Способ подготовки стекольной шихты

Изобретение относится к стекольной промышленности и может быть использовано в производстве тарного, архитектурно-строительного и других типов стекол. Техническим результатом изобретения является повышение прочности брикетов, снижение энергозатрат и давления прессования. Способ подготовки стекольной шихты включает перемешивание сырьевых компонентов, введение связующего в виде 40%-ного водного раствора жидкого стекла в количестве 11,0 мас.% по отношению к шихте и брикетирование при давлении прессования 11,5 МПа. 2 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к стекольной промышленности и может быть использовано в производстве тарного, архитектурно-строительного и других типов стекол.

Известен способ подготовки стекольной шихты, включающий перемешивание компонентов, их увлажнение до 0,5-3,8 вес.%, уплотнение с одновременным подогревом до 30-150°C при давлении 400-700 МПа и охлаждение [А.С. 1057440. Способ подготовки свинцовосодержащей стекольной шихты / Назаров В.И., Калыгин В.Г., Чехов О.С., Генералов М.Б., Фигуровский И.А., Зубанов В.А., Федорив М.П. и Овсянникова Л.И. Заявлено 06.07.82. Опубл. 30.11.83. [1] Бюл. №44. - Приоритет от 06.07.82].

Однако, несмотря на неплохое качество конечного продукта, способ имеет следующие недостатки: низкая прочность брикетов, энергоемкость процесса, достаточно высокое давление прессования, что ведет к дополнительным затратам.

Наиболее близким техническим решением является способ подготовки стекольной шихты, включающий перемешивание сырьевых компонентов, введение связующего в виде 1-10% водного раствора жидкого стекла и брикетирование при давлении 40 МПа [Павлушкин Н.М. Химическая технология стекла и ситаллов. М., Стройиздат, [2] С.100].

Недостатком данного способа являются низкая прочность брикетов за счет увлажнения низкоконцентрированным раствором жидкого стекла, энергоемкость процесса за счет высокого давления прессования и длительность процесса брикетирования.

Преимуществом предлагаемого способа является повышение прочности брикетов, снижение энергозатрат и давления прессования, ускорение процесса брикетирования.

Поставленная цель достигается тем, что в смесь сырьевых компонентов вводят 40%-ный водный раствор жидкого стекла в количестве 11,0 мас.%, а брикетирование шихты производят при давлении прессования 17,0 МПа, причем влажность шихты в пересчете на свободную воду составляет 6,6% (11%·0,6=6,6%), что не превышает 8% в соответствии с данными аналога ([2] С.100, 14 строка сверху).

Отличительным признаком предлагаемого способа является использование 40%-ного водного раствора жидкого стекла, существенное снижение давления прессования и повышения прочности брикетов.

В известном способе в качестве связующего используют 1-10% водный низкоконцентрированный раствор жидкого стекла, что не в полной мере обеспечивает протекание химических и твердофазных реакций по всему объему шихты. Недостатком известного способа также являются увеличение давления прессования до 40 МПа с целью интенсификации химических и твердофазных реакций, а так же обеспечения удовлетворительных прочностных характеристик брикетов.

В предлагаемом способе использования 40%-ного водного раствора жидкого стекла в качестве связующего позволяет снизить давление прессования почти в 4 раза до величины 11,5 МПа. Это существенно снижает время брикетирования и энергозатраты на брикетирование. При оптимальном давлении прессования 11,5 МПа прочность брикетов определяется образованием прочного монолита за счет химического равновесия и твердофазных реакций жидкого стекла с компонентами шихты.

В предлагаемом способе в качестве связующего используется 40%-ный раствор жидкого стекла, что является оптимальным соотношением жидкого стекла и воды (4 части жидкого стекла и 6 частей воды). Как показали исследования, использование водного раствора жидкого стекла концентрации менее 40% в качестве связующего не позволяет обеспечить высокую прочность брикетов при оптимальных параметрах брикетирования. Использование в качестве связующего водного раствора жидкого стекла концентрации более 40% также не позволяет получить конечный продукт удовлетворительного качества. Это связано с тем, что жидкое стекло и его водные растворы с концентрацией более 40% обладают достаточно высокой вязкостью. В результате при технологическом усреднении (перемешивании) компонентов шихты с водными растворами жидкого стекла наблюдается неравномерное перемешивание шихты и ее комкование (коагуляция) и непригодностью к брикетированию.

