Las diversas sustancias utilizadas para preparar complejos de vidrio se denominan colectivamente materias primas de vidrio. La materia prima principal se refiere a la materia prima que introduce varios óxidos en el vidrio para formar el cuerpo principal de la estructura del vidrio, que determina las propiedades físicas y químicas básicas del vidrio. Las materias primas principales son arena de cuarzo, feldespato, piedra caliza, dolomita, ceniza de sosa, etc. Estas materias primas generalmente se suministran en polvo en la actualidad. (1) materias primas de sílice la materia prima principal de sílice es arena de sílice (también conocida como arena de cuarzo), que se puede dividir en arena de sílice natural y arena de sílice procesada según su estado existente en la naturaleza. Debido a la complejidad de su proceso de formación, la composición química de la arena de sílice natural a menudo fluctúa mucho, pero su distribución del tamaño de partícula es relativamente uniforme. Para la calidad de la arena de sílice natural, se debe prestar atención al control de la composición química, la fluctuación de la composición y el peso refractario del mineral. La composición química controla principalmente el contenido de Fez 03, y se clasifica y utiliza según su calidad. La clasificación de calidad de la arena de sílice se muestra en la tabla 2-16.2) Procesamiento de la arena de sílice El procesamiento de la arena de sílice es la obtención de mineral crudo de roca de cuarzo o arenisca mediante un proceso determinado de procesamiento y producción de materias primas silíceas. Debido a que la pureza del mineral de cuarcita o arenisca es generalmente mayor, el contenido de impurezas es menor y estable, el grado de arena de sílice producida por el procesamiento es mayor y estable. Sin embargo, desde el mineral de cuarcita o arenisca hasta la arena de sílice disponible con un cierto tamaño de grano, es difícil controlar el tamaño del grano, por lo que el costo es alto. La arena de sílice generalmente se procesa mediante el método húmedo, con un cierto contenido de humedad. La arena de sílice es el material más difícil de fundir. El tamaño de partícula, la distribución del tamaño de partícula y la forma de partícula tienen efectos importantes en la mezcla, fusión y homogeneización del compuesto. La disminución del tamaño de partícula es beneficiosa para la fusión del vidrio, pero cuanto más fino, mejor. El polvo de arena de sílice existirá debido a la presencia de cúmulos, existe un espacio granular en un gran cantidad de microburbujas causadas por dificultad de fusión, al mismo tiempo también la presencia de polvo de arena de sílice puede ser prematuro y lote de material como sodio, calcio, magnesio en reacción para generar densidad de fusión primaria, viscosidad, fácil causa capa de material de horno en jerarquía, causando otras materias primas refractarias en el lote. La forma de los granos de arena es mejor con forma angular, porque la forma angular de área de superficie es grande, y oportunidades de contacto de fundente, en el proceso de mezcla, transporte no es fácil de capa. La arena de sílice debe verificarse y aceptarse en el área de minería. El contenido de humedad de la arena de sílice debe controlarse por debajo del 8% cuando el mineral es producido, y por debajo del 5% cuando la arena es cargada en el taller. El valor de fluctuación de humedad es del 0,4%. La tabla 2-17 muestra los requisitos de calidad de las materias primas silíceas. (2) El contenido de A12O3 en el vidrio de botellas común es generalmente del 2,0% al 5,0%. El vidrio de botellas de material blanco de alta calidad A12O3 se compone principalmente de alúmina e hidróxido de aluminio para su captura, pero los requisitos de calidad más bajos del vidrio de envases y el vidrio de color, también pueden optar por utilizar feldespato sódico, feldespato potásico o feldespato cálcico para el trefilado en el uso del feldespato espectacular A12O3 al mismo tiempo, partes del feldespato Na2O o K2O pueden reemplazar parte de la ceniza de sosa, lo que es ventajoso para el sistema de fusión del vidrio. Sin embargo, el contenido de hierro en el feldespato en general es más alto, Fe2O3 es menos del 0,1%, por lo que solo se puede utilizar para vidrio de botellas y latas en general, y no se puede utilizar para vidrio de botellas y latas de mayor grado. El feldespato según su diferente composición química se puede dividir en cuatro tipos de feldespato potásico, feldespato sódico, feldespato cálcico, feldespato bariónico. En la naturaleza, hay pocos depósitos individuales de los cuatro feldespatos, la mayoría de los cuales están mezclados con otros minerales en diferentes proporciones. La Tabla 2-18 enumera los requisitos de calidad para los materiales de feldespato. (3) Na2O, la materia prima del óxido