काचेचे कॉम्प्लेक्स तयार करण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या विविध पदार्थांना एकत्रितपणे काचेचा कच्चा माल म्हटले जाते. मुख्य कच्चा माल म्हणजे असा कच्चा माल जो काचेमध्ये विविध ऑक्साईड्स टाकून काचेच्या संरचनेचा मुख्य भाग तयार करतो, जो काचेचे मूलभूत भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म निश्चित करतो. मुख्य कच्च्या मालामध्ये क्वार्ट्ज वाळू, फेल्डस्पार, चुनखडी, डोलोमाइट, सोडा ॲश इत्यादींचा समावेश होतो. हा कच्चा माल सध्या सामान्यतः पावडरच्या स्वरूपात पुरवला जातो. (1) सिलिकाचा कच्चा माल: सिलिकाचा मुख्य कच्चा माल म्हणजे सिलिका वाळू (ज्याला क्वार्ट्ज वाळू असेही म्हणतात), जी निसर्गातील तिच्या अस्तित्वाच्या स्थितीनुसार नैसर्गिक सिलिका वाळू आणि प्रक्रिया केलेली सिलिका वाळूमध्ये विभागली जाऊ शकते. तिच्या निर्मिती प्रक्रियेच्या गुंतागुंतीमुळे, नैसर्गिक सिलिका वाळूच्या रासायनिक रचनेत अनेकदा मोठ्या प्रमाणात चढ-उतार होतो, परंतु तिच्या कणांच्या आकाराचे वितरण तुलनेने एकसमान असते. नैसर्गिक सिलिका वाळूच्या गुणवत्तेसाठी, रासायनिक रचना, रचनेतील चढ-उतार आणि रिफ्रॅक्टरी वेट खनिजांवर नियंत्रण ठेवण्याकडे लक्ष दिले पाहिजे. रासायनिक रचनेद्वारे प्रामुख्याने फेझ ०३ (Fez 03) चे प्रमाण नियंत्रित केले जाते आणि त्याच्या गुणवत्तेनुसार त्याचे वर्गीकरण करून वापर केला जातो. सिलिका वाळूचे गुणवत्ता वर्गीकरण तक्ता २-१६ मध्ये दिले आहे. २) सिलिका वाळूची प्रक्रिया म्हणजे क्वार्टझ खडक किंवा वाळूच्या खडकाच्या कच्च्या धातूवर एका विशिष्ट प्रक्रियेद्वारे प्रक्रिया करून सिलिकायुक्त कच्च्या मालाचे उत्पादन करणे. क्वार्टझाइट किंवा वाळूच्या खडकाच्या धातूची शुद्धता सामान्यतः जास्त असल्यामुळे, अशुद्धतेचे प्रमाण कमी आणि स्थिर असते, त्यामुळे प्रक्रियेद्वारे उत्पादित सिलिका वाळूचा दर्जा उच्च आणि स्थिर असतो. तथापि, क्वार्टझाइट किंवा वाळूच्या खडकाच्या धातूपासून एका विशिष्ट कणांच्या आकाराची सिलिका वाळू उपलब्ध करताना, कणांच्या आकारावर नियंत्रण ठेवणे कठीण असते, त्यामुळे खर्च जास्त असतो. सिलिका वाळूवर सामान्यतः ओल्या पद्धतीने प्रक्रिया केली जाते, ज्यात विशिष्ट प्रमाणात ओलावा असतो. सिलिका वाळू हा वितळण्यास सर्वात कठीण पदार्थ आहे. कणांचा आकार, कणांच्या आकाराचे वितरण आणि कणांचा आकार यांचा मिश्रण, वितळणे आणि मिश्रणाचे एकजीव होण्यावर महत्त्वाचा परिणाम होतो. कणांचा आकार कमी होणे हे वाळू वितळण्यासाठी फायदेशीर असते, परंतु कण जितके बारीक असतील तितके चांगले. सिलिका वाळूच्या भुकटीमध्ये गुच्छ आणि कणांमधील पोकळी निर्माण होते. वितळण्याच्या प्रक्रियेतील अडचणींमुळे मोठ्या संख्येने सूक्ष्म बुडबुडे तयार होतात, त्याच वेळी सिलिका वाळूच्या पावडरच्या उपस्थितीमुळे सोडियम, कॅल्शियम, मॅग्नेशियम यांसारख्या पदार्थांच्या मिश्रणात अभिक्रिया होऊन प्राथमिक वितळलेल्या पदार्थाची घनता आणि चिकटपणा वाढतो, ज्यामुळे भट्टीतील पदार्थांच्या थरांमध्ये स्तर तयार होण्याची शक्यता असते, आणि