RU2520978C2 - Charge for production of silicate glass - Google Patents
Charge for production of silicate glass Download PDFInfo
- Publication number
- RU2520978C2 RU2520978C2 RU2012133419/03A RU2012133419A RU2520978C2 RU 2520978 C2 RU2520978 C2 RU 2520978C2 RU 2012133419/03 A RU2012133419/03 A RU 2012133419/03A RU 2012133419 A RU2012133419 A RU 2012133419A RU 2520978 C2 RU2520978 C2 RU 2520978C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- production
- nitrobenzene
- glass
- trotyl
- mixture
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 title abstract description 4
- LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N nitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1 LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 62
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 48
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 48
- SPSSULHKWOKEEL-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-trinitrotoluene Chemical group CC1=C([N+]([O-])=O)C=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O SPSSULHKWOKEEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000003818 cinder Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 5
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 claims abstract description 5
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 5
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 abstract description 14
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 2
- -1 chalk Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 15
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 15
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 14
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 14
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 13
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 9
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 9
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical group [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 4
- NMGSERJNPJZFFC-UHFFFAOYSA-N carbonic acid;sulfuric acid Chemical compound OC(O)=O.OS(O)(=O)=O NMGSERJNPJZFFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 4
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 4
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 3
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 3
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N monobenzene Natural products C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 2
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004762 CaSiO Inorganic materials 0.000 description 1
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000012824 chemical production Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000005816 glass manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 1
- 235000012243 magnesium silicates Nutrition 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000802 nitrating effect Effects 0.000 description 1
- 150000002828 nitro derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 1
- RBXVOQPAMPBADW-UHFFFAOYSA-N nitrous acid;phenol Chemical class ON=O.OC1=CC=CC=C1 RBXVOQPAMPBADW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019351 sodium silicates Nutrition 0.000 description 1
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 description 1
- CVXPMURZGJUXAJ-UHFFFAOYSA-N tetraazanium carbonate sulfate Chemical class [NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]C([O-])=O.[O-]S([O-])(=O)=O CVXPMURZGJUXAJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к составам шихт для получения бесцветных, окрашенных в массе и других видов стекол, и может быть использовано для изготовления изделий промышленного и декоративно-художественного назначения, а также в производстве керамических изделий.The invention relates to compositions of mixtures for producing colorless, colored in mass and other types of glasses, and can be used for the manufacture of products for industrial and decorative purposes, as well as in the manufacture of ceramic products.
Сырьевые материалы, которые применяются для изготовления стекла, подразделяются на главные и вспомогательные. К главным сырьевым материалам относятся вещества, с помощью которых в стекло вводятся кислотные, щелочные и щелочноземельные оксиды, являющиеся основой состава современных стекол. К вспомогательным сырьевым материалам относятся различные вещества, которые применяются для улучшения качества стекломассы, ее окрашивания и глушения, а также для ускорения времени ее изготовления (Бутт Л.М., Поляк В.В. Технология стекла. - М.: Гос. изд-во литературы по строительству, архитектуре и строительству, 1960, с.67).The raw materials used for the manufacture of glass are divided into main and auxiliary. The main raw materials include substances with the help of which acid, alkali and alkaline earth oxides are introduced into the glass, which are the basis of the composition of modern glasses. Auxiliary raw materials include various substances that are used to improve the quality of glass melt, dye it and extinguish it, and also to accelerate the time of its manufacture (Butt L.M., Polyak V.V. Glass technology. - M .: State ed. in the literature on construction, architecture and construction, 1960, p. 67).