de sodio, es un buen fundente para el vidrio. Por lo tanto, el contenido de Na2O en la composición química de las botellas y latas de vidrio está estrechamente relacionado con las condiciones de fusión del vidrio, que en la actualidad se encuentra principalmente en el rango de 14% ~ 16%. El Na2O en el vidrio de las botellas se introduce principalmente a través de la ceniza de sosa. La ceniza de sosa es un tipo de materia prima química, su componente principal es Na2CO3. La ceniza de sosa se divide en sosa cristalina (Na2CO3·10H2O) y sosa calcinada (Na2CO3). La mayor parte de la ceniza de sosa utilizada en la industria del vidrio es sosa calcinada sin agua de cristalización, elaborada mediante el método alcalino de amoníaco. La ceniza de sosa calcinada es un polvo blanco, fácilmente soluble en agua, que absorbe fácilmente la humedad del aire y tiende a delicuescencia y apelmazarse, por lo que debe almacenarse en un almacén seco. La ceniza de sosa es uno de los factores más importantes que afectan el costo del vidrio. Se debe preferir el álcali pesado para el vidrio de botellas. En comparación con el álcali ligero, el álcali pesado tiene buena porosidad, higroscopicidad, menor tendencia a la formación de capas y a la dispersión, lo que puede mejorar la uniformidad y la velocidad de fusión del compuesto. Sin embargo, las partículas de ceniza de sosa demasiado gruesas no pueden cooperar eficazmente con otros materiales refractarios en el material para ayudar uniformemente al efecto de fusión, lo que dará como resultado una mezcla irregular del material en sí, afectando la calidad de la fusión y la clarificación del vidrio; por lo tanto, el rango de tamaño de partícula apropiado es de 0,22 a 0,42 mm. El lugar de almacenamiento prolongado de ceniza de sosa, a menudo contiene entre un 5 % y un 8 % de agua, cuando se debe determinar oportunamente la humedad. La volatilización de la ceniza de sosa durante la fusión del vidrio es del 0,5 % al 3,2 %. La ceniza de sosa calcinada a menudo contiene una pequeña cantidad de NaCl, porque el Cl es muy activo, la erosión del refractario es muy grave. La cantidad de ceniza de sosa es grande, y la acumulación de Cl en la solución de vidrio ha atraído recientemente la atención de la industria. (4) El papel del óxido de potasio (K2O) en el vidrio es similar al del Na2O. En la producción de vidrio para botellas y latas, se utiliza una pequeña cantidad de K2O para reemplazar una pequeña parte de Na2O, lo que puede aumentar el índice de refracción del vidrio y mejorar el brillo y la transmitancia de los productos. La estabilidad química de dos óxidos alcalinos en el vidrio es mejor que la de un solo óxido alcalino. En la proporción de ambos, existe un punto óptimo, fenómeno conocido como efecto de base mixta. El efecto del K2O sobre el coeficiente de expansión térmica del vidrio es mayor que el del Na2O. Por lo tanto, al reemplazar parte de Na2O con K2O, se debe considerar la influencia sobre el coeficiente de expansión térmica del vidrio. El K2O en el vidrio para botellas generalmente se introduce mediante la calcinación de carbonato de potasio. Cuando el carbonato de potasio se funde en vidrio, la pérdida volátil de K2O es aproximadamente el 12% de su propia masa. Los requisitos de calidad para el carbonato de potasio son: K2CO3 menos del 96%, Na2O 40,2%, KCl + K2SO4 43,5%, insoluble en agua < 0,3%, agua -3%. El precio de la potasa es más alto que el de la ceniza de sosa, debido a esto, excepto para el vidrio de botellas y latas con requisitos especiales, la mayoría del vidrio de botellas y latas no utiliza potasa para extraer óxido de potasio directamente, sino que toma óxido de potasio con feldespato. (5) Introducción de materia prima de óxido de calcio El óxido de calcio (CaO) en el vidrio tiene la función principal de estabilizador, es decir, aumenta la estabilidad química y la resistencia mecánica del vidrio, pero cuando el contenido es demasiado alto, puede hacer que la tendencia a la cristalización del vidrio aumente y fácilmente lo vuelva quebradizo. El contenido de CaO en el vidrio de botellas común es del 7% al 11%, generalmente no más del 12,5%. CaO a alta temperatura puede reducir la viscosidad del vidrio, promover la fusión y la clarificación del vidrio pero cuando la temperatura baja, la viscosidad aumenta muy rápidamente, lo que hace que el moldeo, por lo tanto, cuánto contenido de Cao en el vidrio, además de considerar la influencia de Cao en las propiedades del vidrio, también se debe considerar el método de moldeo del vidrio y otros factores. El vidrio con alto contenido de Cao debe entrar rápidamente en el horno de recocido, o el producto es fácil de romper. Cuando se funde vidrio de sodio-calcio, es mejor acercarse a 21 con Na0Ca0. Las principales materias primas utilizadas en el vidrio de