Berbagai zat yang digunakan untuk menyiapkan kompleks kaca secara kolektif disebut sebagai bahan baku kaca. Bahan baku utama mengacu pada bahan baku yang memasukkan berbagai oksida ke dalam kaca untuk membentuk badan utama struktur kaca, yang menentukan sifat fisik dan kimia dasar kaca. Bahan baku utama adalah pasir kuarsa, feldspar, batu kapur, dolomit, soda abu, dan sebagainya. Bahan baku ini umumnya dipasok dalam bentuk bubuk saat ini. (1) Bahan baku silika Bahan baku utama silika adalah pasir silika (juga dikenal sebagai pasir kuarsa), yang dapat dibagi menjadi pasir silika alami dan pasir silika olahan sesuai dengan keadaannya di alam. Karena kompleksitas proses pembentukannya, komposisi kimia pasir silika alami seringkali sangat berfluktuasi, tetapi distribusi ukuran partikelnya relatif seragam. Untuk kualitas pasir silika alami, perhatian harus diberikan pada pengendalian komposisi kimia, fluktuasi komposisi, dan mineral berat tahan api. Komposisi kimia terutama mengontrol kandungan Fez 03, dan diklasifikasikan serta digunakan sesuai dengan kualitasnya. Klasifikasi kualitas pasir silika tercantum dalam tabel 2-16. 2) Pengolahan pasir silika: Pengolahan pasir silika adalah batuan kuarsa atau bijih mentah batupasir melalui proses pengolahan dan produksi bahan baku silika tertentu. Karena kemurnian bijih kuarsa atau batupasir umumnya lebih tinggi, kandungan pengotornya lebih sedikit dan stabil, sehingga kualitas pasir silika yang dihasilkan dari pengolahan lebih tinggi dan stabil. Namun, dari bijih kuarsa atau batupasir hingga tersedia pasir silika dengan ukuran butir tertentu, sulit untuk mengontrol ukuran butir, sehingga biayanya tinggi. Pasir silika umumnya diproses dengan metode basah, dengan kadar air tertentu. Pasir silika adalah bahan yang paling sulit dilebur. Ukuran partikel, distribusi ukuran partikel, dan bentuk partikel memiliki pengaruh penting pada pencampuran, peleburan, dan homogenisasi komposit. Penurunan ukuran partikel bermanfaat untuk peleburan kaca, tetapi semakin halus semakin baik. Bubuk pasir silika akan ada karena adanya gumpalan, celah butiran ada dalam jumlah besar gelembung mikro yang disebabkan Karena kesulitan peleburan, pada saat yang sama juga kehadiran bubuk pasir silika dapat menyebabkan reaksi prematur dan pencampuran bahan seperti natrium, kalsium, magnesium yang menghasilkan densitas dan viskositas lelehan primer, sehingga mudah menyebabkan lapisan material tungku dalam hierarki, yang menyebabkan bahan baku refraktori lainnya dalam pencampuran. Bentuk butiran pasir lebih baik berbentuk sudut, karena bentuk sudut memiliki luas permukaan yang besar, dan peluang kontak fluks, sehingga dalam proses pencampuran dan pengangkutan tidak mudah berlapis. Pasir silika harus diperiksa dan diterima di area penambangan. Kadar air pasir silika harus dikontrol di bawah 8% saat bijih diproduksi, dan di bawah 5% saat pasir dimuat di bengkel. Nilai fluktuasi kelembaban adalah 0,4%. Tabel 2-17 menunjukkan persyaratan kualitas bahan baku silika.(2) Kandungan A12O3 dalam kaca botol biasa umumnya 2,0% ~ 5,0%. Botol kaca bahan putih tinggi dengan kandungan A12O3 terutama terdiri dari alumina dan aluminium hidroksida, tetapi menurunkan persyaratan kualitas kaca wadah dan kaca berwarna, juga dapat memilih untuk menggunakan natrium feldspar, kalium feldspar, atau kalsium feldspar untuk menarik A12O3 yang spektakuler. Pada saat yang sama, sebagian feldspar Na2O atau K2O dapat menggantikan sebagian soda abu, yang menguntungkan sistem peleburan kaca. Namun, kandungan besi dalam feldspar umumnya lebih tinggi, Fe2O3 kurang dari 0,1% sangat sedikit, sehingga hanya dapat digunakan untuk kaca botol dan kaleng biasa, dan tidak dapat digunakan untuk kaca botol dan kaleng kelas yang lebih tinggi. Feldspar menurut komposisi kimianya yang berbeda dapat dibagi menjadi empat jenis feldspar kalium, feldspar natrium, feldspar kalsium, dan feldspar barium. Di alam, hanya ada sedikit endapan individu dari keempat feldspar tersebut, sebagian besar bercampur dengan mineral lain dalam proporsi yang berbeda. Tabel 2-18 mencantumkan persyaratan kualitas untuk bahan feldspar.