SU1011561A1 - Способ получени фосфатного стекла - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФАТНОГО СТЕКЛА, включающий взаимодействие активного компонента с ортофосфорной кислотой с образованием твердеющей шихты и последукиф1м плавлением ее, о т л и ч a ю щ и йс   тем, что, с целью повьваени  производительности процесса варки и увеличени  выхода годного стекла, в качестве с ктивного компонента используют смесь порс аков металлического алк «ини  и гидрата окиси алюмини . 2. Способ по п. 1, о т Л-и ч аю щ и и с   тем, что используют смесь порошков в следующем соотношении , мас.%: АЛЮМИНИЙ метсшлический 3-5 . ; Гидрат окиси алюмини  95-97

Description

СП

О) Изобретение относитс  к производству стекла, преимущественно оптическоЬо, и может быть использовано дл  производства стекол, содер жащих в качестве основных ингредиен тов окислы фосфора и алюмини . Известен способ получени  фосфат;ного стекла из водного шлама, получаемого добавлением в раствор ортофосфорной кислоты окислов кальци , натри  и алюмини  f 1 . Недостатками этого способа  вл ютс  неоднородность шихты, представ л ющей собой суспензию, содержащую твердые частицы, что влечет по вление непррвара и неоднородность обра зующегос  стекольного расплава, вследствие чего требуетс  длительна гомогенизаци . Известен также способ синтеза фосфатных стекол путем загрузки в печь шихты в виде водного раствора солей и гидроокисей металлов и ортофосфорной кислоты 2 1Недостатком этого способа  вл ет с  необходимость использовани  толь ко водорастворимых соединений, что накладывает ограничени  на состав стекла (невозможно, например, получить стабильные растворы, содержащие 5102). Кроме того, значительно повышаетс  расход энергии на варку . стекла за счет затрат на испарение воды и нагрев вод ного пара. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  способ получени  фосфатных стекол путем взаимодействи  при комнатной температуре активного соединени  железа со смесью фосфорной и галогенной кислот с образованием затвер девшего промежуточного продукта и последующего нагревани  промежуточного продукта в присутствии восстановител  вплоть до получени  стекол ного расплава Сз . Недостатком этого способа  вл ет с  применение его только дл  железо фосфатных и щелочежелезофосфатных стекол с высоким содержанием железа (20-45% FeO). Эти стекла благодар  низкой химической устойчивости могут служить источником введени  железа в почву, но по этой же причине они непригодны дл  изготовлени  оптических деталей. Целью изобретени   вл етс  повышение производительности процесса варки и увеличение выхода годного стекла. Поставленна  цель достигаетс  те что согласно способу получени  фос фатного стекла, включающему взаимо действие активного компонента с ор тофосфорной кислотой с образование твердеющей шихты и последующим пла |Лением ее, в качестве активного ко шонента используют смесь порс  ков металлического алюмини  и гидрата окиси алюмини . Причем, смесь порошков берут в следующем соотношении, мае.%: АЛЮМИНИЙ металлический 3-5 Гидрат окиси алюмини  95-97 Активный компонент обеспечивает затвердевание шихты на основе ортофосфорной кислоты без внешнего подогрева . Активный компонент представл ет собой смесь металлического алюмини  А и гидрата окиси алюмини  АГ(А; и Ар указаны в пересчете на %-ное содержание в стекле Al20). Пример 1. Оптическое алюмофосфатное стекло, имеющее синтетический состав, мас.%: РоОс 77,22/ А120з 16,07; Si02 4,73; В„0 0,40, ZnO 0,20; РезО 1,38, получают следующим образом, 67,36 % РгО ввод т в шихту в виде НЗРО, 9,86% РгО ввод т в шихту в виде , 1,97% А120з ввод т в шихту в виде А1 и 14,10% А120 ввод т в шихту в виде А1(ОН). Дл  введени  остальных окислов используют кварцевый песок, борную кислоту, окись цинка, окись железа. В примере 1 отношение; 0,14. При использовании в качестве исходных алюмосодержащих материалор алюминиевой пудры ПАП-2 ГОСТ 5494-71 и гидроокиси алюмини  квалификации ч ГОСТ 11841-76 активный компонент на 0,5 кг стекла содержит 5,2 г металлического алюмини  и 108,3 г гидроокиси алюмини , таким образом, состав активного компонента 4,58% металлического алюмини  и 95,42% гидроокиси алюмини . Сухие компоненты шихты смешивают обычным, известным в технологии оптического стекловарени  способом, а затем в полученную сухую смесь заливают расчетное количество ортофосфорной кислоты. Процесс ведут с механическим перемешиванием при комнатной температуре (без внешнего подогрева ). За счет реакции между металлическим алюминием и ортофосФорной кислотой смесь разогреваетс  и начинаетс  последующа  реакци  между гидратом окиси алюмини  и ортофосфорной кислотой, В результате указанных Реакций ортофосфорна  кислота св зываетс  с образованием смеси кислых фосфатов алюмини . Полученна  шихта представл ет собой сухую физическую однородную смесь. При изготовлении шихты на 0,5 кг стекла общее врем  от запивки кислоты в сухую смесь до полного затвердевани  составл ет , 9-10 мин.

Пример 2. Стекло синтетического состава, указанного в примере 1, получают следующим образом.

1,47% ввод т в шихту в вид Al; 14,60% Al20, ввод т в шихту в виде А 1 (ОН).

В примере 2 отношение г- 0,10.

гВесовой состав активного компо .нента шихты на 0,5 кг стекла в этом примере еле дующий : 3,90 г металлического алюмини  и 112,15 г гидроокиси алюмини , таким образом, актиный компонент содержит 3,36% металлического алюмини  и 96,64% гидроокиси алюмини .

Введение остальных компонентов и ход реакции такие же как и в примере 1. Общее врем  затвердевани  14-15 мин.

Физическа  однородность шихты,

получаемой предлагае1 ым способом, позвол ет вести ее дозированную загрузку в стекловаренную печь, т.е. использовать в высокопроизводительном процессе непрерывной варки стекла . За счет этого выход годного стекла увеличиваетс  в 1,3-1,5 раза.

Врем  затвердевани  дл  различных значений и процентном составе акf

ти,вного компонента приведены в табл.1.

Та.бл-ица 1

Полученные результаты шихты представл ют собой физически однородные, сухие, легко растирающиес  смеси.

Установлено, что при -- 0,10

Ар

реакци  затвердевани  идет с малой интенсивностью, что снижает производительность процесса.

При 0,15

Ар

реакци  очень бурно, сопровождаетс вспениванием и выплескиванием

реакционной массы. В обоих случа х ; выхода за указанные пределы получайна  шихта представл ет собой пластичную массу, непригодную дл  дозированной подачи в стекловаренную печь

непрерывного действи .

, Из шихт 1 и- 3 провод т в лабора- . торной тигельной печи варки (№ 9681 и № 9648). Измерение показателей по:глощени  показывает, что спектральна  характеристика стекол соответствует I категории ГОСТ 9411-75. Полученные результаты приведены в табл. 2. Таблица 2

Claims (2)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФАТНОГО СТЕКЛА, включающий взаимодействие активного компонента с ортофосфорной кислотой с образованием твердеющей шихты и последующим плавлением ее, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что, с целью повышения производительности процесса варки и увеличения выхода годного стекла, в качестве активного компонента используют смесь порошков металлического алюминия и гидрата окиси алюминия.

2. Способ по π. 1, о т л. и ч аю щ и й с я тем, что используют смесь порошков в следующем соотношении, мас.%:

Алюминий металлический 3-5 ' Гидрат окиси алюминия 95-97 §

£ >