Основу химического состава силикатных промышленных стекол - оконных, архитектурно-строительных, тарных и других - составляют различные сочетания оксидов Na2O, CaO, SiO2. Кроме того, для снижения склонности к кристаллизации и повышения химической стойкости стекол в их состав дополнительно вводят оксиды магния и алюминия. Так, например, еще в середине 30-х годов И.И. Китайгородским было разработано и внедрено в промышленность алюмомагнезиальное стекло состава, масс.%: SiO2 71,5-72; Al2O3 1,5; CaO 8-8,5; Na2O 15; MgO 3,5 (Химическая технология стекла и ситаллов. Артамонова М.В., Асланова М.С., Бужинский И.М. и др./Под ред. Н.М.Павлушкина. - М., Стройиздат, 1983, с.211).The basis of the chemical composition of silicate industrial glasses - window, architectural, construction, packaging and others - are various combinations of oxides of Na 2 O, CaO, SiO 2 . In addition, to reduce the tendency to crystallization and increase the chemical resistance of glasses, magnesium and aluminum oxides are additionally introduced into their composition. So, for example, back in the mid-30s II. Kitaygorodsky developed and introduced into the industry alumina-glass composition, wt.%: SiO 2 71.5-72; Al 2 O 3 1.5; CaO 8-8.5; Na 2 O 15; MgO 3,5 (Chemical technology of glass and glass materials. Artamonova M.V., Aslanova M.S., Buzhinsky I.M. et al. / Edited by N.M. Pavlushkin. - M., Stroyizdat, 1983, p. .211).
Для введения в состав стекла оксида натрия используют карбонат натрия или сульфат натрия. В связи с этим существуют два варианта стекольных шихт, содержащих сульфат натрия.Sodium carbonate or sodium sulfate is used to introduce sodium oxide into the glass. In this regard, there are two options for glass blends containing sodium sulfate.
Сульфатная шихта - оксид натрия целиком или в количестве более 25% вводится в шихту с помощью сульфата натрия (Химическая технология стекла и ситаллов. Артамонова М.В., Асланова М.С., Бужинский И.М. и др./Под ред. Н.М.Павлушкина. - М., Стройиздат, 1983, с.106). Однако процесс изготовления стекла из сульфатной шихты становится более продолжительным и требует более высоких температур. В этом случае для ускорения процесса силикатообразования и снижения температуры прибегают к предварительному разложению сульфата натрия до оксида натрия. Для этого в стекольную шихту вводят некоторое количество углеродсодержащих материалов - каменного или древесного угля, древесных опилок или стружек (Технология стекла. Бутт Л.М., Поляк В.В. - М., Гос. изд-во литературы по строительству, архитектуре и строительству, 1960, с.64) или каких-либо органических веществ (П.Н.Григорьев, М.А.Матвеев. Растворимое стекло (получение, свойства и применение). - М.: Гос. изд. литературы по строительным материалам, 1956, 444 с.), действующих в качестве восстановителей сульфата натрия. К способу получения стекла из сульфатной шихты прибегают в случае необходимости снижения стоимости производства продукции, поскольку исходный сульфат натрия является дешевым заменителем соды. Недостатками получения стекла по сульфатному способу являются сложность технологического процесса, необходимость использования углеродсодержащих материалов, снижение качества получаемой продукции и необходимость нагрева шихты при изготовлении обычных стекол до 1500-1600°C (Химическая технология стекла и ситаллов. Артамонова М.В., Асланова М.С., Бужинский И.М. и др./Под ред. Н.М.Павлушкина. - М., Стройиздат, 1983, с.105).Sulfate charge - sodium oxide in whole or in an amount of more than 25% is introduced into the charge using sodium sulfate (Chemical technology of glass and glass metals. Artamonova M.V., Aslanova M.S., Buzhinsky I.M. et al. / Ed. N.M. Pavlushkina. - M., Stroyizdat, 1983, p. 106). However, the process of making glass from a sulfate charge becomes longer and requires higher temperatures. In this case, in order to accelerate the process of silicate formation and reduce the temperature, pre-decomposition of sodium sulfate to sodium oxide is resorted to. To do this, a certain amount of carbon-containing materials is introduced into the glass charge - coal or charcoal, sawdust or shavings (Glass Technology. Butt L.M., Polyak V.V. - M., State Publishing House of Literature on Construction, Architecture and construction, 1960, p.64) or any organic substances (P.N. Grigoriev, M.A. Matveev. Soluble glass (preparation, properties and applications). - M .: State ed. of literature on building materials, 1956, 444 pp.), Acting as sodium sulfate reducing agents. A method of producing glass from a sulfate charge is resorted to if it is necessary to reduce the cost of production, since the original sodium sulfate is a cheap substitute for soda. The disadvantages of producing glass by the sulfate method are the complexity of the process, the need to use carbon-containing materials, reducing the quality of the products and the need to heat the mixture in the manufacture of ordinary glasses to 1500-1600 ° C (Chemical technology of glass and glass materials. Artamonova M.V., Aslanova M. S., Buzhinsky I.M. et al. / Under the editorship of N.M. Pavlushkin. - M., Stroyizdat, 1983, p.105).
