החומר העיקרי של בקבוקי זכוכית וצנצנות - ספק אלומיניום הידרוקסיד

החומרים השונים המשמשים להכנת קומפלקסים של זכוכית מכונים יחד חומרי גלם לזכוכית. חומר הגלם העיקרי מתייחס לחומר הגלם שמכניס תחמוצות שונות לזכוכית ליצירת הגוף העיקרי של מבנה הזכוכית, הקובע את התכונות הפיזיקליות והכימיות הבסיסיות של הזכוכית. חומרי הגלם העיקריים הם חול קוורץ, פלדספאר, אבן גיר, דולומיט, אפר סודה וכן הלאה. חומרי גלם אלה מסופקים בדרך כלל באבקה כיום. (1) חומרי גלם של סיליקה חומרי הגלם העיקריים של סיליקה הם חול סיליקה (המכונה גם חול קוורץ), אשר ניתן לחלק לחול סיליקה טבעי וחול סיליקה מעובד בהתאם למצבו הקיים בטבע. בשל מורכבות תהליך היווצרותו, ההרכב הכימי של חול סיליקה טבעי משתנה לעתים קרובות מאוד, אך פיזור גודל החלקיקים שלו אחיד יחסית. לאיכות חול הסיליקה הטבעי, יש לשים לב לשליטה בהרכב הכימי, בתנודות בהרכב ובמשקל המינרל עקשן. ההרכב הכימי שולט בעיקר בתכולת ה-Fez 03, והוא מדורג ומשמש בהתאם לאיכותו. דירוג האיכות של חול סיליקה מופיע בטבלה 2-16.2) עיבוד חול סיליקה עיבוד חול סיליקה הוא סלע קוורץ או עפרת אבן חול גולמית בתהליך מסוים של עיבוד וייצור חומרי גלם צורניים. מכיוון שטוהר הקוורציט או עפרת אבן חול בדרך כלל גבוה יותר, תכולת הטומאה נמוכה ויציבה יותר, דרגת חול הסיליקה המיוצרת על ידי עיבוד גבוהה ויציבה יותר. עם זאת, מקוורציט או עפרת אבן חול ועד חול סיליקה זמין עם גודל גרגירים מסוים, קשה לשלוט בגודל הגרגירים, ולכן העלות גבוהה. חול סיליקה מעובד בדרך כלל בשיטה רטובה, עם תכולת לחות מסוימת. חול סיליקה הוא החומר הקשה ביותר להיתוך. לגודל החלקיקים, לפיזור גודל החלקיקים ולצורת החלקיקים יש השפעות חשובות על ערבוב, התכה והומוגניזציה של חומר מרוכב. הקטנת גודל החלקיקים מועילה להיתוך זכוכית, אך ככל שהיא עדינה יותר, כך ייטב. אבקת חול סיליקה תתקיים בגלל צביר, פער גרגירים קיים במספר רב של בועות מיקרו הנגרמות על ידי קושי ההיתוך, במקביל, נוכחות אבקת חול סיליקה יכולה להיות מוקדמת, וחומרים כמו נתרן, סידן ומגנזיום בתגובה ליצירת צפיפות התכה ראשונית וצמיגות, מה שגורם בקלות לשכבת חומר התנור בהיררכיה, מה שגורם לחומרי גלם עקשן אחרים במנה. צורת גרגירי החול טובה יותר עם צורה זוויתית, מכיוון שצורת הפנים הזוויתית גדולה, והזדמנויות המגע עם השטף, ובתהליך הערבוב וההובלה אינן קלות לשכבה. יש לבדוק ולקבל את חול הסיליקה באזור הכרייה. יש לשלוט בתכולת הלחות של חול הסיליקה מתחת ל-8% בעת ייצור העפרה, ומתחת ל-5% בעת טעינת החול בסדנה. ערך תנודת הלחות הוא 0.4%. טבלה 2-17 מציגה את דרישות האיכות של חומרי גלם צורניים. (2) תכולת ה-A12 03 בזכוכית בקבוקים רגילה היא בדרך כלל 2.0% ~ 5.0%. בקבוקי