шихта для силикатного стекла, способ ее приготовления и способ варки силикатного стекла
Классы МПК: | C01B33/32 силикаты щелочных металлов |
Автор(ы): | Васильев В.П., Гимаев Р.Н., Савин Е.М., Виденеев Г.А., Елисеева И.С., Биккулова Н.Н., Якшибаев Р.А., Кадргулов Р.Ф. |
Патентообладатель(и): | Башкирский государственный университет им.40-летия Октября, Ишимбайский специализированный химический завод катализаторов |
Приоритеты: |
подача заявки:
1993-06-21 публикация патента:
27.01.1997 |
Шихта для силикатного стекла, способ приготовления шихты для силикатного стекла, способ варки силикатного стекла. Использование: для производства силиката натрия (силикат-глыба) с различным силикатным модулем из высококремнистых пород, используемых в стекольной, легкой и других отраслях народного хозяйства, а также может быть использовано в производстве стройматериалов, цеолитов, катализаторов. Сущность изобретения: шихта для силикатного стекла, включающая кварцевый песок и щелочный компонент, в качестве последнего содержит отход производства цеолита при следующем соотношении компонентов, мас. %: отход производства цеолита - 43-66, кварцевый песок - остальное. Шихту для силикатного стекла получают путем перемешивания кварцевого песка с щелочным компонентом - отходом производства цеолита, который предварительно упаривают до концентрации по Na2O, равной 100-400 г/л. После этого смешивают отход производства цеолита с кварцевым песком при массовом соотношении кварцевый песок: щелочной компонент 0,3:3:1. Силикатное стекло получают путем плавления шихты, включающей кварцевый песок и отход производства цеолита в стекловаренной печи. Процесс ведут при подъеме температуры со скоростью 5-6 град/мин до 1100-1300oС, а затем выдерживают реакционную смесь при конечной температуре в течение 3-6 ч. 3 с. п. ф-лы, 3 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
1. Шихта для силикатного стекла, включающая кварцевый песок и щелочной компонент, отличающаяся тем, что она в качестве щелочного компонента содержит отход производства цеолита при следующем соотношении компонентов, мас. Отход производства цеолита 43-66Кварцевый песок Остальное
2. Способ приготовления шихты для силикатного стекла путем перемешивания кварцевого песка с щелочным компонентом при комнатной температуре, отличающийся тем, что щелочной компонент отход производства цеолита - предварительно упаривают до концентрации по Na2O, равной 100-400 г/л, после чего смешивают с кварцевым песком при массовом соотношении кварцевый песок: отход производства цеолита 0,3-1,3:1. 3. Способ варки силикатного стекла путем плавления шихты, включающей кварцевый песок и щелочной компонент, в стекловаренной печи, отличающийся тем, что тем, что в качестве щелочного компонента используют отход производства цеолита, а процесс ведут при подъеме температуры со скоростью 5 6 град/мин до 1110 1200oС, затем выдерживают реакционную смесь при конечной температуре в течение 3-6 ч.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области неорганической химии, в частности к способам производства силиката натрия (силикат-глыба) с различным силикатным модулем из высококремнистых пород, используемых в стекольной, легкой и других отраслях народного хозяйства, а также может быть использовано в производстве стройматериалов, цеолитов, катализаторов и т.д. Известен способ варки стекла путем плавления шихты совместно со стеклобоем с целью утилизации отходов зеркального производства (авт.св. СССР N 1184827, кл. С 03 В 6/02, 1984). Наиболее близкой по техническому результату к заявляемой является шихта для получения растворимого стекла, включающая кварцевый песок и щелочную добавку кальцинированную соду, в которую с целью снижения температуры варки стекла и увеличения его растворимости, дополнительно вводят щелочносодержащий отход производства капролактама при следующем соотношении компонентов, мас. Кальцинированная сода 25,35 26,57Отход производства капролактама 13,03 13,65
Уголь 0,27 0,29
Кварцевый песок Остальное. (авт.св. СССР N 1439077, кл. С 01 В 33/32, 1986). За счет использования вторичных ресурсов щелочносодержащего отхода производства капролактама снижается температура варки стекла и себестоимость исходной шихты. Наиболее близким по техническому результату к заявленному является способ приготовления гранулированной шихты для стекла путем перемешивания компонентов шихты с содержанием двуокиси кремния гелем влажностью 10-30% где с целью повышения прочности гранул вводят гель отход производства, полученный от умягчения минерализованных вод (авт.св. СССР N 1196341, кл. С 03 С 6/00, 1985). Пример 1. Для получения стекла с требуемым силикатным модулем готовят шихту путем дозирования соответствующих количеств исходных компонентов и их смешивания. В качестве исходных компонентов используют кварцевый песок N 1 и маточный раствор отход производства цеолита. До смешивания компонентов маточный раствор упаривают до концентрации 89,9 г/л. Смешивание компонентов ведут при массовом соотношении твердой фазы (T) и жидкой (Ж), равном Т:Ж=0,24: 1, что соответствует содержанию компонентов, мас. щелочносодержащий компонент 81% кварцевый песок остальное. В табл. 2, 3 приведен химический состав исходных материалов. Варку экспериментального стекла производят в платиновом тигле в лабораторной силитовой печи, постепенно поднимая температуру печи, с выдержкой при температуре 1120oС в течение 3 ч. В результате получают силикат натрия, растворимый с силикатным модулем 3, 2. Внешний вид стекла - прозрачный, но в центре тигля наблюдается непроваренный участок. Пример 2. Работу проводят согласно примеру 1. В качестве компонентов используют кварцевый песок N 2 и упаренный до концентрации по Na2O 106,3 г/л маточный раствор. Смешивание компонентов проводят при соотношении Т:Ж=0,28: 1, т. е. щелочносодержащий компонент 78% кварцевый песок - остальное. Смесь сплавляют при температуре 1120oC в течение 4 ч. В результате получают силикат-глыбу с силикатным модулем 2, 9. Внешний вид стекла прозрачный, с зеленоватым оттенком. Пример 3. В качестве компонентов используют кварцевый песок N 2 и упаренный до концентрации по Na2O 167,4 г/л маточный раствор. Смешивание компонентов проводят при соотношении Т:Ж=0,43:1, т.е. щелочносодержащий компонент 70% кварцевый песок остальное. Процесс плавления ведут при 1200oС в течение 4 ч. Силикатный модуль полученного стекла равен 3,2. Пример 4. Кварцевый песок N 2 и маточный раствор с концентрацией 400 г/л смешивают при комнатной температуре при соотношении Т:Ж=1,3:1, т.е. щелочносодержащий компонент 43% кварцевый песок остальное. Процесс плавления ведут при температуре 1300oС в течение 6 ч. В результате получают силикат-глыбу с силикатным модулем. 3,2. Пример 5. Кварцевый песок N 2 и маточный раствор с концентрацией по Na2О 198,3 г/л смешивают при комнатной температуре при соотношении Т:Ж=0,52:1 или при соотношении компонентов, мас. щелочносодержащий компонент 66% кварцевый остальное. Процесс плавления ведут при температуре 1100oС в течение 3 ч. Силикатный модуль полученного стекла равен 3,2. (см. таблицу 3). Предлагаемый способ позволяет исключить из состава стекольной шихты дефицитное сырье соду кальцинированную, снизить температуру и время варки, не снижая физико-химических свойств стекла. Одновременно полностью утилизируются отходя производства цеолитов.
Класс C01B33/32 силикаты щелочных металлов