Наиболее близким к предлагаемому изобретению (прототип) является карбонатно-сульфатная шихта, используемая в настоящее время для получения стекла. В этом случае в стекломассу вводится 80-95% оксида натрия с помощью кальцинированной соды, остальное с помощью сульфата натрия, который играет роль осветлителя (Химическая технология стекла и ситаллов. Артамонова М.В., Асланова М.С., Бужинский И.М. и др./Под ред. Н.М.Павлушкина. - М., Стройиздат, 1983, с.106). Основным недостатком изготовления стекла из подобной шихты является относительно высокая стоимость соды и ее дефицитность, поскольку сода является сырьем, имеющим огромный спрос со стороны различных отраслей промышленности (Кукушкин Ю.Н. Химия вокруг нас: Справ. пособие. - М.: Высш. шк., 1992, с.46), и необходимость использования дополнительного углеродного топлива.Closest to the proposed invention (prototype) is a carbonate-sulfate mixture, currently used to produce glass. In this case, 80-95% sodium oxide is introduced into the molten glass using soda ash, the rest with sodium sulfate, which plays the role of a clarifier (Chemical technology of glass and glass metals. Artamonova M.V., Aslanova M.S., Buzhinsky I.M. . and others / Under the editorship of N.M. Pavlushkin. - M., Stroyizdat, 1983, p. 106). The main disadvantage of making glass from such a mixture is the relatively high cost of soda and its scarcity, since soda is a raw material that has huge demand from various industries (Kukushkin Yu.N. Chemistry around us: Reference book. - M .: Higher school ., 1992, p. 46), and the need to use additional carbon fuel.
Технический результат, на решение которого направлено изобретение, заключается в утилизации отходов производств тротила и нитробензола, повышении качества стекла и удешевлении его производства.The technical result, the solution of which the invention is directed, consists in the utilization of wastes from the production of TNT and nitrobenzene, improving the quality of glass and reducing the cost of its production.
Технический результат достигается тем, что в шихте для получения стекла, включающей кварцевый песок, кальцийсодержащие и щелочесодержащие компоненты, ускоряющие, осветляющие и восстанавливающие добавки в качестве щелочесодержащих компонентов, ускоряющих, осветляющих и восстанавливающих добавок используют смесь отходов производств тротила и нитробензола - смесь маточников производства тротила и нитробензола, и их огарок, при следующем соотношении компонентов, мас.%: кварцевый песок 42,4-45,6; мел 1,0-1,2; доломит 10,2-10,5; каолин 2,3-2,5; огарок маточников тротила и нитробензола 28,5-30,8; смесь маточников тротила и нитробензола 10,8-11,8 (30-40%-ный раствор), уголь 1,2-1,4, а плавление шихты ведут при 1350-1400°C.The technical result is achieved by the fact that in a charge for producing glass, including quartz sand, calcium-containing and alkali-containing components, accelerating, clarifying and reducing additives, alkali-containing components, accelerating, clarifying and reducing additives use a mixture of wastes from trotyl and nitrobenzene production - a mixture of mother liquors from trotyl production and nitrobenzene, and their cinder, in the following ratio of components, wt.%: quartz sand 42,4-45,6; chalk 1.0-1.2; dolomite 10.2-10.5; kaolin 2.3-2.5; cinder of mother liquors of trotyl and nitrobenzene 28.5-30.8; a mixture of mother liquors of TNT and nitrobenzene 10.8-11.8 (30-40% solution), coal 1.2-1.4, and the charge is melted at 1350-1400 ° C.
