Шихта для получения свинцового стекла

Изобретение относится к составам шихт для получения окрашенных в массе свинцовых стекол и может быть использовано для изготовления изделий промышленного и декоративно-художественного назначения. Шихта для получения свинцового стекла изготавливается путем смешения отхода производства азида свинца декстринового, содержащего более 99% карбоната свинца, с кремнеземом, содой, поташом, нитратом калия и оксидом цинка при следующем соотношении компонентов, мас.%: кварцевый песок - 52,3; сода - 8,3; поташ - 13,3; оксид цинка - 2,9; отход производства азида свинца декстринового - 22,8. Технический результат - улучшение экологии окружающей среды и удешевление производства свинцового стекла за счет утилизации отходов производства азида свинца декстринового. 1 табл.

 

Изобретение относится к составам шихт для получения бесцветных и окрашенных в массе свинцовых силикатных стекол и может быть использовано для изготовления изделий промышленного и декоративно-художественного назначения,

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. 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, мас.%: 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).

Одним из главных материалов, который используется при изготовлении свинцового стекла, является оксид свинца PbO. Свинцовые стекла имеют большой удельный вес, высокий показатель преломления, характерный блеск и хорошо поддаются гранению, шлифовке и полировке (Технология стекла и стеклоизделий. Темкин Б.С., - М.: Ростехиздат, 1962, С.206). Оксид свинца используется для изготовления технических и оптических свинцовых стекол, хрустальной посуды, искусственных драгоценных камней и эмалей. Хрустальное стекло получают путем введения в составы стекол оксида свинца в количестве 18-24%, заменяя Na2O на K2O. В ряде зарубежных стран вырабатывают хрустальные стекла с большим содержанием PbO (США - 34,2%, Франция - 34,4%) (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.244-256).

Исходными материалами для введения в стекло PbO являются свинцовый глет (PbO) и свинцовый сурик (Pb3O4). Оксид свинца легко восстанавливается до металлического свинца, в результате стекло окрашивается в серый или черный цвет, чтобы избежать этого, свинцовые стекла необходимо варить в окислительной среде. В качестве окислителя нередко вводят калиевую селитру. Кристаллизационная способность свинцового стекла снижается при уменьшении содержания SiO2, замене оксида натрия оксидом калия или увеличения содержания щелочей. (Технология стекла. И.И. Китайгородский, Н.Н. Качалов, В.В. Варгин, К.С. Евстропьев и др. Под общей редакцией И.И. Китайгородского. - М.: Изд-во литературы по строительству, 1967, С.282-283).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению (прототип) является свинцовое хрустальное стекло состава, мас.%: SiO2 - 59; K2O - 11; Na2O - 5,5; ZnO2 - 3; PbO - 21,5 (Справочник по производству стекла. А.А. Апен, М.С. Асланова, Н.И. Амосов, Э.П. Бильтюкова и др./ Под ред. И.И. Китайгородского. - М.: Госстройиздат, 1963. С.974-975), для изготовления которого используют шихту, состоящую из следующих компонентов: кремнийсодержащего - кварцевого песка, натрийсодержащего - соды, калийсодержащих - поташа (карбоната калия) и нитрата калия, свинецсодержащего - свинцового глета (оксида свинца). Основным недостатком изготовления свинцового стекла из подобной шихты является дефицитность и растущая стоимость свинца, из которого изготавливаются оксиды свинца для введения в состав стекла (О. Коваль. Плюмбум, или опасная игра // Уральский рынок металлов. 2005. №9. С.35-37).

Технический результат, на решение которого направлено изобретение, заключается в утилизации отходов производства азида свинца декстринового, удешевлении производства свинцового стекла и расширении сырьевой базы его производства.

Технический результат достигается тем, что в шихте для получения свинцового стекла, включающей кварцевый песок, калийсодержащие и натрийсодержащий компоненты, оксид цинка, а также свинецсодержащий компонент, в качестве свинецсодержащего компонента используют отход производства азида свинца декстринового при следующем соотношении компонентов, мас.%: кварцевый песок - 52,3; сода - 8,3; поташ - 13,3; нитрат калия - 0,4; оксид цинка - 2,9; отход производства азида свинца декстринового - 22,8.