זכוכית בעלי חומר לבן גבוה של A12 03 מורכבים בעיקר מאלומינה ואלומיניום הידרוקסיד ללכידה, אך דרישות האיכות נמוכות יותר מזכוכית מיכל וזכוכית צבעונית. ניתן גם לבחור להשתמש בפלדספר נתרן, פלדספר אשלגן או פלדספר סידן כדי למשוך. השימוש בפלדספר מרהיב A120 3 בו זמנית, חלקי הפלדספר Naz O או K2 0 יכולים להחליף חלק מאפר הסודה, וזה יתרון למערכת התכת זכוכית. עם זאת, תכולת הברזל בפלדספר הכללי גבוהה יותר, Fe2 03 הוא פחות מ-0.1%, ולכן ניתן להשתמש בו רק לזכוכית בקבוקים ופחיות כלליות, ולא ניתן להשתמש בו לזכוכית בקבוקים ופחיות באיכות גבוהה יותר. ניתן לחלק את הפלדספר לארבעה סוגים לפי הרכבו הכימי השונה. של פלדספר אשלגן, פלדספר נתרן, פלדספר סידן, פלדספר בריום. בטבע, ישנם מעט משקעים בודדים של ארבעת פלדספרות השדה, שרובן מעורבבות עם מינרלים אחרים בפרופורציות שונות. טבלה 2-18 מפרטת את דרישות האיכות לחומרי פלדספר. (3) Na20, חומר הגלם של תחמוצת נתרן, הוא שטף טוב לזכוכית. לכן, תכולת ה-Na20 בהרכב הכימי של בקבוקי זכוכית ופחיות קשורה קשר הדוק לתנאי ההיתוך של הזכוכית, הנמצאים כיום בטווח של 14% ~ 16%. Na20 בזכוכית בקבוקים מוכנס בעיקר מאפר סודה. אפר סודה הוא סוג של חומר גלם כימי, המרכיב העיקרי שלו הוא Naz C03. אפר סודה מחולק לסודה גבישית (Na2C03·10H20) וסודה קלויה (Naz C03). רוב אפר הסודה המשמש בתעשיית הזכוכית הוא סודה קלויה ללא מים גבישיים המיוצרת בשיטת אמוניה אלקלית. אפר סודה קלויה הוא אבקה לבנה, מסיסה בקלות במים, סופגת בקלות מים מהאוויר ומתמוססת, מתעבה, ויש לאחסן אותה במחסן יבש. אפר סודה הוא אחד הגורמים החשובים ביותר המשפיעים על עלות הזכוכית. יש להעדיף בסיס כבד עבור זכוכית בקבוקים. בהשוואה לאסלקי קל, לאסלקי כבד יש רפיון טוב, היגרוסקופיות, נטייה פחותה לעוף ולהצטברות בשכבות, מה שיכול לשפר את האחידות ומהירות ההיתוך של התרכובת. אך חלקיקי אפר סודה עבים מדי אינם יכולים לשתף פעולה ביעילות עם חומרים עקשן אחרים בחומר ולעזור לאפקט ההיתוך באופן שווה, מה שיגרום לאי אחידות עם התערובת של החומר עצמו, וישפיע על איכות ההיתוך וההבהרה של הזכוכית, לכן טווח גודל החלקיקים המתאים הוא 0.22 ~ 0.42 מ"מ. אפר סודה נמצא זמן רב, המכיל לרוב 5% ~ 8% מים, ולכן יש לבדוק את רמת הלחות בזמן. נדיפות אפר הסודה במהלך התכת זכוכית היא 0.5% ~ 3.2%. אפר סודה שרוף מכיל לרוב כמות קטנה של NaCl, מכיוון שכלור פעיל מאוד, השחיקה של חומר עקשן היא חמורה מאוד. כמות אפר הסודה גדולה, והצטברות הכלור בתמיסת הזכוכית משכה לאחרונה את תשומת הלב של התעשייה. (4) תפקידו של תחמוצת אשלגן (K20) בזכוכית דומה לזה של Na20. בייצור זכוכית לבקבוקים ופחיות, כמות קטנה של K20 משמשת להחליף חלק קטן של