Способ подготовки сырья для получения стекла

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик н«920009 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 200380 (21) 2897085/29-33 (51)М Кл з с присоединением заявки Ì9

С 03 В 1/00

Госуаарственный комитет

СССР ио лелам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150482. Бюллетень N9 14

Дата опубликования описания 150482 (53) УДК 666. 1. .022. 1 (088. 8) Г.П.Панасюк, В.Б.Лазарев, Г.П.Будона, А.С.Вигдоров, Е.И.Черенков и В.М.Гаврилко (72) Авторы изобретения

Ордена Ленина институт общей и неорганической хи и им. Н.С.Курнакова (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ СЫРЬЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

СТЕКЛА

Изобретение относится к подготовке кварцевого сырья, которое может быть использовано для получения кват цевого и оптического стекла.

Известен способ глубокой очистки кварцевого песка путем обработки его

38% НСе., насыщенной К SiFg при нагревании в течение 30 мин. Способ позволяет достигать степени очистки по содержанию железа до 5 10 " вес Ъ

Еет ОЗ 1 ) .

Однако планиковая кислота и ее соединение (К SiFq) являются агрессивными и высокотоксичными хими-ческими соединениями, что сильно затрудняет аппаратурно-технологическое оформление процессов, создает тяжелые санитарно-гигиенические условия на производстве. Кроме того, большие трудности возникают на стадии нейтрализации и обезвреживания сточных вод.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ подготовки сырья для плавки кварцевого оптического стекла, включающий обработку природного кварца 2-10%-ным раствором щелочи при 350- 380 С и давлении

700-1000 атм. При этом происходит гидротерминальная перекристаллизация природного кварца с образованием монокристаллов. Способ позволяет получить кварцевое сырье с содержанием железа до 1- 10 " Ъ:21 .

Недостатками этого метода глубокой очистки являются применение автоклавов высокого давления, довольно высокая температура, большая длительность процесса (около 1 месяца) и снязанная с этим малая производительность оборудования и большие энергозатраты.

Цель изобретения — интенсификация процесса.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу для подготовки сырья для получения преимущественно кварцевого или оптического стекла, включающему воздейстние раствором щелочи при нагревании, осуществляют воздействие 40-60%-ным раствором щелочи в присутствии 1-3Ъ окислителя при 170-200 С.

25 При этом целесообразно н качестве окислителя использовать нитраты, хлораты или перхлораты натрия и калия.

Такой обработке подвергают жильный

30 кварц или кварцевый песок, прошед we

920009

Формула изобретения

ВНИИНИ Заказ 2256/20 Тираж 507 Подписное

Филиал ППП "Патент",r.ужгород„ ул.Проектная, 4 предварительно стадии механической очистки, т. е. измельчение, рассев, магнитную сепарацию и т.д. Обработку щелочью проводят 3-8 ч, после чего раствор щелочи сливают, осадок суспендируют в воде и многократно промывают водой, раствором кислоты и повторно водсй до рН 6,5-7.

Предложенные параметры обработки являются оптимальными. При концентрации щелочи ниже 40о оочистка практически не происходит. Увеличение концентрации щелочи выше 60Ъ нецелесообразно, так как приводит к возрастающим потерям кварцевого сырья, увеличивает энергетические затраты и ослож)5 няет обработку сырья иэ-за высокой вязкости получающейся суспенэии кварцевого сырья в целочах. При содержании окислителей менее 1Ъ эффективность очистки снижается, повышение концент-20 рации более ЗЪ не приводит к дальнейшему улучшению очистки. Верхняя температура обработки 200.С лимитируето ся температурой кипения суспензии, которая определяется выбранной концентрацией щелочи. При температуре ниже 170 С обработку сырья приходится вести необоснованно долго.

Пример 1. 700 г кварцевого песка Новоселовского месторождения 30 помещают з колбу с тефлоновой мешалкой. Туда же загружают раствор, содержаций 60 вес.Ъ (1300 г) КОН и

3Ъ (60 г) КМОз в 850 мл дистиллированной зоЛы. Полученную смесь су<. — 35 пендируют мешалкой 3 ч при 200 С, после чего декантируют, подвергают семикратной промывке водой и снова дакантируют. Затем песок обрабатывают соляной кислотой (5Ъ) при 100 C

2 ч и промывают водой до значения рН 6,5 после чего сушат в сушильном шкафу. Полученный продукт содержит, зес. o-o: Fe 1 10; Аг 5 - 10 Llg

3.10 г Тз 2-10; Ип. 1 10

Пример 2. 700 г дробленного

45 жильного кварца Кыштымского месторождения помецают в колбу с тефлонозой мешалкой. Туда же загружают раствор, содержащий 40 o- (600 r) КОН и

2Ъ (30 г) КСЕРО в 900 мл дистиллированной воды. Полученную смесь суспендируют мешалкой 5 ч при 180 С, после чего декантируют, подвергают пятикратной промывке водой и снова декантируют. Полученный продукт промывают 5Ъ раствором HCR, при 100 С, затем водой до значения рН 7 и сушат.

Содержание примесей после очистки составляет, вес.o: Fe 1,5 10 "; A2.

4-.10 ; Mg 3,5 10 ; Ti 2 10 ; Са 60 б 10" ; Сц 2 10 ; Мп 1 10

Пример 3. 700 г кварцевого песка Вольногорского месторождения помещают з колбу с тефлоновой мешалкбй. Туда же загружают раствор, содержащий 50Ъ (750 r) NaOH и 1Ъ (15 г)

КСЕРО@ з 750 мл дистиллированной воды.

Полученную смесь суспензируют мешало кой 8 ч при 170 С, после чего декантируют и подвергают семикратной промывке водой. Полученный продукт промывают 5Ъ раствором HF при комнатной температуре, затем водой до значения рН 7 и сушат.

Содержание примесей после очистки составляет, вес. -.: Fe 3.10 ; Ас .10 ь . М, 2 10-4 . Р . 2.10

2 10; Сц 1 10 ; Мп 2 10

Таким образом, предложенный способ является достаточно простым и экономичным. В качестве химического агента для обработки кварцевого сырья используют широко распространенные и дешевые химические продукты, не являющиеся особо токсичными. Способ позволяет получить сырье для плавки кварцевого и оптического стекла за сравнительно короткое время (3-8 ч вместо месяца по известному), при более низкой температуре (200 вмес- то 350 ) и атмосферном давлении. Высокая степень чистоты полученного продукта (содержание примесей, вес.Ъ:

Fe 3 10 — 1,5 10 "; AI 4 10 Ng

3,5.10" ; Ti 2 10 -2 10 "; Са б 10

Сц 2-10 ; Мп 2 10 ) удовлетворяет требованиям промышленности. Отходы о прсиэводства могут быть легко использованы для получения строительных материалов и удобрений.

1. Способ подготовки сырья для псгучения стекла, преимущественно кварцевого или оптического, включающий воздействие раствором щелочи при нагревании, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, осуществляют воздействие 4060Ъ-ным раствором щелочи з присутствии 1-3Ъ окислителя при 170-200 С.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что в качестве окислителя используют нитраты, хлораты или перхлораты натрия или калия.

Источники информации, принятые зо внимание при экспертизе

1. Патент США 9 2 952 516, 106 — 69, 1960.

2. Лодиз P. и др. Рост -монокристаллов. М., "Мир", 1974 с. 292 — 311.