Азид свинца является одним из основных инициирующих взрывчатых веществ (ИВВ), которые используются в России и за рубежом для изготовления средств инициирования взрывных процессов. В России изготавливают несколько различных марок азида свинца. В настоящее время производство одной из марок продукта - азида свинца декстринового составляет около 95% от общего количества, выпускаемого в стране азида свинца (Данилов Ю.Н, Илюшин М.А., Целинский И.В. Промышленные взрывчатые вещества. Часть I. Инициирующие взрывчатые вещества. Текст лекций. СПб:. СПбГТИ(ТУ), 2001. - 112 с.). Производство декстринового азида свинца сопровождается образованием маточных и промывных вод, содержащих нитрат свинца и отсевки азида свинца, которые подвергаются разложению. Разложение отходов, содержащих азид свинца, проводят в присутствии нитрита натрия азотной или серной кислотой (Химия и технология инициирующих взрывчатых веществ. Багал Л.И. - М.: Машиностроение, 1975. С.224-225). После окончания операции, кислый маточник, содержащий нитрат свинца, нейтрализуют содой. Полученный осадок карбоната свинца PbCO3 отфильтровывают и направляют на производство сурика Pb3O4 (Данилов Ю.Н, Илюшин М.А., Целинский И.В.. Промышленные взрывчатые вещества Часть I. Инициирующие взрывчатые вещества. Текст лекций. СПб:. СПбГТИ(ТУ), 2001. С.80)., или складируют на площадках промотходов, а маточник сливают в отстойные колонны и затем утилизируют.

Утилизация отходов крупнотоннажного химического производства путем их использования при получении свинцового стекла позволяет улучшить экологическую обстановку в районах производства азида свинца декстринового, удешевить производство стекла и расширить сырьевую базу его производства.

Процесс приготовления шихты и изготовления свинцового стекла по предлагаемому изобретению заключается в следующем.

Отход производства азида свинца декстринового после проведения химического анализа смешивается с необходимым количеством кремнезема и остальными измельченными компонентами шихты. В отходе производства декстринового содержание карбоната свинца составляет более 99%.

Полученную шихту загружают в тигли, которые подают в печь при температуре 1100-1200°C. Варку стекла осуществляют в горшковых печах при температуре 1300-1350°C.

Осветление стекломассы и ее гомогенизация требуют повышения температуры стекломассы до максимально значения - 1350-1400°C, после чего проводится процесс студки, когда температура стекломассы снижается (на 300-400°C) до температуры, необходимой для формования изделий.

Для оценки возможности использования отхода производства азида свинца декстринового при изготовлении свинцовых стекол был использован промышленный отход декстринового азида свинца, качество которого соответствовало принятым нормам. Далее были рассчитаны и изготовлены стекольные шихты на основе традиционных материалов и на основе отхода производства азида свинца декстринового. Опытные плавки свинцовых стекол проводились при температуре нагрева 1350-1400°C, а время выдержки расплавленной стекломассы при максимальной температуре нагрева составляло 35 мин.

Стекольные шихты были рассчитаны на получение свинцового стекла состава: мас.%: SiO2 - 59,0; W - 11,0; Na2O - 5,5; ZnO - 3,0; PbO - 21,5.

В таблице 1 приведены составы опытных стекольных шихт для получения свинцовой стекломассы и характеристика образцов полученных стекол.

Таблица 1
Качество стекла, изготовленного по традиционной технологии и с применением отходов производства азида свинца декстринового
Шихта Стекло
Технология Состав шихты, % Температура обжига, °C Удельная плотность, г/см3 Растворимость в воде, % Цвет, однородность
Традиционная Кварцевый песок 54,3 1350-1400 3,42 1,43 Насыщенный зеленый цвет однородное, одиночные мелкие пузыри
Поташ 14,2
Нитрат калия 0,5
Свинцовый глет 19,8
Оксид цинка 2,8
Сода (карбонат натрия) 8,4
На основе отхода произв. азида свинца декстринового Кварцевый песок 52,3 1350-1400 3,47 1,16 Насыщенный зеленый цвет однородное, Одиночные мелкие пузыри
Поташ 13,3
Нитрат
калия 0,4
Отход производства азида свинца 22,8
Оксид цинка 2,9
Сода
(карбонат натрия) 8,3

Как видно из полученных результатов, применение отходов производства азида свинца декстринового несколько повышает качество получаемой свинцовой стекломассы.