Na20, מה שיכול להגדיל את מקדם השבירה של הזכוכית ולשפר את הברק וההעברה של המוצרים. היציבות הכימית של שתי תחמוצות אלקליות בזכוכית טובה יותר מזו של תחמוצת אלקלית אחת. ביחס בין השניים, יש נקודה אופטימלית, התופעה היא. אפקט בסיס מעורב. ההשפעה של K20 על מקדם ההתפשטות התרמית של זכוכית גדולה מזו של Na20. לכן, כאשר מחליפים חלק מ-Na20 ב-K20, יש לקחת בחשבון את ההשפעה על מקדם ההתפשטות התרמית של זכוכית. K20 בזכוכית בקבוקים מוצג בדרך כלל על ידי קליעת אשלגן פחמתי. כאשר אשלגן פחמתי מותך בזכוכית, אובדן ה-K20 כנדיף הוא כ-12% מהמסה שלו. דרישות האיכות לאשלגן פחמתי הן: K2C03 פחות מ-96%, na2040.2%, KCI+K2S04 43.5%, בלתי מסיס במים <0.3%, מים -3%. מחיר האשלג גבוה יותר מאפר סודה, מכיוון שלפני הזכוכית יש דרישות מיוחדות, רוב הזכוכיות מבקבוקים ופחיות לא משתמשות באשלג כדי לשאוב תחמוצת אשלגן ישירות, אלא לוקחות תחמוצת אשלגן עם פלדספאר. (5) הכנסת חומר הגלם של תחמוצת סידן תחמוצת סידן (Ca0) לזכוכית היא התפקיד העיקרי של מייצב, כלומר, להגביר את היציבות הכימית והחוזק המכני של הזכוכית, אך כאשר התכולה גבוהה מדי, זה יכול לגרום להתגבשות הזכוכית לנטייה לעלות, ולהפוך את הזכוכית לשבירה בקלות. תכולת CaO בזכוכית בקבוקים רגילים היא 7% ~ 11%, בדרך כלל לא יותר מ-12.5%. CaO בטמפרטורה גבוהה יכול להפחית את צמיגות הזכוכית, לקדם את ההיתוך וההבהרה. של הזכוכית אך כאשר הטמפרטורה יורדת, הצמיגות עולה במהירות רבה, מה שמקשה על היציקה. לכן, בנוסף להשפעת הקאו על תכונות הזכוכית, יש לקחת בחשבון גם את שיטת יציקת הזכוכית וגורמים נוספים. זכוכית בעלת צורת קאו גבוהה צריכה להיכנס במהירות לתנור חישול, אחרת המוצר יתפוצץ בקלות. בעת התכת זכוכית נתרן-סידן, עדיף להתקרב ל-21 עם Na0Ca0. חומרי הגלם העיקריים המשמשים לייצור זכוכית בצנצנות הם אבן גיר, קלציט וגיר. אבן גיר המכילה 40.015% Fez 03 משמשת לייצור כלי אוכל וחומרים לבנים. אבן גיר המכילה 40.015% Fez 03 משמשת לייצור זכוכית צבעונית. יש לשלוט בתכולת המים של אבן גיר לפחות מ-1%. כאשר הרכב הזכוכית דורש תכולת תחמוצת ברזל קפדנית מאוד, ניתן להחליף אותה בקלציט, שהוא טהור בהרבה מאבן גיר, אך גם יקר בהרבה. (6) כמות תחמוצת המגנזיום (Mgo) בהרכב הכימי של בקבוקי זכוכית ופחיות היא בדרך כלל פחות מ-2%. בעת שימוש ב-Mgo חלקי כדי להחליף Cao חלקי, ניתן להגביר את הצמיגות כאשר נוזל הזגוגית נמצא בטמפרטורה גבוהה, להאט את מהירות התקשות הזגוגית, מה שגורם למין להתארך, לשפר את תכונות צורת הזגוגית ולהפחית את נטייתה להתגבשות. סידן, מגנזיום ותחמוצת מתכות אלקליות אדמה בעלות 2 ערכיות יכולים לשפר את היציבות הכימית של הזגוגית, למנוע מהמוצר ליפול בסביבה לחה למשך זמן