(3) Na2O, bahan baku natrium oksida, merupakan fluks yang baik untuk kaca. Oleh karena itu, kandungan Na2O dalam komposisi kimia botol dan kaleng kaca sangat berkaitan dengan kondisi peleburan kaca, yang sebagian besar berada dalam kisaran 14% ~ 16% saat ini. Na2O dalam kaca botol terutama dimasukkan melalui soda abu. Soda abu adalah sejenis bahan baku kimia, komponen utamanya adalah Na2CO3. Soda abu dibagi menjadi soda kristal (Na2CO3·10H2O) dan soda terkalsinasi (Na2CO3). Sebagian besar soda abu yang digunakan dalam industri kaca adalah soda kalsinasi tanpa air kristal yang dibuat dengan metode alkali amonia. Soda abu kalsinasi adalah bubuk putih, mudah larut dalam air, mudah menyerap air di udara dan mudah mencair, menggumpal, perlu disimpan di gudang kering. Soda abu adalah salah satu faktor terpenting yang memengaruhi biaya kaca. Alkali berat sebaiknya dipilih untuk kaca botol. Dibandingkan dengan alkali ringan, alkali berat memiliki daya lepas yang baik, higroskopisitas, kecenderungan terbang dan pelapisan yang lebih rendah, yang dapat meningkatkan keseragaman dan kecepatan peleburan senyawa. Namun, partikel soda abu yang terlalu tebal tidak dapat bekerja sama secara efektif dengan bahan tahan api lainnya dalam material untuk membantu efek peleburan secara merata, akan mengakibatkan campuran material yang tidak merata, memengaruhi kualitas peleburan dan penjernihan kaca, oleh karena itu, kisaran ukuran partikel yang tepat adalah 0,22 ~ 0,42 mm. Soda abu yang disimpan dalam waktu lama, seringkali mengandung 5% ~ 8% air, ketika digunakan harus segera ditentukan kadar airnya. Penguapan soda abu selama peleburan kaca adalah 0,5% ~ 3,2%. Soda abu yang dikalsinasi sering mengandung sejumlah kecil NaCl, karena Cl sangat aktif, erosi bahan tahan api sangat serius. Jumlah soda abu yang besar, dan akumulasi Cl dalam larutan kaca baru-baru ini menarik perhatian industri.(4) Peran kalium oksida (K2O) dalam kaca mirip dengan peran Na2O. Dalam produksi botol dan kaleng kaca, sejumlah kecil K2O digunakan untuk menggantikan sebagian kecil Na2O, yang dapat meningkatkan indeks bias kaca dan meningkatkan kilap serta transmisi produk. Stabilitas kimia kedua oksida alkali dalam kaca lebih baik daripada oksida alkali tunggal. Dalam rasio keduanya, terdapat titik optimal, fenomena tersebut disebut efek campuran basa. Pengaruh K2O terhadap koefisien ekspansi termal kaca lebih besar daripada Na2O. Oleh karena itu, ketika mengganti sebagian Na2O dengan K2O, pengaruhnya terhadap koefisien ekspansi termal kaca harus dipertimbangkan. K2O dalam kaca botol umumnya dimasukkan dengan cara kalsinasi kalium karbonat. Ketika kalium karbonat dilelehkan dalam kaca, kehilangan volatil K2O sekitar 12% dari massanya sendiri. Persyaratan kualitas untuk kalium karbonat adalah: K2CO3 kurang dari 96%, Na2O 40,2%, KCl+K2SO4 43,5%, tidak larut dalam air < 0,3%, air -3%. Harga kalium karbonat lebih tinggi daripada soda abu, karena itu, di luar botol dan kaleng kaca dengan persyaratan khusus, sebagian besar botol dan kaleng kaca tidak menggunakan kalium karbonat untuk menarik kalium oksida secara langsung, melainkan menggunakan kalium oksida dengan feldspar. (5) Pengenalan bahan baku kalsium oksida: Kalsium oksida (CaO) dalam kaca memiliki peran utama sebagai penstabil, yaitu meningkatkan stabilitas kimia dan kekuatan mekanik kaca, tetapi ketika kandungannya terlalu tinggi, dapat meningkatkan kecenderungan kristalisasi kaca, dan mudah membuat kaca menjadi rapuh. Kandungan CaO dalam botol kaca biasa adalah 7% ~ 11%, umumnya tidak lebih dari 12,5%. CaO pada suhu tinggi dapat mengurangi viskositas kaca, mendorong Proses peleburan dan penjernihan kaca berlangsung cepat, tetapi ketika suhu turun, viskositas meningkat sangat cepat, sehingga menyulitkan pencetakan. Oleh karena itu, kandungan CaO dalam kaca, selain mempertimbangkan pengaruh CaO pada sifat kaca, juga harus mempertimbangkan metode pencetakan kaca dan faktor lainnya. Kaca dengan kandungan CaO tinggi harus segera dimasukkan ke dalam tungku anil, atau produk mudah pecah. Saat melebur kaca natrium-kalsium, lebih baik mendekati 21 dengan Na0Ca0. Bahan baku utama yang digunakan dalam pembuatan kaca guci adalah batu kapur, kalsit, dan kapur tulis. Batu kapur yang mengandung CaO 40,015% digunakan dalam produksi peralatan dan bahan putih. Batu kapur yang mengandung CaO kurang dari 0,04% digunakan dalam produksi kaca berwarna. Kandungan air batu kapur harus dikontrol kurang dari 1%. Ketika komposisi kaca membutuhkan kandungan oksida besi yang sangat ketat, oksida besi dapat digantikan oleh kalsit, yang jauh lebih murni daripada batu kapur, tetapi juga jauh lebih mahal.