Таким образом, одним из отличительных признаков предлагаемого способа является повышение прочности брикетов, разработка энергосберегающей и инновационной технологии брикетирования шихты, что очень важно в свете современного экономического развития России, ее приоритетов в развитии инновационных технологий.

Изобретательский уровень предлагаемого способа подтверждается тем, что использование в качестве связующего 40%-ного водного раствора жидкого стекла позволяет не только получить высококачественный конечный продукт, но и снизить энергетические затраты.

Оптимальными условиями подготовки стекольной шихты, экспериментально полученными, является давление прессования 11,5 МПа и влажности шихты 11% (табл.1).

Как показали эксперименты, повышение давления прессования более 11,5 МПа технологически и экономически нецелесообразно, т.к. прочность брикетов возрастает весьма незначительно (табл.1.), менее чем на 0,2-0,7 МПа.

Таблица 1
Параметры получения брикетированной шихты
№ п/п Давление прессования, МПа Количество 40%-ного водного раствора жидкого стела, мас.% Прочность брикетов, МПа
1 7,0 11 7,2
2 7,0 14 5,8
3 7,0 17 5.2
4 8,5 11 9,4
5 8,5 14 6,3
6 8,5 17 5,6
7 10,0 11 12,2
8 10,0 14 10,3
9 10,0 17 7,4
10 11,5* 11* 17,0*
11 11,5 14 13,9
12 11,5 17 11,7
13 13,0 11 17,2
14 20 11 17,7
* - оптимальные параметры

Оптимальным количеством 40%-ного водного раствора жидкого стекла, добавляемого к шихте, является 11 мас.%. Увеличение количества 40%-ного водного раствора жидкого стекла в шихте до 14-17 мас.% приводит к снижению прочности брикетов при прессовании. Как показали петрографические исследования, при содержании в шихте 14-17 мас.% 40%-ного водного раствора жидкого стекла в шихте химические и твердофазные реакции протекают не в полном объеме и между частицами шихты остаются непрореагированные пленки жидкого стекла. Пленки жидкого стекла, заполнившие объем между частицами шихты, обладают весьма низкой прочностью на сжатие. Такие пленки жидкого стекла после прессования равномерно распределены по всему объему брикета шихты.

Вследствие этого прочность брикетов с содержанием 14-17 мас.% 40%-ного водного раствора жидкого стекла ниже, чем с содержанием оптимального количества равного 11 мас.%.

Пример. Подготовка стекольной шихты.

Сырьевые компоненты шихты для медицинского стекла марки НС-2: песок, глинозем, мел, доломит, сода, сульфат натрия, поташ и бура, а также бой медицинского стекла марки НС-2 увлажняли готовым 40%-ным водным раствором жидкого стекла с кислотным модулем, равным 3, и перемешивали.

Компоненты шихты стекла марки НС-2 и стеклобой брали в соотношении 70:30. Количество связующего (40%-ный водный раствор жидкого стекла) составляло 11 мас.% по отношению к смеси шихты и стеклобоя.

Прессование брикетов производили на прессе ПГ-500, полученные брикеты сушили. После сушки брикеты подвергали контролю качества. По результатам собственных исследований параллельно готовили брикеты ⌀=23 мм и Н=13-15 мм по способу, приведенному в аналоге ([2] С. 100). С этой целью готовили наиболее концентрированный 40%-ный водный раствор жидкого стекла с кислотным модулем 3. Затем добавляли в шихту стекла марки НС-2 и стеклобой в соотношении 70:30. Количество связующего составляло так же как и в предложенном способе 11 мас.%. После тщательного перемешивания компоненты шихты прессовали при давлении прессование 40 МПа ([2] С.100). После сушки брикеты подвергали контролю качества.

Сопоставительные данные показателей и технологических операций предлагаемого и известного способов представлены в табл.2.