רב. תופעת עובש. באופן כללי, יש לשלוט בכמות ההחלפה מתחת ל-3%, בעוד שכמות ההחלפה גדולה מ-3%, דבר שישפיע על התכת ויצירת הזכוכית. נהוג לחשוב שדולומיט ואבן גיר נמסים כחלקיקים עדינים, אך עם העמקת המחקר על המנגנון... של אצוות זכוכית בטמפרטורה גבוהה, תגלה ספיחה של חלקיקי דולומיט סביב חלקיקי הסיליקה הגדולים, תמנע מחול להשתתף בתגובה. בעוד שחלקיקי גיר גסים יותר בתחילת תגובת הסיליקט אינם נרטבים על ידי הפאזה הראשונית, הנוזל הראשוני יכול לעבור בצורה חלקה דרך הפערים בין הדולומיט הגדול, אבן הגיר וחול הסיליקה להרטבה סביבם, מה שמגדיל עוד יותר את קצב תגובת הסיליקט. עם זאת, בשלב מאוחר יותר, הגזים הנפלטים כתוצאה מהפירוק וההיתוך המהיר שלהם תורמים להבהרה ולהומוגניזציה של נוזל הזכוכית. נמצא שכאשר גודל החלקיקים של השניים עולה ל-2.5 מ"מ, תכונות ההיתוך וההבהרה של הזכוכית משתפרות משמעותית, וכאשר גודל החלקיקים גדול מ-3 מ"מ, תכונות ההיתוך וההבהרה של הזכוכית מופחתות משמעותית. לכן, יש לשלוט בגבול העליון של חלקיקי דולומיט ואבן גיר בטווח מסוים. כיום, השימוש בדולומיט בעלי גרגרים גדולים יותר ואבן גיר הוא טרנד. בייצור בפועל, בעת חישוב נוסחת הזכוכית, משתמשים בדולומיט כדי להכניס Mgo, ולחלק הלא מספיק של Cao משלימים אבן גיר או קלציט. אם הרכב הזכוכית אינו מכיל Cao, לא ניתן להשתמש בדולומיט כדי למשוך Mgo לזכוכית, יש לבחור מגנזיום פחמתי כדי למשוך Mg0. דרישות האיכות לדולומיט הן Mg0≥20%, Cao < 32%, Fe2O3 < 0.15%. (7) הכנסת חומר הגלם של תחמוצת בריום לתפקיד זכוכית, Cao ו-Mgo זהים בעיקרון, אך זכוכית המכילה בריום וזכוכית המכילה Cao, בעלת ברק טוב וצפיפות גבוהה, בדרך כלל בהרכב זכוכית צבעונית של 0.5% ~ 1% Bao על מנת לשפר את הברק של הזכוכית. Bao יכול להאיץ את ההיתוך, הבהרת הזכוכית ומניעת התגבשות, אך כאשר המינון גדול מדי, עקב התרחשות תגובת 2Ba0 1002 2Ba02, הבהרת הזכוכית קשה, וחומרי כור ההיתוך והחסיני אש סובלים מסחיפה גדולה יותר. בריום סולפט טבעי (BaS04), המכונה בריט, BaS04 מכיל כמות גדולה של תנודות, ותכולת הטומאה גם גדולה, ומשמש רק בגלל דרישות איכות הזכוכית שאינן גבוהות. BaS04 תעשייתי משמש בעיקר בפלואור. זכוכית אטומה וזכוכית ירקן חיקוי נמצאים בבקבוקים, מה שגורם לזכוכית לייצר אפקט אטימות חלש יחסית. אבל זה קורה כשמשתמשים ביותר מדי. כוס מים, לחומרים עקשן, כור היתוך, יציקה ואיכות המוצר, יש שורה של תופעות לוואי שליליות. ייצור זכוכית בבקבוקים ופחיות, באו מוצג בדרך כלל על ידי בריום פחמתי תעשייתי. בנוסף, לחומרי גלם המכילים בריום יש רעילות מסוימת, ובמהלך פעולת האצווה יש לשים לב להגנה. דרישות האיכות לבריום פחמתי תעשייתי הן Bac03 97%, Fe2 03 40.1% ו-3% בלתי מסיס בחומצה.