frasco son piedra caliza, calcita y tiza. La piedra caliza que contiene Fez 03 40.015% se utiliza en la producción de utensilios y materiales blancos. La piedra caliza que contiene Fez 03 menos del 0.04% se utiliza en la producción de vidrio de color. El contenido de agua de la piedra caliza debe controlarse por debajo del 1%. Cuando la composición del vidrio requiere que el contenido de óxido de hierro sea muy estricto, se puede reemplazar por calcita, que es mucho más pura que la piedra caliza, pero también mucho más cara. (6) La cantidad de óxido de magnesio (MgO) en la composición química de botellas y latas de vidrio es generalmente inferior al 2%. Al usar MgO parcial para reemplazar CaO parcial, se puede aumentar la viscosidad cuando el líquido vítreo está a alta temperatura, puede hacer que la velocidad de endurecimiento del vidrio se vuelva lenta, haciendo que el sexo se vuelva más largo, mejora la propiedad de la forma vítrea y reduce su tendencia a la cristalización, el calcio, el magnesio y el óxido de metal alcalinotérreo de valencia 2 pueden mejorar la estabilidad química del vidrio, evitar que el producto caiga en un ambiente húmedo durante mucho tiempo. Moho. Fenómeno. Generalmente, la cantidad de reemplazo debe controlarse por debajo del 3%, mientras que la cantidad de reemplazo es mayor al 3%, lo que afectará la fusión y formación del vidrio. Solía pensarse que la dolomita y la piedra caliza de partículas finas se fundían, pero con la profundización de La investigación sobre el mecanismo de la mezcla de vidrio a alta temperatura revela que las partículas de dolomita intrusas se adsorben alrededor de las partículas de sílice grandes, impidiendo que la arena participe en la reacción. Por otro lado, las partículas de caliza más gruesas, al comienzo de la reacción de silicato, no son humedecidas por la fase primaria, lo que permite que el líquido primario fluya sin problemas a través de los espacios entre la dolomita de grano grande, la caliza y la arena de sílice circundantes, aumentando así la velocidad de reacción del silicato. Sin embargo, en la etapa posterior, los gases liberados por su rápida descomposición y fusión favorecen la clarificación y homogeneización del líquido de vidrio. Se ha descubierto que cuando las partículas de ambos aumentan a 2,5 mm, las propiedades de fusión y clarificación del vidrio mejoran significativamente, y cuando el tamaño de partícula es mayor de 3 mm, las propiedades de fusión y clarificación del vidrio se reducen significativamente. Por lo tanto, el límite superior de las partículas de dolomita y piedra caliza debe controlarse dentro de un cierto rango. Actualmente, el uso de dolomita y piedra caliza de grano más grande es una tendencia. En la producción real, al calcular la fórmula del vidrio, la dolomita se utiliza para introducir MgO, y la parte insuficiente de CaO se complementa con piedra caliza o calcita. Si la composición del vidrio no contiene CaO, la dolomita no se puede utilizar para atraer MgO en el vidrio, se debe elegir carbonato de magnesio para atraer MgO. Los requisitos de calidad para la dolomita son Mg0 ≥ 20%, Cao < 32%, Fe2O3 < 0,15%.(7) Introducción de la materia prima de óxido de bario El óxido de bario (Bao) en el papel del vidrio y Cao y MgO es básicamente el mismo, pero el vidrio que contiene bario y el vidrio que contiene Cao, buen brillo, grado de densidad es grande, generalmente en la composición del vidrio de botellas de color 0,5% ~ 1% de Bao para mejorar el brillo del vidrio. El Bao puede acelerar la fusión, la clarificación y prevenir la cristalización del vidrio, pero cuando la dosis es demasiado grande, debido a la ocurrencia de la reacción 2Ba0 1002 2BaO2, la clarificación del vidrio es difícil, y el crisol y los materiales refractarios tienen una mayor erosión. El sulfato de bario natural (BaSO4) conocido como barita, BaSO4 contiene una gran cantidad de fluctuaciones, y el contenido de impurezas también es grande, solo se utiliza para vidrios que no requieren alta calidad. Industrial El BaSO4 se utiliza principalmente en vidrios opacos de flúor y vidrio de imitación de jade en vidrio para botellas, lo que hace que el vidrio produzca un efecto de opacidad relativamente débil. Pero sucede cuando se usa demasiado. Vidrio de agua, a los materiales refractarios, crisoles, moldes y calidad del producto, trae una serie de efectos adversos. En la producción de vidrio para botellas y latas, el BaSO4 generalmente se introduce a partir de carbonato de bario industrial. Además, las materias primas que contienen bario tienen cierta toxicidad, en la operación de dosificación se debe prestar atención a la protección. Los requisitos de calidad para el carbonato de bario industrial son BaSO3 97%, Fe2O3 40.1% y 3% insoluble en ácido.
Fecha de publicación: 14 de abril de 2020