Lasikompleksien valmistuksessa käytettyjä erilaisia aineita kutsutaan yhteisesti lasiraaka-aineiksi. Pääraaka-aineella tarkoitetaan raaka-ainetta, joka lisää lasiin erilaisia oksideja lasirakenteen muodostamiseksi, mikä määrää lasin fysikaaliset ja kemialliset perusominaisuudet. Pääraaka-aineet ovat kvartsihiekka, maasälpä, kalkkikivi, dolomiitti, sooda ja niin edelleen. Näitä raaka-aineita toimitetaan tällä hetkellä yleensä jauheena. (1) Piidioksidin raaka-aineet Piidioksidin pääraaka-aine on piidioksidihiekka (tunnetaan myös nimellä kvartsihiekka), joka voidaan jakaa luonnon piidioksidihiekkaan ja prosessoituun piidioksidihiekkaan sen luonnollisen olomuodon mukaan. Muodostumisprosessin monimutkaisuuden vuoksi luonnon piidioksidihiekan kemiallinen koostumus vaihtelee usein suuresti, mutta sen hiukkaskokojakauma on suhteellisen tasainen. Luonnon piidioksidihiekan laadun osalta on kiinnitettävä huomiota kemiallisen koostumuksen, koostumuksen vaihtelun ja tulenkestävän mineraalin painon hallintaan. Kemiallinen koostumus kontrolloi pääasiassa Fez 03 -pitoisuutta, ja se luokitellaan ja käytetään sen laadun mukaan. Piidioksidihiekan laatuluokitus on lueteltu taulukossa 2-16.2) Piidioksidihiekan käsittely Piidioksidihiekan käsittely on kvartsikiveä tai hiekkakiviraakamalmia tietyllä piipitoisten raaka-aineiden käsittely- ja tuotantoprosessilla. Koska kvartsiitin tai hiekkakivimalmin puhtaus on yleensä korkeampi, epäpuhtauspitoisuus on pienempi ja vakaa, käsittelyllä tuotetun piidioksidihiekan laatu on korkeampi ja vakaa. Kvartsiitista tai hiekkakivimalmista saatavilla olevaan piidioksidihiekkaan, jolla on tietty raekoko, on kuitenkin vaikea hallita raekokoa, joten kustannukset ovat korkeat. Piidioksidihiekkaa käsitellään yleensä märkämenetelmällä tietyllä kosteuspitoisuudella. Piidioksidihiekka on vaikein sulattaa. Hiukkaskoolla, hiukkaskokojakaumalla ja hiukkasmuodolla on tärkeä vaikutus komposiitin sekoittumiseen, sulamiseen ja homogenisointiin. Hiukkaskoon pieneneminen on hyödyllistä lasin sulamiselle, mutta mitä hienompaa, sitä parempi. Piidioksidihiekkajauhetta esiintyy klusterin, rakeisen rakoa ja suuren määrän mikrokuplia vuoksi, jotka johtuvat sulamisvaikeuksista. Myös piidioksidihiekkajauheen läsnäolo voi olla ennenaikaista ja reaktio erämateriaalien, kuten natriumin, kalsiumin ja magnesiumin, kanssa voi aiheuttaa ensisijaisen sulan tiheyden ja viskositeetin, mikä helposti aiheuttaa uunimateriaalin kerrostumisen hierarkiassa, mikä aiheuttaa muita tulenkestäviä raaka-aineita erässä. Kulmikas muoto antaa paremman muotoisen hierarkian, koska kulmikas pinta-ala on suuri ja virtauskosketusmahdollisuudet sekoitusprosessissa vaikeuttavat kuljetusta. Piidioksidihiekka on tarkastettava ja hyväksyttävä kaivosalueella. Piidioksidihiekan kosteuspitoisuuden on oltava alle 8 % malmia tuotettaessa ja alle 5 % työpajassa lastattaessa. Kosteusvaihteluarvo on 0,4 %. Taulukko 2-17 esittää piipitoisten raaka-aineiden laatuvaatimukset. (2) Tavallisen lasipullon