मिश्रणातील इतर अग्निरोधक कच्च्या मालावर परिणाम होतो. वाळूच्या कणांचा कोनीय आकार अधिक चांगला असतो, कारण कोनीय आकारामुळे पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ मोठे असते आणि फ्लक्सच्या संपर्काची संधी वाढते, ज्यामुळे मिश्रण आणि वाहतुकीच्या प्रक्रियेत थर तयार होण्याची शक्यता कमी होते. खाण क्षेत्रात सिलिका वाळूची तपासणी करूनच ती स्वीकारली पाहिजे. जेव्हा धातूचे उत्पादन होते तेव्हा सिलिका वाळूतील आर्द्रतेचे प्रमाण ८% पेक्षा कमी आणि कार्यशाळेत वाळू भरताना ५% पेक्षा कमी नियंत्रित केले पाहिजे. आर्द्रतेतील चढउताराचे मूल्य ०.४% आहे. तक्ता २-१७ सिलिकॉनयुक्त कच्च्या मालाच्या गुणवत्तेच्या आवश्यकता दर्शवतो. (२) सामान्य बाटलीच्या काचेमध्ये A12 03 चे प्रमाण साधारणपणे २.०% ~ ५.०% असते. उच्च पांढऱ्या रंगाच्या A12 03 काचेच्या बाटल्या प्रामुख्याने ॲल्युमिना आणि ॲल्युमिनियम हायड्रॉक्साईडपासून बनवलेल्या असतात, परंतु कंटेनर ग्लास आणि कलर ग्लासच्या कमी गुणवत्तेच्या आवश्यकतांसाठी, सोडियम फेल्डस्पार, पोटॅशियम फेल्डस्पार किंवा कॅल्शियम फेल्डस्पार वापरण्याचा पर्याय देखील निवडला जाऊ शकतो. त्याच वेळी, फेल्डस्पार Na2 0 किंवा K2 0 चे काही भाग सोडा ॲशची जागा घेऊ शकतात, जे ग्लास मेल्टिंग सिस्टमसाठी फायदेशीर आहे. तथापि, सामान्य फेल्डस्पारमध्ये लोहाचे प्रमाण जास्त असते, Fe2 03 चे प्रमाण ०.१% पेक्षा कमी असणे खूप दुर्मिळ आहे, म्हणून ते फक्त सामान्य बाटली आणि कॅनच्या काचेसाठी वापरले जाऊ शकते आणि उच्च दर्जाच्या बाटली आणि कॅनच्या काचेसाठी वापरले जाऊ शकत नाही. फेल्डस्पार त्याच्या वेगवेगळ्या गुणधर्मांनुसार रासायनिक रचनेनुसार पोटॅशियम फेल्डस्पार, सोडियम फेल्डस्पार, कॅल्शियम फेल्डस्पार, बेरियम फेल्डस्पार या चार प्रकारांमध्ये विभागणी करता येते. निसर्गात, या चार फेल्डस्पारचे स्वतंत्र साठे फार कमी आढळतात, त्यापैकी बहुतेक इतर खनिजांसोबत वेगवेगळ्या प्रमाणात मिसळलेले असतात. तक्ता २-१८ मध्ये फेल्डस्पार सामग्रीसाठी आवश्यक असलेल्या गुणवत्तेच्या आवश्यकता दिलेल्या आहेत. (३) Na2O, जो सोडियम ऑक्साईडचा कच्चा माल आहे, तो काचेसाठी एक चांगला फ्लक्स आहे. त्यामुळे, काचेच्या बाटल्या आणि डब्यांच्या रासायनिक रचनेतील Na2O चे प्रमाण काचेच्या वितळण्याच्या स्थितीशी जवळून संबंधित आहे, जे सध्या बहुतेक १४% ते १६% च्या दरम्यान असते. बाटलीच्या काचेमध्ये Na2O प्रामुख्याने सोडा ॲशद्वारे आणले जाते. सोडा ॲश हा एक प्रकारचा रासायनिक कच्चा माल आहे, ज्याचा मुख्य घटक Na2CO3 आहे. सोडा ॲशचे क्रिस्टल सोडा (Na2CO3·10H2O) आणि कॅल्साइन्ड सोडा (Na2CO3) असे विभाजन केले जाते. काच उद्योगात वापरली जाणारी बहुतेक सोडा ॲश ही अमोनिया अल्कली पद्धतीने बनवलेली, स्फटिकजलविरहित भाजलेली सोडा ॲश असते. भाजलेली सोडा ॲश ही एक पांढरी पावडर असून ती पाण्यात सहज विरघळते, हवेतील पाणी सहज शोषून घेते आणि तिचे द्रवीभवन होते, त्यामुळे ती गोठते. म्हणून ती कोरड्या गोदामात साठवणे आवश्यक असते. काचेच्या खर्चावर परिणाम करणाऱ्या सर्वात