Le varie sostanze utilizzate per preparare i complessi vetrosi sono collettivamente denominate materie prime del vetro. La materia prima principale si riferisce alla materia prima che introduce vari ossidi nel vetro per formare il corpo principale della struttura del vetro, che determina le proprietà fisiche e chimiche di base del vetro. Le materie prime principali sono sabbia di quarzo, feldspato, calcare, dolomite, carbonato di sodio e così via. Queste materie prime sono generalmente fornite in polvere al momento. (1) Materie prime di silice: la materia prima principale della silice è la sabbia silicea (nota anche come sabbia di quarzo), che può essere suddivisa in sabbia silicea naturale e sabbia silicea lavorata a seconda del suo stato presente in natura. A causa della complessità del suo processo di formazione, la composizione chimica della sabbia silicea naturale spesso fluttua notevolmente, ma la sua distribuzione granulometrica è relativamente uniforme. Per la qualità della sabbia silicea naturale, occorre prestare attenzione al controllo della composizione chimica, alla fluttuazione della composizione e al peso del minerale refrattario. La composizione chimica controlla principalmente il contenuto di Fez 03, ed è classificata e utilizzata in base alla sua qualità. La classificazione della qualità della sabbia silicea è elencata nella tabella 2-16.2) lavorazione della sabbia silicea La lavorazione della sabbia silicea è roccia di quarzo o arenaria minerale grezzo mediante un certo processo di lavorazione e produzione di materie prime silicee. Poiché la purezza del minerale di quarzite o arenaria è generalmente più elevata, il contenuto di impurità è minore e stabile, il grado di sabbia silicea prodotta dalla lavorazione è più elevato e stabile. Tuttavia, dal minerale di quarzite o arenaria alla sabbia silicea disponibile con una certa granulometria, è difficile controllare la granulometria, quindi il costo è elevato. La sabbia silicea viene generalmente lavorata con metodo umido, con un certo contenuto di umidità. La sabbia silicea è il materiale più difficile da fondere. La dimensione delle particelle, la distribuzione granulometrica e la forma delle particelle hanno effetti importanti sulla miscelazione, fusione e omogeneizzazione del composito. La diminuzione della dimensione delle particelle è vantaggiosa per la fusione del vetro, ma più fine è meglio. La polvere di sabbia silicea esisterà a causa dell'aggregazione, lo spazio granulare esiste in un un gran numero di microbolle causate dalla difficoltà di fusione, allo stesso tempo anche la presenza di polvere di sabbia silicea può causare prematuramente e lotto di materiale come sodio, calcio, magnesio nella reazione per generare densità di fusione primaria, viscosità, causando facilmente strato di materiale del forno nella gerarchia, causando altri materiali grezzi refrattari nel lotto. La forma dei granelli di sabbia è migliore con la forma angolare, perché la forma angolare della superficie è grande e le opportunità di contatto del flusso, nel processo di miscelazione, il trasporto non è facile stratificare. La sabbia silicea deve essere controllata e accettata nell'area di estrazione. Il contenuto di umidità della sabbia silicea deve essere controllato al di sotto dell'8% quando il minerale viene prodotto e al di sotto del 5% quando la sabbia viene caricata in officina. Il valore di fluttuazione dell'umidità è dello 0,4%. La tabella 2-17 mostra i requisiti di qualità delle materie prime silicee. (2) Il contenuto di A12 03 nel vetro per bottiglie ordinario è generalmente del 2,0% ~ 5,0%. Le bottiglie di vetro bianco di alta qualità dell'A12 03 sono composte principalmente da allumina e idrossido di alluminio per catturare, ma i requisiti di qualità inferiori del vetro per contenitori e del vetro colorato, possono anche scegliere di utilizzare feldspato di sodio, feldspato di potassio o feldspato di calcio per disegnare nell'uso del feldspato spettacolare A120 3 allo stesso tempo, le parti del feldspato Na2O3 o K2O possono sostituire parte della carbonato di sodio, è vantaggioso per il sistema di fusione del vetro. Tuttavia, il contenuto di ferro nel feldspato generale è più alto, Fe2O3 è inferiore allo 0,1% molto poco, quindi può essere utilizzato solo per il vetro per bottiglie e lattine generale e non può essere utilizzato per il vetro per bottiglie e lattine di qualità superiore. Il feldspato in base alla sua diversa composizione chimica può essere diviso in quattro tipi di feldspato di potassio, feldspato di sodio, feldspato di calcio, feldspato di bario. In natura, ci sono pochi depositi individuali dei quattro feldspati, la maggior parte dei quali è mescolata con altri minerali in proporzioni diverse. La tabella 2-18 elenca i requisiti di qualità per i materiali