A1203-pitoisuus on yleensä 2,0–5,0 %. Korkean valkopitoisuuden omaavat A1203-lasipullot koostuvat pääasiassa alumiinioksidista ja alumiinihydroksidista, mutta ne ovat alhaisemmat kuin lasisäiliöiden ja värillisen lasin laatuvaatimukset. Voit myös valita natrium-, kaliumaasälvän tai kalsiummaasälvän käytön. Samanaikaisesti maasälpä NazO tai K20 voi korvata osan soodasta, mikä on edullista lasinsulatusjärjestelmälle. Yleisen maasälvän rautapitoisuus on kuitenkin korkea, Fe203-pitoisuus on alle 0,1 %, joten sitä voidaan käyttää vain yleiseen pullo- ja tölkkilasiin, eikä sitä voida käyttää korkeamman laatuluokan pullo- ja tölkkilasiin. Maasälpä voidaan jakaa neljään tyyppiin kemiallisen koostumuksensa perusteella. kaliummaasälpä, natriummaasälpä, kalsiummaasälpä, bariummaasälpä. Luonnossa on vain muutamia yksittäisiä esiintymiä näistä neljästä maasälvälajista, joista useimmat ovat sekoitettuina muihin mineraaleihin eri suhteissa. Taulukossa 2-18 on lueteltu maasälpämateriaalien laatuvaatimukset. (3) Na20, natriumoksidin raaka-aine, on hyvä lasin sulatusaine. Siksi Na20:n pitoisuus lasipullojen ja -tölkkien kemiallisessa koostumuksessa liittyy läheisesti lasin sulamisolosuhteisiin, jotka ovat tällä hetkellä enimmäkseen 14–16 %. Na20:a pullolasissa on pääasiassa soodan mukana. Sooda on eräänlainen kemiallinen raaka-aine, jonka pääkomponentti on Naz-CO3. Sooda jaetaan kiteiseen soodaan (Na2-CO3·10H20) ja kalsinoituun soodaan (Naz-CO3). Suurin osa lasiteollisuudessa käytetystä soodasta on kalsinoitua soodaa ilman kidevettä, joka on valmistettu ammoniakki-alkalimenetelmällä. Kalsinoitu sooda on valkoista jauhetta, joka liukenee helposti veteen, imee helposti vettä ilmasta ja vetistyy, paakkuuntuu, ja se on varastoitava kuivassa varastossa. Sooda on yksi tärkeimmistä lasin hintaan vaikuttavista tekijöistä. Pullonasiin tulisi suosia raskaita alkaleja. Kevyisiin alkaleihin verrattuna raskaalla alkalilla on hyvä irtonainen olo, hygroskooppisuus, vähemmän lentävää ja kerrostuvaa taipumusta, mikä voi parantaa seoksen tasaisuutta ja sulamisnopeutta. Mutta liian paksut soodahiukkaset eivät pysty tehokkaasti toimimaan yhdessä muiden tulenkestävien materiaalien kanssa, mikä edistää sulamisvaikutusta tasaisesti, johtaa epätasaiseen seokseen ja vaikuttaa lasin sulamisen ja kirkastumisen laatuun. Siksi sopiva hiukkaskokoalue on 0,22–0,42 mm. Kalsinoitu sooda sisältää usein 5–8 % vettä pitkään, ja sen kosteus on määritettävä ajoissa. Kalsinoidun soodan haihtuminen lasin sulamisen aikana on 0,5–3,2 %. Kalsinoitu sooda sisältää usein pienen määrän NaCl:a, koska kloori on erittäin aktiivinen, tulenkestävien materiaalien eroosio on erittäin vakavaa. Kalsinoidun soodan määrä on suuri, ja kloorin kertyminen lasiliuokseen on viime aikoina herättänyt alan huomion. (4) Kaliumoksidin (K20) rooli lasissa on samanlainen kuin Na20:n. Pullo- ja tölkkilasin valmistuksessa pieni määrä K20:ta korvaa pienen osan Na20:sta, mikä voi lisätä lasin taitekerrointa ja parantaa tuotteiden kiiltoa ja