(6) Jumlah magnesium oksida (MgO) dalam komposisi kimia botol dan kaleng kaca umumnya kurang dari 2%. Ketika menggunakan sebagian MgO untuk menggantikan sebagian CaO, dapat meningkatkan viskositas ketika cairan kaca pada suhu tinggi, dapat memperlambat kecepatan pengerasan kaca, membuat masa pakainya lebih lama, meningkatkan sifat bentuk kaca dan mengurangi kecenderungan kristalisasinya, kalsium, magnesium, dan oksida logam alkali tanah valensi 2 dapat meningkatkan stabilitas kimia kaca, mencegah produk terkena jamur dalam lingkungan lembap untuk waktu yang lama. Fenomena. Umumnya, jumlah penggantian harus dikontrol di bawah 3%, sedangkan jumlah penggantian lebih dari 3% akan memengaruhi peleburan dan pembentukan kaca. Dahulu dianggap bahwa dolomit dan batu kapur partikel halus akan meleleh, tetapi dengan semakin mendalamnya penelitian tentang mekanisme kaca suhu tinggi Pada tahap batch, akan ditemukan partikel dolomit pengganggu yang teradsorpsi di sekitar partikel silika besar, mencegah pasir untuk berpartisipasi dalam reaksi, sementara partikel batu kapur yang lebih kasar pada awal reaksi silikat tidak dibasahi oleh fase primer, cairan primer dapat dengan lancar melewati celah antara dolomit butiran besar, batu kapur, dan pasir silika untuk membasahi sekitarnya, sehingga meningkatkan laju reaksi silikat lebih lanjut. Namun, pada tahap selanjutnya, gas yang dilepaskan oleh dekomposisi dan peleburan cepatnya bermanfaat untuk penjernihan dan homogenisasi cairan kaca. Ditemukan bahwa ketika ukuran partikel keduanya meningkat hingga 2,5 mm, sifat peleburan dan penjernihan kaca meningkat secara signifikan, dan ketika ukuran partikel lebih besar dari 3 mm, sifat peleburan dan penjernihan kaca menurun secara signifikan. Oleh karena itu, batas atas ukuran partikel dolomit dan batu kapur harus dikendalikan dalam kisaran tertentu. Saat ini, penggunaan dolomit dan batu kapur dengan butiran lebih besar merupakan tren. Dalam produksi aktual, ketika menghitung formula kaca, dolomit digunakan untuk memasukkan MgO, dan bagian CaO yang tidak mencukupi dilengkapi dengan batu kapur atau kalsit. Jika komposisi kaca tidak mengandung CaO, dolomit tidak dapat digunakan untuk menarik MgO dalam kaca, harus dipilih magnesium karbonat untuk menarik MgO. Persyaratan kualitas untuk dolomit adalah Mg0≥20%, Cao < 32%, Fe2O3 < 0,15%.(7) Pengenalan bahan baku barium oksida. Barium oksida (Bao) dalam peran kaca dan Cao serta Mgo pada dasarnya sama, tetapi kaca yang mengandung barium dan kaca yang mengandung Cao memiliki kilau yang baik, tingkat kepadatan yang besar. Umumnya dalam komposisi kaca botol warna, Bao mengandung 0,5% ~ 1% untuk meningkatkan kilau kaca. Bao dapat mempercepat peleburan, penjernihan, dan mencegah kristalisasi kaca, tetapi ketika dosisnya terlalu besar, karena terjadinya reaksi 2Ba0 1002 2Ba02, penjernihan kaca menjadi sulit, dan krusibel serta bahan tahan api mengalami erosi yang lebih besar. Barium sulfat alami (BaS04) dikenal sebagai barit, BaS04 mengandung fluktuasi dalam jumlah besar, dan kandungan pengotornya juga besar, hanya digunakan untuk kaca dengan persyaratan kualitas yang tidak tinggi. BaS04 industri terutama digunakan dalam Kaca buram fluorin dan kaca imitasi giok dalam kaca botol, membuat kaca menghasilkan efek buram yang relatif lemah. Namun, hal ini terjadi ketika digunakan terlalu banyak. Kaca tahan air, akan berdampak buruk pada bahan tahan api, wadah, cetakan, dan kualitas produk. Dalam produksi kaca botol dan kaleng, barium karbonat industri umumnya digunakan. Selain itu, bahan baku yang mengandung barium memiliki toksisitas tertentu, sehingga perlu diperhatikan perlindungannya selama proses pencampuran. Persyaratan kualitas untuk barium karbonat industri adalah Bac03 97%, Fe203 40,1%, dan tidak larut dalam asam 3%.
Waktu posting: 14 April 2020