Производство энергоемких соединений, таких как тротил и нитробензол, сопровождается образованием значительного количества отходов. Так, например, при очистке тротила-сырца (Е.Ю.Орлова. Химия и технология бризантных взрывчатых веществ. - Химия, 1973. - 688 с.) образуются десятки тысяч тонн сульфитного щелока - маточника производства тротила, содержащего натриевые соли сульфокислот несимметричных изомеров тротила, нитрофенолов, нитрокислот, нитрит и нитрат натрия, соду, сульфат и сульфит натрия, сульфид и хлорид натрия.The production of energy-intensive compounds, such as TNT and nitrobenzene, is accompanied by the formation of a significant amount of waste. So, for example, during the purification of raw trotyl (E.Yu. Orlova. Chemistry and technology of blasting explosives. - Chemistry, 1973. - 688 p.), Tens of thousands of tons of sulfite liquor, the mother liquor for the production of trotyl, containing sodium salts of sulfonic acids of asymmetric isomers TNT, nitrophenols, nitro acids, nitrite and sodium nitrate, soda, sodium sulfate and sodium sulfite, sulfide and sodium chloride.
Гидролиз натриевых солей, присутствующих в сульфитном щелоке, приводит к тому, что величина рН его раствора повышается до 9,0-9,5, что соответствует слабощелочным средам.Hydrolysis of sodium salts present in sulphite liquor leads to the fact that the pH of its solution rises to 9.0-9.5, which corresponds to slightly alkaline environments.
Зачастую производства тротила и нитробензола располагаются на одних и тех же предприятиях.Often, the production of TNT and nitrobenzene are located at the same enterprises.
После получения нитробензола производят его отделение от нитрующей смеси кислот (азотной и серной), а затем промывку аммиачной водой. Маточник производства нитробензола содержит около 8-10% растворенных в воде органических (нитропроизводных бензола) и неорганических соединений, основным из которых является сульфат аммония.After receiving nitrobenzene, it is separated from the nitrating mixture of acids (nitric and sulfuric), and then washing with ammonia water. The nitrobenzene production mother liquor contains about 8-10% of organic (nitro derivatives of benzene) and inorganic compounds dissolved in water, the main of which is ammonium sulfate.
Согласно действующему регламенту обезвреживание токсичного маточника производства нитробензола допускается производить совместно с сульфитными щелоками производства тротила. Для этого производят слив маточника нитробензола в хранилище с маточником (сульфитным щелоком) тротила. По принятой в настоящее время технологии смесь маточников тротила и нитробензола после предварительного упаривания до 30-40%-ной концентрации по твердому остатку направляют на сжигание, а образующуюся золу в отвал. Под воздействием атмосферных осадков она превращается в токсичные стоки, загрязняющие грунтовые воды, что приводит к существенному ухудшению экологической обстановки.According to the current regulations, the neutralization of the toxic mother liquor of nitrobenzene production is allowed to be carried out together with sulfite liquors of TNT production. For this, the mother liquor of nitrobenzene is drained into the storage with the mother liquor (sulfite liquor) of TNT. According to the technology currently adopted, the mixture of mother liquors of trotyl and nitrobenzene after preliminary evaporation to a 30-40% concentration by solid residue is sent to incineration, and the resulting ash is dumped. Under the influence of precipitation, it turns into toxic effluents that pollute groundwater, which leads to a significant deterioration of the ecological situation.
Утилизация отходов крупнотоннажного химического производства путем их использования при получении стекла позволяет улучшить экологическую обстановку в районах производства тротила и нитробензола и значительно удешевить производство стекла.Disposal of large-scale chemical production wastes by using them in the production of glass improves the environmental situation in the areas of TNT and nitrobenzene production and significantly reduces the cost of glass production.