feldspatici. (3) Na2O, la materia prima dell'ossido di sodio, è un buon fondente per il vetro. Pertanto, il contenuto di Na2O nella composizione chimica delle bottiglie e delle lattine di vetro è strettamente correlato alle condizioni di fusione del vetro, che attualmente si trova per lo più nell'intervallo 14% ~ 16%. Il Na2O nel vetro delle bottiglie viene introdotto principalmente dal carbonato di sodio. Il carbonato di sodio è un tipo di materia prima chimica, il cui componente principale è Na2CO3. Il carbonato di sodio è diviso in soda cristallina (Na2CO3·10H2O) e soda calcinata (Na2CO3). La maggior parte del carbonato di sodio utilizzato nell'industria del vetro è carbonato di sodio calcinato senza acqua di cristallizzazione, prodotto con il metodo alcalino-ammoniaca. Il carbonato di sodio calcinato è una polvere bianca, facilmente solubile in acqua, ma tende ad assorbire umidità dall'aria, a deliquescere e ad agglomerarsi, pertanto deve essere conservato in un magazzino asciutto. Il carbonato di sodio è uno dei fattori più importanti che influenzano il costo del vetro. Per il vetro delle bottiglie è preferibile utilizzare alcali pesanti. Rispetto agli alcali leggeri, gli alcali pesanti presentano una maggiore fluidità, igroscopicità, minore tendenza alla dispersione e alla stratificazione, il che può migliorare l'uniformità e la velocità di fusione del composto. Tuttavia, particelle di carbonato di sodio troppo grandi non riescono a cooperare efficacemente con gli altri materiali refrattari presenti nel composto, favorendo uniformemente la fusione e compromettendo la qualità della fusione e la trasparenza del vetro. Pertanto, la granulometria ideale è compresa tra 0,22 e 0,42 mm. Il luogo in cui la soda caustica rimane a lungo, spesso contiene il 5% ~ 8% di acqua, quando si utilizza è necessario determinare tempestivamente l'umidità. La volatilizzazione della soda caustica durante la fusione del vetro è dello 0,5% ~ 3,2%. La soda caustica calcinata spesso contiene una piccola quantità di NaCl, poiché il Cl è molto attivo, l'erosione dei refrattari è molto grave. La quantità di soda caustica è elevata e l'accumulo di Cl nella soluzione vetrosa ha recentemente attirato l'attenzione dell'industria. (4) Il ruolo dell'ossido di potassio (K2O) nel vetro è simile a quello del Na2O. Nella produzione di vetro per bottiglie e lattine, una piccola quantità di K2O viene utilizzata per sostituire una piccola parte di Na2O, il che può aumentare l'indice di rifrazione del vetro e migliorare la lucentezza e la trasmittanza dei prodotti. La stabilità chimica di due ossidi alcalini nel vetro è migliore di quella di un singolo ossido alcalino. Nel rapporto tra i due, esiste un punto ottimale, fenomeno noto come effetto base mista. L'effetto del K2O sul coefficiente di dilatazione termica del vetro è maggiore di quello del Na2O. Pertanto, quando si sostituisce parte del Na2O con K2O, è necessario considerare l'influenza sul coefficiente di dilatazione termica del vetro. Il K2O nel vetro per bottiglie viene generalmente introdotto mediante calcinazione del carbonato di potassio. Quando il carbonato di potassio viene fuso nel vetro, la perdita volatile di K2O è circa il 12% della sua massa. I requisiti di qualità per il carbonato di potassio sono: K2CO3 inferiore al 96%, Na2O 40,2%, KCI + K2SO4 43,5%, insolubile in acqua < 0,3%, acqua -3%. Il prezzo della potassa è più alto del carbonato di sodio, perché questo, al di fuori del vetro per bottiglie e lattine con requisiti speciali, la maggior parte del vetro per bottiglie e lattine non usa potassa per estrarre direttamente l'ossido di potassio, prende invece l'ossido di potassio con feldspato. (5) introduzione della materia prima ossido di calcio L'ossido di calcio (Ca0) nel vetro ha il ruolo principale di stabilizzante, cioè aumenta la stabilità chimica e la resistenza meccanica del vetro, ma quando il contenuto è troppo alto, può far aumentare la tendenza alla cristallizzazione del vetro e renderlo fragile. Il contenuto di Ca0 nel vetro per bottiglie ordinario è 7% ~ 11%, generalmente non più del 12,5%. Il Ca0 ad alta temperatura può ridurre la La viscosità del vetro favorisce la fusione e la chiarificazione del vetro, ma quando la temperatura scende, la viscosità aumenta molto rapidamente, rendendo difficile lo stampaggio. Pertanto, oltre a considerare l'influenza del CaO sulle proprietà del vetro, è necessario considerare anche il metodo di stampaggio del vetro e altri fattori. Il vetro con un alto contenuto di CaO deve essere rapidamente inserito nel forno di ricottura, altrimenti il prodotto tende a rompersi. Quando si fonde il vetro sodio-calcio, è meglio avvicinarsi a 21 con NaOCaO. Le principali materie prime utilizzate nel vetro per vasi sono calcare, calcite e gesso. Il calcare contenente FeZ O3 al 40,015% viene utilizzato nella produzione di utensili e materiali bianchi. Il calcare contenente FeZ O3 inferiore allo 0,04% viene utilizzato nella produzione di vetro colorato. Il contenuto di acqua del calcare dovrebbe essere controllato inferiore all'1%. Quando la composizione del vetro richiede che il contenuto di ossido di ferro sia molto rigoroso, può essere sostituito dalla calcite, che è molto più pura del calcare, ma anche molto più costosa.