исключить операцию барботировани  расплава кислородом, необходимую при осуществлении известных способов дл  предотвращени  восстановлени  серебра до атомарного состо ни . В результате обща  длительность варки сокращаетс  на 3 час. Увеличение стойкости огнеупора приводит к уменьшению числа потечек и к по влению возможности повторного использовани  огнеупорнь х тиглей .

Исключаетс  введение сухих сырьевых материалов в ортофосфорную кислоту . При сливании заранее приготовленных водных растворов с ортофосфор , ной кислотой величина открытой поверности кислотного раствора и длительность процесса составлени  шихты значительно сокращаетс ,, что улучшает услови  труда шихтовщиков.

Исключаетс  ручна  загрузка неоднородной шихты, что значительно улучшает услови  труда стекловаров.

Пример 2. При варке в электрической ванной печи с косвенным нагревом фосфатного оптического стекла , состав которого приведен выше, составление шихтного раствора производ т так же, как описано в примере 1.

При внутреннем диаметре бассейна варки 200 мм, температуре стекломассы в нем IIOO и в зкости 17 Пз заливку шихтного раствора ведут со скоростью 6 л/ч (V 0,46- ), что обеспечивает выработку 3 кг стекла в час при ожидаемом увеличении выхода годного стекла в плитках (по отношению к сваренному стеклу) с 30% по изветстному способу до 70-80% по данному способу.

Claims (2)

1. Использование способа синтеза фосфатных стекол дает по сравнению с существующими способами а) возможность осуществлени  непрерывного процесса варки и выработки фосфатных оптических стекол, что значительно сокращает затраты на их производство , и возможность автоматизации и механизации технологическох-о процесса; обеспечивает увеличение Bfjxoда годного стекла как при непрер( ной, так и при периодической варке, а также улучшает услови  труда. Непрерывный процесс варки и увеличение выхода годного стекла обеспачивают снижение себестоимости заготовок из Фосфатных оптических стекол не менее чем на 15%, что дает годовой экономический эффект не менее 240 тыс. руб. Формула изобретени  1. Способ синтеза фосфатных стекол путем загрузки в печь шихты в виде раствора солей и гидроокисей металлов в ортофосфорной кислоте с последующей термообработкой, отличающийс  тем,-что, с целью повышени  производительности процесса , увеличени  срока службы огнеупора печи и увеличени  выхода годного стекла, а также улучшени  условий труда, перед растворением в ортофосфорной кислоте осуществл ют приготовление водных растворов каждой 6 соли и гидроокиси.металла, а загрузку раствора в печь производ т со скоростью n-ii2:.0 / f ( - г л/ а ., о. где t - температура расплава, С, варочного сосуда,м, в зкость расплава, Пэ. 2. Способ ПОП.1, отличающ и и с   тем, что, с целью повыше   стабильности раствора шихты, обеспечивают концентрацию каждого компонента в водном растворе в 1, раза меньше концентрации соответствующего насыщенного раствора п-о-л 20с. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Физико-химические основы производства оптического стекла. Под ред. Л. И. Демкиной, Л., 1976, с. 27.).
2. 2. Патент США № 3360332, кл. 32 в 3/00, опубл. 1967 (прототип)