Процесс приготовления шихты и изготовления стекла по предлагаемому изобретению заключается в следующем. Отход производства энергоемких соединений - смесь маточников производства тротила и нитробензола после проведения химического анализа смешивается с необходимым количеством кремнезема. Внесение воды с раствором маточника в шихту способствует ее увлажнению, что, наряду с присутствием слабых щелочей в растворе, приводит к образованию на поверхности частиц кварцевого песка равномерно распределенной пленки щелочных соединений, а это, в свою очередь, благоприятно сказывается на процессах силикатообразования. Кроме того, увлажнение сырьевых материалов оказывает также благоприятное влияние и на однородность шихты (Химическая технология стекла и ситаллов. Артамонова М.В., Асланова М.С., Бужинский И.М. и др./Под ред. Н.М. Павлушкина. - М., Стройиздат, 1983, с.65). Температура маточника должна составлять 50-60°C. Подготовленный таким образом кремнезем смешивают с остальными измельченными компонентами шихты, одним из которых является твердый отход производства тротила и нитробензола - огарок маточников энергоемких соединений. Стоит отметить, что благодаря существующей технологии обезвреживания смеси маточников производства тротила и нитробензола методом сжигания образующийся огарок представляет собой тонкодисперсную однородную композицию, не требующую дополнительного измельчения. Типичный химический состав огарка смеси маточников тротила и нитробензола приведен в таблице 1.The process of preparing the mixture and making glass according to the invention is as follows. Waste from the production of energy-intensive compounds - a mixture of mother liquors from the production of TNT and nitrobenzene after chemical analysis is mixed with the required amount of silica. The introduction of water with the mother liquor solution into the mixture facilitates its hydration, which, along with the presence of weak alkalis in the solution, leads to the formation of a uniformly distributed film of alkaline compounds on the surface of quartz sand particles, and this, in turn, favorably affects the processes of silicate formation. In addition, the moistening of raw materials also has a beneficial effect on the homogeneity of the charge (Chemical technology of glass and glass. Artamonova M.V., Aslanova M.S., Buzhinsky I.M. et al. / Edited by N.M. Pavlushkin . - M., Stroyizdat, 1983, p.65). The temperature of the mother liquor should be 50-60 ° C. Silica prepared in this way is mixed with other ground components of the charge, one of which is solid waste from the production of TNT and nitrobenzene, a cinder of mother liquors of energy-intensive compounds. It is worth noting that, thanks to the existing technology for neutralizing the mixture of mother liquors for the production of TNT and nitrobenzene by burning, the cinder formed is a finely divided homogeneous composition that does not require additional grinding. A typical chemical composition of a calcine mixture of mother liquors of trotyl and nitrobenzene is given in table 1.
Полученную шихту загружают в тигли, которые подают в печь при температуре 1100-1200°C. Варку стекла осуществляют в горшковых печах при температуре 1350-1400°C. Благодаря наличию в шихте карбонатов натрия, магния и сульфата аммония химические процессы в шихте начинаются при сравнительно низких температурах (330-350°C).The resulting mixture is loaded into crucibles, which are fed into the furnace at a temperature of 1100-1200 ° C. Glass is melted in pot furnaces at a temperature of 1350-1400 ° C. Due to the presence of sodium, magnesium, and ammonium sulfate carbonates in the charge, chemical processes in the charge begin at relatively low temperatures (330-350 ° C).
При 780-880°C происходит появление жидкой фазы за счет эвтектик силикатов магния и натрия с кремнеземом и двойных углекислых солей с Na2CO3 (Химическая технология стекла и ситаллов. Артамонова М.В., Асланова М.С., Бужинский И.М. и др./Под ред. Н.М.Павлушкина. - М., Стройиздат, 1983, с.107). Однако наличие в составе отходов различных солей натрия и аммония (ускорителей варки) приводит к появлению легкоплавких соединений, расплавы которых образуются раньше (Технология стекла. Бутт Л.М., Поляк В.В. - М., Гос. изд-во литературы по строительству, архитектуре и строительству, 1960, с.132-133).At 780-880 ° C, the liquid phase appears due to eutectics of magnesium and sodium silicates with silica and double carbonic salts with Na 2 CO 3 (Chemical technology of glass and glass metals. Artamonova MV, Aslanova MS, Buzhinsky I. M. et al. / Under the editorship of N.M. Pavlushkin. - M., Stroyizdat, 1983, p. 107). However, the presence of various salts of sodium and ammonium (cooking accelerators) in the waste composition leads to the appearance of fusible compounds, the melts of which are formed earlier (Glass technology. Butt L.M., Polyak V.V. - M., State Publishing House of Literature on construction, architecture and construction, 1960, p.132-133).