läpäisykykyä. Kahden alkalioksidin kemiallinen stabiilisuus lasissa on parempi kuin yhden alkalioksidin. Näiden kahden suhteessa on optimaalinen piste, ilmiö on. Sekaemäsvaikutus. K20:n vaikutus lasin lämpölaajenemiskertoimeen on suurempi kuin Na20:n. Siksi, kun osa Na20:sta korvataan K20:lla, on otettava huomioon sen vaikutus lasin lämpölaajenemiskertoimeen. K20 lisätään pullolasiin yleensä kalsinoimalla kaliumkarbonaattia. Kun kaliumkarbonaattia sulatetaan lasissa, K20:n haihtuvien yhdisteiden hävikki on noin 12 % sen omasta massasta. Kaliumkarbonaatin laatuvaatimukset ovat: K2CO3 alle 96 %, Na2O40,2 %, KCI + K2S04 43,5 %, veteen liukenematon <0,3 %, vesi -3 %. Kaliumkarbonaatin hinta on korkeampi kuin soodan, koska se on pullo- ja tölkkilasin erityisvaatimusten ulkopuolella. Useimmat pullo- ja tölkkilasista eivät käytä potaskaa kaliumoksidin suoraan erottamiseen, vaan kaliumoksidia käytetään maasälvän kanssa. (5) Kalsiumoksidiraaka-aineen, kalsiumoksidin (CaO), lisääminen lasiin on tärkein stabilointiaine, eli se lisää lasin kemiallista stabiilisuutta ja mekaanista lujuutta. Liian korkea pitoisuus voi kuitenkin lisätä lasin kiteytymistä ja helpottaa lasin haurautta. Tavallisen pullolasin kalsiumpitoisuus on 7–11 %, yleensä enintään 12,5 %. Korkeassa lämpötilassa kalsium voi vähentää lasin viskositeettia ja edistää lasin sulamista ja kirkastumista. lasi, mutta lämpötilan laskiessa viskositeetti kasvaa hyvin nopeasti, mikä vaikeuttaa muovausta. Siksi lasin kalsiumpitoisuuden määrittämisessä on kalsiumin vaikutuksen lasin ominaisuuksiin lisäksi otettava huomioon lasin muovausmenetelmä ja muut tekijät. Korkean kalsiumpitoisuuden omaavan lasin tulisi päästä nopeasti hehkutusuuniin, muuten tuote halkeaa helposti. Natriumkalsiumlasia sulatettaessa on parempi lähestyä 21:tä Na0Ca0:lla. Lasipurkkien tärkeimmät raaka-aineet ovat kalkkikivi, kalsiitti ja liitu. 40,015 % Fez O3 -pitoista kalkkikiveä käytetään ruokailuvälineiden ja valkoisten materiaalien valmistuksessa. Alle 0,04 % Fez O3 -pitoista kalkkikiveä käytetään värillisen lasin valmistuksessa. Kalkkikiven vesipitoisuuden tulisi olla alle 1 %. Kun lasin koostumus vaatii erittäin tiukkoja rautaoksidipitoisuuksia, se voidaan korvata kalsiitilla, joka on paljon puhtaampaa kuin kalkkikivi, mutta myös paljon kalliimpaa. (6) Magnesiumoksidin (Mgo) määrä lasipullojen ja -tölkkien kemiallisessa koostumuksessa on yleensä alle 2 %. Kun osittaista Mgo:ta käytetään osittaisen CaO:n korvaamiseen, viskositeettia voidaan lisätä lasimaisen nesteen ollessa korkeassa lämpötilassa, lasimaisen nesteen kovettumisnopeus voi hidastua, mikä pidentää kovettumisnopeutta, parantaa lasimaisen muodon ominaisuuksia ja vähentää sen kiteytymistaipumusta. Kalsium, magnesium ja 2-valenssinen maa-alkalimetallioksidi voivat parantaa lasimaisen kemiallista stabiilisuutta ja estää tuotteen pitkäaikaisen seisomisen kosteassa ympäristössä. Homeen ilmiö. Yleensä korvausmäärän tulisi olla alle 3 %, ja yli 3 %:n korvausmäärän vaikuttaa lasin sulamiseen