Таблица 2
Показатели качества и технологические операции
№ п/п Показатели Ед. изм. Известный способ [2] Предлагаемый способ
1 Последовательность технологических операций Перемешивание сырьевых компонентов Перемешивание сырьевых компонентов
Введение связующего Введение связующего
Брикетирование Брикетирование
Сушка брикетов Сушка брикетов
Контроль качества Контроль качества
2 Давление прессования МПа 40 11,5
3 Прочность брикетов на МПа 5-8* 17,0
сжатие
4 Влажность шихты: % 7-8 6,6
5 Вид связующего 1-10%-ный водный р-р 40%-ный водный р-р
жидкого стекла жидкого стекла
6 Количество связующего вес.% 11,0 11,0
* - по результатам собственных исследований.

Пример осуществления контроля качества. Прочность брикетов на сжатие определяли на прессе ПГ-500. Для испытаний брали 5 образцов-брикетов диаметром 23 мм и высотой 14 мм.

Прочность брикетов определяли как среднее арифметическое по формуле:

Способ подготовки стекольной шихты, включающий перемешивание сырьевых компонентов, введение связующего и грануляцию, контроль качества, отличающийся тем, что в качестве связующего используют 40%-ный водный раствор жидкого стекла в количестве 11,0 мас.% по отношению к шихте, а грануляцию (брикетирование) осуществляют при давлении прессования 11,5 МПа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к производству минеральных волокон. .
Изобретение относится к технологии получения базальтовых материалов с заданными потребительскими свойствами. .

Изобретение относится к производству минерального волокна и связано с рециркуляцией отходов минерального волокна (MB) в установке для производства MB, используемого в качестве тепло- и звукоизоляции в строительной индустрии.
Изобретение относится к технологии получения базальтовых материалов с заданными свойствами. .

Изобретение относится к очистке высококремнеземистого сырья и может быть использовано в промышленности для изготовления опорных труб, тиглей для выращивания монокристаллов кремния, нужд микроэлектроники и других высокотехнологических производств, использующих особо чистое кварцевое стекло.

Изобретение относится к устройствам для переработки отходов стекольного производства и может быть использовано при получении гранулята из расплава материала, в частности, в стекольной промышленности при ремонте стекловаренных печей или при производстве стройматериалов.
Изобретение относится к стекольной промышленности, в частности к способам подготовки стекольной шихты. .
Изобретение относится к стекольной промышленности и может быть использовано для приготовления стекольной шихты, содержащей в своем составе поташ, в производстве электровакуумного и других видов стекол.

Изобретение относится к стекольной промышленности и может быть использовано в производстве тарного, строительного и других видов стекол

Изобретение относится к способам подготовки шихты для изготовления стеклогранулята для пеностекла

Изобретение относится к способам приготовления шихты для варки теплопоглощающего стекла бронзового цвета. Технический результат изобретения заключается в сокращении улетучивания дорогостоящего селена при транспортировке шихты и варке стекла. Шихту получают путем дозирования и перемешивания основных стеклообразующих материалов, состоящих из 52-64% кварцевого песка, доломита, мела, кальцинированной соды, полевого шпата, сульфата натрия и добавок (натриевая селитра, хлорид натрия, селен, оксид кобальта и железосодержащий компонент). В качестве дополнительного железа и кремнеземсодержащего материала используют 0,5-7% диатомита влажностью 5-10% и содержанием железа 2-5%, а в качестве селеносодержащего компонента применяют 3,22-11,49%-ный водный раствор селенита натрия в количестве 0,04-0,5% от массы приготавливаемой порции шихты. Раствор селенита предварительно перемешивают с диатомитом и кварцевым песком, а затем подают остальные компоненты и производят общее перемешивание и увлажнение шихты. 3 пр., 1 ил.