Непосредственное участие в реакциях восстановления сульфата натрия принимают участие углерод (в виде сажи), который присутствует в огарке (от 1,1 до 5%), а также органические восстановители, внесенные в шихту в составе маточника энергоемких соединений и газообразные продукты его разложения CO, H2, CH4 и т.п., которые создают восстановительную атмосферу в шихте. В случае низкого содержания сажи в огарке в шихту дополнительно вводят углеродсодержащий материал в виде угля или древесных опилок.The carbon (in the form of soot), which is present in the cinder (from 1.1 to 5%), as well as organic reducing agents introduced into the charge as part of the mother liquor of energy-intensive compounds and gaseous products of its decomposition CO, are directly involved in the reduction reactions of sodium sulfate, H 2 , CH 4 , etc., which create a reducing atmosphere in the mixture. In the case of a low soot content in the cinder, a carbon-containing material in the form of coal or sawdust is additionally introduced into the charge.
Восстановление сульфата натрия начинается при 740-800°C по реакции:The recovery of sodium sulfate begins at 740-800 ° C according to the reaction:
Na2SO4+2C=Na2S+2CO2 Na 2 SO 4 + 2C = Na 2 S + 2CO 2
Стоит отметить, что присутствующая в огарке и маточнике вода ускоряет процессы образования силикатов. Это связано с образованием едкого натра, который взаимодействует с кремнеземом энергичнее, чем сода:It is worth noting that the water present in the cinder and the mother liquor accelerates the formation of silicates. This is due to the formation of caustic soda, which interacts with silica more energetically than soda:
Na2S+2H2O=2NaOH+H2SNa 2 S + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 S
2NaOH+SiO2=2Na2SiO3+H2O2NaOH + SiO 2 = 2Na 2 SiO 3 + H 2 O
При 865°C начинаются процессы силикатообразования:At 865 ° C, silicate formation processes begin:
Na2SO4+Na2S+2SiO2=2Na2SiO3+SO2+SNa 2 SO 4 + Na 2 S + 2 SiO 2 = 2 Na 2 SiO 3 + SO 2 + S
CaO+SiO2=CaSiO3 CaO + SiO 2 = CaSiO 3
Осветление стекломассы и ее гомогенизация требуют повышения температуры стекломассы до 1350-1400°C. Присутствие сульфата натрия, хлорида натрия и сульфата аммония (до 3%) (Справочник по производству стекла./Под ред. И.И.Китайгородского. А.И.Бережной, Ю.А.Бродский, З.И.Бронштейн и др. - М., Гос. изд-во литературы по строительству, архитектуре и строительству, 1963, с.160-162) в шихте способствует ускорению процесса изготовления стекломассы, ее осветлению и гомогенизации, после чего проводится процесс студки, когда температура массы снижается (на 300-400°C) до температуры, необходимой для формования изделий.Clarification of the glass melt and its homogenization require an increase in the temperature of the glass melt to 1350-1400 ° C. The presence of sodium sulfate, sodium chloride and ammonium sulfate (up to 3%) (Handbook for the production of glass. / Under the editorship of I.I.Kitaygorodsky. A.I. Berezhnoy, Yu.A. Brodsky, Z.I. Bronstein and others. - M., State Publishing House of Literature on Construction, Architecture and Construction, 1963, p.160-162) in a mixture helps to accelerate the process of manufacturing glass melt, its clarification and homogenization, after which the student process is carried out when the temperature of the mass decreases (by 300-400 ° C) to the temperature necessary for the formation of products.