Содержание отхода производства азида свинца декстринового в составе опытной шихты, используемой для получения свинцового стекла по данному изобретению, составляет более 22%, что значительно удешевляет весь процесс и позволяет полностью утилизировать отходы производства данного инициирующего взрывчатого вещества.

Шихта для получения свинцового стекла, включающая кварцевый песок, калийсодержащие и натрийсодержащий компоненты, оксид цинка, а также свинецсодержащий компонент, отличающаяся тем, что в качестве свинецсодержащего компонента используют отход производства азида декстринового свинца, содержащий более 99% карбоната свинца, при следующем соотношении компонентов, мас.%: кварцевый песок - 52,3; сода - 8,3; поташ - 13,3; нитрат калия - 0,4; оксид цинка - 2,9; отход производства азида декстринового свинца - 22,8.



 

Похожие патенты:
Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ совместной переработки кальцийсодержащего и сульфатсодержащего отходов включает подщелачивание исходного абгазного хлорсодержащего известкового отхода газоочистки до pH 11-11,5.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касается составов глазурей для нанесения на керамические изделия декоративно-художественного и хозяйственно-бытового назначения.
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.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касается составов глазурей для нанесения на керамическую черепицу. Матово-черная черепичная глазурь включает, мас.%: глину 4-6; кварцевый песок 37-39; свинцовый глет 24-26; пиролюзит 9-11; буру 5-7; пегматит 15-17.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касается составов шихты глазурей для нанесения на керамическую плитку, изразцы. Шихта для получения глазури включает, мас.%: каолин 3,0-5,0; полевой шпат 12.0-16,0; кварцевый песок 57,0-58,0; мел 1,0-2,0; окись олова 5,0-7,0; окись цинка 1,0-2,0; углекислый барий 1,0-2,0; сернокислый кобальт 1,0-2,0; костяная зола 12,0-16,0.
Изобретение относится к составам шихт для получения стекла. Технический результат изобретения заключается в улучшении экологии окружающей среды, удешевлении производства стекла за счет утилизации отходов тротилового производства.
Изобретение относится к технологии силикатов и касается шихтовых составов глазурей для нанесения на керамическую плитку, изразцы. .
Изобретение относится к области технологии силикатов и касается производства стекла, используемого для изготовления смальты, стеклоплитки. .
Изобретение относится к составам масс для получения эмалевого покрытия на керамических изделиях. .
Глазурь // 2481276
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касается составов глазурей для нанесения на керамическую плитку. .

Изобретение относится к области технологии производства стекла, которое может быть использовано для изготовления изделий декоративно-художественного назначения. Техническим результатом изобретения является снижение температуры варки цветного стекла при сохранении его водостойкости. Шихта для получения цветного стекла содержит, вес.ч.: кварцевый песок 800-1000; доломит 800-1000; известь 50-100; бура 1500-2000; сернокислый кобальт 10-50. Температура варки стекла составляет 1450-1470 град С. 1 табл.

Изобретение относится к составу стекольной шихты. Технический результат изобретения заключается в снижении температуры варки стекла и расширении сырьевой базы. Шихта содержит следующие компоненты, мас.%: кремнеземсодержащее сырье 64-72; кальцинированная сода 8-10; доломит 8-10; сульфат 8-10; колеманит 4-6. 6 табл.

Заявляемая группа изобретений относится к области химии и касается составов шихты для получения теллуритных стекол, которые могут найти применение в оптике для изготовления волоконных световодов и планарных оптических волноводов, применяемых в оптоэлектронных приборах видимого, ближнего и среднего ИК диапазонов. Шихта для получения теллуритных стекол включает соединение теллура и соединение молибдена, или соединение теллура и соединение вольфрама. В качестве соединения теллура шихта содержит ортотеллуровую кислоту, а в качестве соединения молибдена - тетрагидрат гептамолибдата аммония при следующем соотношении компонентов, мас.%: тетрагидрат гептамолибдата аммония -10-52, ортотеллуровая кислота - остальное, или что в качестве соединения теллура она содержит ортотеллуровую кислоту, а в качестве соединения вольфрама она содержит декагидрат додекавольфрамата аммония при следующем соотношении компонентов, мас.%: декагидрат додекавольфрамата аммония - 6-39, ортотеллуровая кислота - остальное. Техническим результатом изобретения является повышение оптической прозрачности стекол в видимой и ближней ИК областях спектра. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл., 7 пр.
Наверх