ja muodostumiseen. Ennen ajateltiin, että dolomiitti ja kalkkikivi sulavat hienojakoisina hiukkasina, mutta tutkimuksen syventyessä korkean kosteuden mekanismista. Lämpötilalasin panos, jossa dolomiittihiukkaset adsorboivat suuria piidioksidihiukkasia, estävät hiekan osallistumisen reaktioon. Karkeammat kalkkikivihiukkaset eivät silikaattireaktion alussa kastu primäärifaasiin, jolloin primäärineste pääsee sujuvasti suurten jyväisten dolomiitin, kalkkikiven ja piidioksidihiekan välisten rakojen läpi kostuttamaan niitä ja lisäämään silikaattireaktionopeutta. Myöhemmässä vaiheessa niiden nopean hajoamisen ja sulamisen kautta vapautuvat kaasut kuitenkin edistävät lasinesteen kirkastumista ja homogenisaatiota. On havaittu, että kun näiden kahden hiukkaskoko kasvaa 2,5 mm:iin, lasin sulamis- ja kirkastumisominaisuudet paranevat merkittävästi, ja kun hiukkaskoko on yli 3 mm, lasin sulamis- ja kirkastumisominaisuudet heikkenevät merkittävästi. Siksi dolomiitti- ja kalkkikivihiukkasten ylärajaa tulisi kontrolloida tietyllä alueella. Tällä hetkellä trendinä on käyttää suurempirakeista dolomiittia ja kalkkikiveä. Varsinaisessa tuotannossa lasikaavaa laskettaessa dolomiittia käytetään Mgo:n lisäämiseen, ja riittämätön osa kalsiumista täydennetään kalkkikivellä tai kalsiitilla. Jos lasikoostumus ei sisällä kalsiumia, dolomiittia ei voida käyttää Mgo:n houkuttelemiseen lasiin. Mg0:n houkuttelemiseksi tulisi valita magnesiumkarbonaatti. Dolomiitin laatuvaatimukset ovat Mg0≥20%, Cao<32%, Fe2O3<0.15%.(7) Bariumoksidin raaka-aineena käytettävän bariumoksidin (Bao) käyttö lasin, kalsiumin ja magnesiumin valmistuksessa on pohjimmiltaan samaa, mutta bariumia ja kalsiumia sisältävällä lasilla on hyvä kiilto ja korkea tiheys. Yleensä värillisissä pulloissa on lasia, jossa on 0,5–1% Bao:ta lasin kiillon parantamiseksi. Bao voi nopeuttaa lasin sulamista ja kirkastumista sekä estää lasin kiteytymistä, mutta liian suuri annos voi aiheuttaa 2Ba0-1002-2BaO2-reaktion, mikä vaikeuttaa lasin kirkastumista ja lisää eroosioriskiä sulatuslasissa ja tulenkestävissä materiaaleissa. Luonnollinen bariumsulfaatti (BaS04), joka tunnetaan bariittina, sisältää paljon vaihteluita ja myös paljon epäpuhtauksia. Sitä käytetään vain lasin laatuvaatimusten ollessa alhaiset. Teollista BaS04:ää käytetään pääasiassa fluorin opasiteetin parantamiseen. Lasi ja jadelasin jäljitelmät pullolasissa aiheuttavat lasin läpinäkymättömyyden suhteellisen heikosti. Mutta näin käy, kun lasia käytetään liikaa. Lasillinen vettä aiheuttaa useita haitallisia vaikutuksia tulenkestävien materiaalien, sulatussuodattimen, muovauksen ja tuotteen laadun suhteen. Pullo- ja tölkkilasin tuotannossa Bao:ta käytetään yleensä teollisen bariumkarbonaatin avulla. Lisäksi bariumia sisältävillä raaka-aineilla on tietty myrkyllisyys, joten panostustoiminnossa on kiinnitettävä huomiota suojaukseen. Teollisen bariumkarbonaatin laatuvaatimukset ovat Bac03 97 %, Fe203 40,1 % ja happoon liukenematon 3 %.
Julkaisun aika: 14. huhtikuuta 2020