Для оценки качества стекломассы, получаемой на основе отходов энергоемких соединений, были произведены лабораторные опытные плавки стекольных шихт в достаточно жестких условиях: максимальная температура нагрева стекломассы составляла 1350-1400°C, а время выдержки расплавленной стекломассы при максимальной температуре нагрева - 35-60 мин. Стекольные шихты были рассчитаны на получение силикатного стекла состава, мас.%: SiO2 72,0; Al2O3 1,5; CaO 7,0; Na2O 16,5; MgO 3,0. Для сравнения была изготовлена стекломасса того же состава из содовой и карбонатно-сульфатной шихт, приготовленных с использованием традиционных сырьевых материалов. Соотношение сульфата и карбоната натрия в карбонатно-сульфатной шихте соответствовало содержанию этих веществ в огарке отходов энергоемких соединений.To assess the quality of the molten glass obtained on the basis of waste from energy-intensive compounds, laboratory experimental melting of glass blends was carried out under rather severe conditions: the maximum temperature of heating the glass melt was 1350-1400 ° C, and the exposure time of the molten glass melt at the maximum heating temperature was 35-60 min. Glass blends were designed to obtain silicate glass composition, wt.%: SiO 2 72,0; Al 2 O 3 1.5; CaO 7.0; Na 2 O 16.5; MgO 3.0. For comparison, glass melt of the same composition was made from soda and carbonate-sulfate blends prepared using traditional raw materials. The ratio of sodium sulfate and sodium carbonate in the carbonate-sulfate mixture corresponded to the content of these substances in the cinder of waste energy-intensive compounds.
В таблице 2 приведен состав опытной стекольной шихты для получения алюмомагнезиальной стекломассы. Содержание сульфата аммония в шихте составило 2,7%, а хлорида натрия - 2,3%, что наряду с присутствием в шихте сульфата натрия вполне достаточно для эффективного ускорения процесса изготовления стекла, его осветления и гомогенизации.Table 2 shows the composition of the experimental glass mixture to obtain aluminum-magnesian glass mass. The content of ammonium sulfate in the mixture was 2.7%, and sodium chloride - 2.3%, which, along with the presence of sodium sulfate in the mixture, is quite enough to effectively accelerate the glass manufacturing process, its clarification and homogenization.
Качество полученного стекла оценивалось по его удельному весу, растворимости в воде, однородности и цвету. Полученные результаты приведены в таблице 3.The quality of the obtained glass was evaluated by its specific gravity, solubility in water, uniformity and color. The results are shown in table 3.
В таблице 3 для сравнения приведены результаты оценки качества штатного бутылочного стекла, применяемого для разлива минеральной воды. Как видно из полученных результатов, применение отходов производства энергоемких соединений повышает качество получаемой стекломассы с одновременным снижением максимальной температуры плавления шихты.Table 3 for comparison shows the results of assessing the quality of regular bottle glass used for bottling mineral water. As can be seen from the results obtained, the use of waste from the production of energy-intensive compounds improves the quality of the resulting glass melt while reducing the maximum melting temperature of the mixture.
