RU2520978C2 - Шихта для получения силикатного стекла - Google Patents
Шихта для получения силикатного стекла 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
- Glass Compositions (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Abstract
Изобретение относится к составам шихт для получения стекол и может быть использовано для изготовления изделий промышленного и декоративно-художественного назначения, а также в производстве керамических изделий. Шихту для получения силикатного стекла получают путем смешения отходов производства тротила и нитробензола - смеси маточников тротила и нитробензола и их огарка с кремнеземом, мелом, доломитом, каолином, ускоряющими, восстанавливающими и осветляющими добавками 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, твердое вещество 10,8-11,8; уголь 1,2-1,4. Плавление шихты ведут при 1350-1400°C. Технический результат - улучшение экологии окружающей среды, повышение качества и удешевление производства силикатного стекла за счет утилизации отходов производства тротила и нитробензола. 3 табл.
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.
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).
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).
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.
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).
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.
Технический результат, на решение которого направлено изобретение, заключается в утилизации отходов производств тротила и нитробензола, повышении качества стекла и удешевлении его производства.
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.
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.
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.
Зачастую производства тротила и нитробензола располагаются на одних и тех же предприятиях.
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.
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.
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.
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.
| Таблица 1 | |
| Химический состав огарка маточника тротила и нитробензола | |
| Компонент | Содержание компонентов, % |
| Сульфат натрия | 55,5 |
| Карбонат натрия | 24,6 |
| Сульфат аммония | 9,4 |
| Хлорид натрия | 8,0 |
| Оксид железа (Fe2O3) | 1,1 |
| Углерод | 1,3 |
| Влага | 0,1 |
| Качественная реакция на тротил | Положительная |
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).
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).
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.
Восстановление сульфата натрия начинается при 740-800°C по реакции:
Na2SO4+2C=Na2S+2CO2
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:
Na2S+2H2O=2NaOH+H2S
2NaOH+SiO2=2Na2SiO3+H2O
При 865°C начинаются процессы силикатообразования:
Na2SO4+Na2S+2SiO2=2Na2SiO3+SO2+S
CaO+SiO2=CaSiO3
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.
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.
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.
| Таблица 2 | |||
| Состав опытных стекольных шихт | |||
| Компонент шихты | Содержание компонента, % | ||
| Шихта 1 | Шихта 2 | Шихта 3 | |
| Кремнезем | 42,4 | 43,8 | 45,6 |
| Огарок сульфитных щелоков и маточника нитробензола | 30,8 | 29,3 | 28,5 |
| Мел | 1,0 | 1,1 | 1,2 |
| Доломит | 10,5 | 10,4 | 10,2 |
| Каолин | 2,3 | 2,4 | 2,5 |
| Маточник тротила и нитробензола (по твердому веществу) | 11,8 | 11,6 | 10,8 |
| Уголь | 1,2 | 1,4 | 1,2 |
Качество полученного стекла оценивалось по его удельному весу, растворимости в воде, однородности и цвету. Полученные результаты приведены в таблице 3.
| Таблица 3 | ||||
| Характеристики образцов стекломассы | ||||
| Стекломасса | Удельный вес, г/см3/выдержка, мин | Растворимость в воде, %/выдержка, мин | Однородность | Цвет |
| Бутылочное стекло | 2,59 | 2,8 | Однородное, с единичными пузырьками | Светло-зеленая, равномерная окраска |
| Стекломасса, изготовленная по сульфатно-карбонатной технологии | 2,43/35 | 7,5/35 | Наличие пузырьков | Бледно-зеленая равномерная окраска |
| Стекломасса, изготовленная на основе отходов производств нитробензола и тротила | 2,58/35 (шихта 1) | 2,5/35 (шихта 1) | Однородное, с единичными пузырьками | Ярко-зеленая, равномерная, интенсивная окраска |
| 2,59/35 (шихта 2) | 2,1/35 (шихта 2) | |||
| 2,62/60 (шихта 3) | 1,94/60 (шихта 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.
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.