Изобретение относится к способу подготовки шихты и изготовления гранулята для производства пеностекла. Технический результат изобретения заключается в повышении однородности и химической активности шихты, расширении сырьевой базы, снижении энергозатрат процесса производства и сокращении времени подготовки шихты. Шихта последовательно подается в смеситель и смеситель-гранулятор, которые представляют собой установленные последовательно первую установку типа «Каскад» и вторую установку типа «Каскад». Каждая из установок «Каскад» содержит привод, шнек и корпус. В корпусе каждой установки типа «Каскад» имеются решетки с отверстиями, ножи, решетка с пазами и нож камнеотделителя. В первую установку типа «Каскад» из дозировочного бункера загружают кремнеземсодержащее сырье карьерной влажности 15-50% и диаметром кусков 80-90 мм. После первой установки типа «Каскад» полученную массу кремнеземсодержащего сырья промежуточного помола, с размером частиц 0,5-1 мм подают к бункеру второй установки типа «Каскад», представляющей собой смеситель-гранулятор. Одновременно во вторую установку типа «Каскад» из бункера также дозируется магнийсодержащее сырье с размером фракций 0,1-0,63 мм, в отношении 1:4 по массе к кремнеземсодержащему сырью. 3 з.п. ф-лы, 2 пр., 1 табл.

Изобретение относится к оборудованию подготовки шихты для изготовления гранулята для производства пеностекла. Технический результат изобретения заключается в повышении однородности и химической активности шихты, расширении сырьевой базы, снижении энергозатрат процесса производства и сокращении времени подготовки шихты. Линия подготовки шихты содержит дозировочные бункеры компонентов шихты, смеситель, ленточный транспортер и смеситель-гранулятор. Смеситель и смеситель-гранулятор представляют собой установленные последовательно первую установку типа «Каскад» и вторую установку типа «Каскад». Каждая из установок «Каскад» содержит привод, шнек и корпус. В корпусе каждой установки типа «Каскад» имеются решетки с отверстиями, ножи, решетка с пазами и нож камнеотделителя. В первую установку типа «Каскад» из дозировочного бункера загружают кремнеземсодержащее сырье карьерной влажности 15-50% и диаметром кусков 80-90 мм. После первой установки типа «Каскад» полученную массу кремнеземсодержащего сырья промежуточного помола, с размером частиц 0,5-1 мм подают к бункеру второй установки типа «Каскад», представляющую собой смеситель-гранулятор. Одновременно во вторую установку типа «Каскад» из бункера также дозируется магнийсодержащее сырье с размером фракций 0,1-0,63 мм, в отношении 1:4 по массе к кремнеземсодержащему сырью. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к стекольной промышленности, в частности к способам приготовления шихты для производства стекла. Сырьевые материалы подвергают совместному измельчению до достижения по крайней мере у 50% компонентов размера не более 10 мкм, полученную смесь компактируют, далее нагревают со скоростью от 5 до 20°С в минуту, не допуская вспенивания, до температуры 700-1300°С и выдерживают при максимальной температуре не более 3 часов. Измельчение проводят по мокрому или сухому способу. Мокрое измельчение осуществляют при влажности шихты от 40 до 80%. При измельчении по сухому способу шихту компактируют не позднее 1 часа после окончания процесса измельчения. Предлагаемый способ приготовления шихты позволяет получить гомогенную на микроуровне стекольную шихту, обладающую повышенной варочной способностью, а также сохранить достигнутый уровень однородности стекольной шихты, избежать ее расслоения, пыления и потерь шихты при хранении и транспортировке. 2 з.п. ф-лы, 4 пр.

Изобретение относится к производству гранулята для изготовления пеностекла и пеностеклокерамики. Технический результат изобретения заключается в повышении однородности и химической активности шихты. Подготовку кремнеземсодержащего компонента осуществляют вылеживанием кремнеземсодержащего сырья в хранилищах при карьерной влажности 15-55%. Затем кремнеземсодержащий компонент дробят, измельчают в смесителе-грануляторе «Каскад» до размеров частиц 0,3-1,5 мм с последующим смешиванием со щелочным компонентом и водой. Полученную суспензию подвергают распылительной сушке в сушильно-грануляционной установке, гранулированию и последующей сепарации высушенных гранул с получением гранулята с влажностью не более 7 мас.%. 9 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к способу подготовки стекольной шихты. Технический результат заключается в повышении смачивающей способности раствора и увеличении скорости протекания твердофазных реакций компонентов шихты, снижении давления брикетирования. Способ подготовки стекольной шихты включает перемешивание сырьевых компонентов, введение связующего - 40% раствора жидкого стекла в количестве 5,0 мас. % с добавлением суперпластификатора МБ-1 в количестве 0,5 мас. %. Брикетирование осуществляют при давлении прессования 5,0 МПа. 2 табл.
Наверх