Суммарное содержание отходов тротилового производства в составе опытной шихты, используемой для получения стекла по данному изобретению, составляет более 40%, что значительно удешевляет весь процесс и позволяет полностью утилизировать отходы производства тротила и нитробензола.The total content of TNT waste in the experimental mixture used to produce glass according to this invention is more than 40%, which significantly reduces the cost of the whole process and allows you to completely utilize TNT and nitrobenzene waste.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012133419/03A RU2520978C2 (en) | 2012-08-03 | 2012-08-03 | Charge for production of silicate glass |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012133419/03A RU2520978C2 (en) | 2012-08-03 | 2012-08-03 | Charge for production of silicate glass |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012133419A RU2012133419A (en) | 2014-02-10 |
| RU2520978C2 true RU2520978C2 (en) | 2014-06-27 |
Family
ID=50031998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012133419/03A RU2520978C2 (en) | 2012-08-03 | 2012-08-03 | Charge for production of silicate glass |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2520978C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2825628C1 (en) * | 2024-03-26 | 2024-08-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Material for clarification and homogenisation of glass mass during melting of silicate glass |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4311180C1 (en) * | 1993-04-06 | 1995-01-12 | Flachglas Ag | Bronze-colored or gray-colored soda-lime silicate glass |
| RU2031870C1 (en) * | 1992-07-02 | 1995-03-27 | "Эко-Синтез" | Charge for glass making |
| WO1995013993A1 (en) * | 1993-11-03 | 1995-05-26 | Vysoká S^¿Kola Chemicko - Technologická | Lead-free crystal glass with the refractive index higher than 1,52 |
| RU2234473C1 (en) * | 2003-02-10 | 2004-08-20 | Томский политехнический университет | Charge for production of mineral wool |
-
2012
- 2012-08-03 RU RU2012133419/03A patent/RU2520978C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2031870C1 (en) * | 1992-07-02 | 1995-03-27 | "Эко-Синтез" | Charge for glass making |
| DE4311180C1 (en) * | 1993-04-06 | 1995-01-12 | Flachglas Ag | Bronze-colored or gray-colored soda-lime silicate glass |
| WO1995013993A1 (en) * | 1993-11-03 | 1995-05-26 | Vysoká S^¿Kola Chemicko - Technologická | Lead-free crystal glass with the refractive index higher than 1,52 |
| RU2234473C1 (en) * | 2003-02-10 | 2004-08-20 | Томский политехнический университет | Charge for production of mineral wool |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Под ред. Павлушкина Н.М. Технология стекла и ситаллов, Москва, Стройиздат, 1983, с.106. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2825628C1 (en) * | 2024-03-26 | 2024-08-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Material for clarification and homogenisation of glass mass during melting of silicate glass |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012133419A (en) | 2014-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2381190C1 (en) | Raw mixture for obtaining porous filler | |
| García-Lodeiro et al. | Crucial insights on the mix design of alkali-activated cement-based binders | |
| KR20090018677A (en) | Limeglass ash composition | |
| CN102584017A (en) | Method for manufacturing beer bottles through broken glass | |
| EP0033133A1 (en) | Process for producing molten silicate materials | |
| Novais et al. | In-depth investigation of the long-term strength and leaching behaviour of inorganic polymer mortars containing green liquor dregs | |
| RS49758B (en) | PROCEDURE FOR PRODUCTION OF GLASS AND GLASS PROCESSED BY THIS PROCEDURE | |
| CN102584016A (en) | Method for manufacturing infusion bottles by using broken glass | |
| CN113896418A (en) | Electric melting vitrified product of household garbage incineration fly ash | |
| RU2520978C2 (en) | Charge for production of silicate glass | |
| CN110436772A (en) | A kind of soda-lime-silica glass | |
| US4270945A (en) | Method of melting flat glass using nitrates to suppress sulfurous emissions | |
| US4179302A (en) | Raw mixture for the production of cement clinker | |
| RU2555741C1 (en) | Charge for obtaining container glass | |
| RU2494982C1 (en) | Charge for obtaining glass | |
| RU2555488C2 (en) | Method for combined treatment of calcium-containing and sulphate-containing wastes | |
| RU2379233C1 (en) | Method for making potassium silicate | |
| CN100369839C (en) | Method of making pre-reaction batches of raw materials to produce glass formulations | |
| RU2542027C1 (en) | Charge for obtaining foam glass | |
| CN102603197B (en) | Method for producing alkali-free glass fiber by taking industrial slag as raw material | |
| CN107601862B (en) | Plate glass batch and preparation method thereof | |
| KR870001567B1 (en) | Method for use steel manufacture slag | |
| CN117303384A (en) | A method for preparing feldspar using electrolytic aluminum overhaul slag and its feldspar | |
| US20100193986A1 (en) | Processing method for waste residue produced by burning and desulfurizing oil dregs | |
| RU2542064C1 (en) | Charge for foamglass manufacturing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140804 |