Claims (1)
- Шихта для получения стекла, включающая кварцевый песок, кальцийсодержащие и щелочесодержащие компоненты, ускоряющие, осветляющие и восстанавливающие добавки, отличающаяся тем, что 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, твердое вещество 10,8-11,8; уголь 1,2-1,4, а плавление шихты ведут при температуре 1350-1400°C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012133419/03A RU2520978C2 (ru) | 2012-08-03 | 2012-08-03 | Шихта для получения силикатного стекла |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012133419/03A RU2520978C2 (ru) | 2012-08-03 | 2012-08-03 | Шихта для получения силикатного стекла |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012133419A RU2012133419A (ru) | 2014-02-10 |
| RU2520978C2 true RU2520978C2 (ru) | 2014-06-27 |
Family
ID=50031998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012133419/03A RU2520978C2 (ru) | 2012-08-03 | 2012-08-03 | Шихта для получения силикатного стекла |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2520978C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2825628C1 (ru) * | 2024-03-26 | 2024-08-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Материал для осветления и гомогенизации стекломассы в процессе варки силикатных стекол |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4311180C1 (de) * | 1993-04-06 | 1995-01-12 | Flachglas Ag | Bronzefarbenes oder graufarbenes Kalknatron-Silikatglas |
| RU2031870C1 (ru) * | 1992-07-02 | 1995-03-27 | "Эко-Синтез" | Шихта для получения стекла |
| 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 (ru) * | 2003-02-10 | 2004-08-20 | Томский политехнический университет | Шихта для производства минеральной ваты |
-
2012
- 2012-08-03 RU RU2012133419/03A patent/RU2520978C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2031870C1 (ru) * | 1992-07-02 | 1995-03-27 | "Эко-Синтез" | Шихта для получения стекла |
| DE4311180C1 (de) * | 1993-04-06 | 1995-01-12 | Flachglas Ag | Bronzefarbenes oder graufarbenes Kalknatron-Silikatglas |
| 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 (ru) * | 2003-02-10 | 2004-08-20 | Томский политехнический университет | Шихта для производства минеральной ваты |
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 (ru) * | 2024-03-26 | 2024-08-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Материал для осветления и гомогенизации стекломассы в процессе варки силикатных стекол |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012133419A (ru) | 2014-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2381190C1 (ru) | Сырьевая смесь для получения пористого заполнителя | |
| Hujova et al. | Influence of fining agents on glass melting: a review, part 1 | |
| KR20090018677A (ko) | 석회유리 회분 조성물 | |
| CN102584017A (zh) | 一种利用碎玻璃制备啤酒瓶的方法 | |
| EP0033133A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von geschmolzenen Silikatmaterialien | |
| Novais et al. | In-depth investigation of the long-term strength and leaching behaviour of inorganic polymer mortars containing green liquor dregs | |
| RS49758B (sr) | Postupak za proizvodnju stakla i staklo proizvedeno tim postupkom | |
| CN102584016A (zh) | 一种利用碎玻璃制备输液瓶的方法 | |
| CN113896418A (zh) | 一种生活垃圾焚烧飞灰电熔玻璃化制品 | |
| RU2520978C2 (ru) | Шихта для получения силикатного стекла | |
| CN110436772A (zh) | 一种钠钙硅玻璃 | |
| US4270945A (en) | Method of melting flat glass using nitrates to suppress sulfurous emissions | |
| US4179302A (en) | Raw mixture for the production of cement clinker | |
| RU2555741C1 (ru) | Шихта для получения тарного стекла | |
| RU2494982C1 (ru) | Шихта для получения стекла | |
| RU2555488C2 (ru) | Способ совместной переработки кальцийсодержащего и сульфатсодержащего отходов | |
| RU2379233C1 (ru) | Способ получения растворимого стекла | |
| CN100369839C (zh) | 制造产生玻璃配方的原料预反应批料的方法 | |
| RU2542027C1 (ru) | Шихта для получения пеностекла | |
| CN102603197B (zh) | 以工业矿渣为原料生产无碱玻璃纤维的方法 | |
| CN107601862B (zh) | 一种平板玻璃配合料及其制备方法 | |
| KR870001567B1 (ko) | 제강스라그의 이용방법 | |
| CN117303384A (zh) | 一种利用电解铝大修渣制备长石的方法及其长石 | |
| US20100193986A1 (en) | Processing method for waste residue produced by burning and desulfurizing oil dregs | |
| RU2542064C1 (ru) | Шихта для изготовления пеностекла |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140804 |