(6) La quantità di ossido di magnesio (Mgo) nella composizione chimica delle bottiglie e lattine di vetro è generalmente inferiore al 2%. Quando si utilizza Mgo parziale per sostituire Cao parziale, si può aumentare la viscosità quando il liquido vetroso è ad alta temperatura, si può far sì che la velocità di indurimento del vetro diventi lenta, rendendo il processo di fusione più lungo, migliorando le proprietà di forma del vetro e riducendo la sua tendenza alla cristallizzazione. Calcio, magnesio e ossido di metallo alcalino terroso a 2 valenze possono migliorare la stabilità chimica del vetro, impedendo al prodotto di cadere in un ambiente umido per lungo tempo. Fenomeno della muffa. Generalmente, la quantità di sostituzione dovrebbe essere controllata al di sotto del 3%, mentre la quantità di sostituzione è maggiore del 3%, il che influenzerà la fusione e la formazione del vetro. Si pensava che la dolomite e il calcare fossero particelle fini da fondere, ma con il Approfondendo la ricerca sul meccanismo della reazione di vetro ad alta temperatura, si è scoperto che le particelle di dolomite interposte si adsorbono attorno alle particelle di silice più grandi, impedendo alla sabbia di partecipare alla reazione. Mentre le particelle di calcare più grossolane all'inizio della reazione di silicato non vengono bagnate dalla fase primaria, il liquido primario può passare agevolmente attraverso gli spazi tra i grani più grandi di dolomite, calcare e sabbia silicea, bagnando la zona circostante e aumentando ulteriormente la velocità di reazione di silicato. Tuttavia, nella fase successiva, i gas rilasciati dalla loro rapida decomposizione e fusione favoriscono la chiarificazione e l'omogeneizzazione del liquido vetroso. Si è constatato che quando le dimensioni delle particelle dei due materiali aumentano fino a 2,5 mm, le proprietà di fusione e chiarificazione del vetro migliorano significativamente, mentre quando la dimensione delle particelle è superiore a 3 mm, le proprietà di fusione e chiarificazione del vetro si riducono significativamente. Pertanto, il limite superiore delle particelle di dolomite e calcare dovrebbe essere controllato entro un certo intervallo. Attualmente, l'uso di dolomite e calcare a grana più grossa è una tendenza. Nella produzione effettiva, nel calcolo della formula del vetro, la dolomite viene utilizzata per introdurre MgO, e la parte insufficiente di CaO viene integrata con calcare o calcite. Se la composizione del vetro non contiene CaO, la dolomite non può essere utilizzata per attrarre MgO nel vetro, ma si dovrebbe scegliere il carbonato di magnesio per attrarre MgO. I requisiti di qualità per la dolomite sono Mg0≥20%, Cao < 32%, Fe2O3 < 0,15%.(7) introduzione della materia prima ossido di bario ossido di bario (Bao) nel ruolo del vetro e Cao e Mgo sono sostanzialmente gli stessi, ma il vetro contenente bario e vetro contenente Cao, buona lucentezza, denso 'grado è grande, generalmente nella composizione del vetro per bottiglie colorate dello 0,5% ~ 1% Bao per migliorare la lucentezza del vetro. Il Bao può accelerare la fusione, la chiarificazione e prevenire la cristallizzazione del vetro, ma quando il dosaggio è troppo elevato, a causa del verificarsi della reazione 2Ba0 1002 2Ba02, la chiarificazione del vetro è difficile e il crogiolo e i materiali refrattari hanno una maggiore erosione. Il solfato di bario naturale (BaSO4) noto come barite, BaSO4 contiene una grande quantità di fluttuazioni e anche il contenuto di impurità è elevato, utilizzato solo per i requisiti di qualità del vetro sono Non è elevato. Il BaSO4 industriale è utilizzato principalmente nel vetro opaco al fluoro e nel vetro imitazione giada per bottiglie, conferendo al vetro un effetto opacità relativamente debole. Tuttavia, un uso eccessivo può causare una serie di effetti negativi sui materiali refrattari, sui crogioli, sugli stampi e sulla qualità del prodotto. Nella produzione di vetro per bottiglie e lattine, il BaSO4 viene generalmente introdotto tramite carbonato di bario industriale. Inoltre, poiché le materie prime contenenti bario presentano una certa tossicità, è necessario prestare attenzione alla protezione durante le operazioni di dosaggio. I requisiti di qualità per il carbonato di bario industriale sono BaCO3 97%, Fe2O3 40,1% e insolubile in acido 3%.
Data di pubblicazione: 14 aprile 2020