महत्त्वाच्या घटकांपैकी सोडा ॲश एक आहे. बाटलीच्या काचेसाठी जड अल्कलीला प्राधान्य दिले पाहिजे. हलक्या अल्कलीच्या तुलनेत, जड अल्कलीमध्ये चांगला मोकळेपणा, आर्द्रताशोषकता असते आणि ती कमी उडून जाण्याची व थर तयार होण्याची प्रवृत्ती दर्शवते, ज्यामुळे मिश्रणाची एकसमानता आणि वितळण्याचा वेग सुधारतो. परंतु, खूप जाड सोडा ॲशचे कण इतर उष्णतारोधक पदार्थांसोबत प्रभावीपणे सहकार्य करून पदार्थाला एकसमानपणे वितळण्यास मदत करू शकत नाहीत, ज्यामुळे मिश्रणातच असमानता निर्माण होते आणि काच वितळण्याच्या व स्वच्छ होण्याच्या गुणवत्तेवर परिणाम होतो. म्हणूनच, कणांचा योग्य आकार ०.२२ ते ०.४२ मिमी असतो. सोडा ॲशच्या दीर्घकाळ टिकणाऱ्या वापरामध्ये अनेकदा ५% ते ८% पाणी असते, त्यामुळे वापरादरम्यान आर्द्रतेचे वेळेवर निर्धारण केले पाहिजे. काच वितळण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान सोडा ॲशचे बाष्पीभवन ०.५% ते ३.२% असते. कॅल्साइन केलेल्या सोडा ॲशमध्ये अनेकदा कमी प्रमाणात NaCl असते, कारण Cl खूप सक्रिय असल्यामुळे, रिफ्रॅक्टरीची झीज खूप गंभीर असते. सोडा ॲशचे प्रमाण जास्त असल्यामुळे आणि काचेच्या द्रावणात Cl च्या संचयनाने अलीकडे उद्योगाचे लक्ष वेधून घेतले आहे. (4) काचेमध्ये पोटॅशियम ऑक्साईड (K2O) ची भूमिका Na2O सारखीच असते. बाटली आणि कॅनच्या काचेच्या उत्पादनात, Na2O च्या थोड्या भागाऐवजी K2O चा अल्प प्रमाणात वापर केला जातो, ज्यामुळे काचेचा अपवर्तनांक वाढतो आणि उत्पादनांची चमक व पारगम्यता सुधारते. काचेमधील दोन अल्कली ऑक्साईडची रासायनिक स्थिरता ही एकाच अल्कली ऑक्साईडपेक्षा चांगली असते. या दोन्हींच्या गुणोत्तरामध्ये एक इष्टतम बिंदू असतो, ज्याला मिश्र क्षार प्रभाव म्हणतात. काचेच्या औष्णिक प्रसरण गुणांकावर K2O चा प्रभाव Na2O पेक्षा जास्त असतो. त्यामुळे, Na2O च्या काही भागाऐवजी K2O वापरताना, काचेच्या औष्णिक प्रसरण गुणांकावरील प्रभावाचा विचार केला पाहिजे. बाटलीच्या काचेमध्ये K2O सामान्यतः पोटॅशियम कार्बोनेटला भाजून (calcining) समाविष्ट केले जाते. जेव्हा पोटॅशियम कार्बोनेट काचेमध्ये वितळवले जाते, तेव्हा K2O चे बाष्पीभवन होऊन होणारे नुकसान त्याच्या स्वतःच्या वस्तुमानाच्या सुमारे 12% असते. पोटॅशियम कार्बोनेटसाठी गुणवत्तेच्या आवश्यकता खालीलप्रमाणे आहेत: K2CO3 96% पेक्षा कमी, Na2O 40.2%, KCI+K2SO4 43.5%, पाण्यात अविद्राव्य < 0.3%, पाणी -3%. पोटॅशची किंमत सोडा अॅशपेक्षा जास्त असते, यामुळे, बाटली आणि कॅनच्या काचेव्यतिरिक्त इतर काचेसाठी विशेष आवश्यकता असतात, बहुतेक बाटल्या आणि कॅनच्या काचेमध्ये पोटॅशियम ऑक्साईड थेट काढण्यासाठी पोटॅशचा वापर केला जात नाही, त्याऐवजी फेल्डस्पारसह पोटॅशियम ऑक्साईड घेतला जातो. (5) कॅल्शियम ऑक्साईड कच्च्या मालाची ओळख: काचेमध्ये कॅल्शियम ऑक्साईड (CaO) ची मुख्य भूमिका स्थिरीकरण (stabilizer) म्हणून असते, म्हणजेच, ते काचेची रासायनिक स्थिरता आणि यांत्रिक शक्ती वाढवते, परंतु जेव्हा त्याचे प्रमाण खूप जास्त असते, तेव्हा काचेमध्ये स्फटिकीकरणाची प्रवृत्ती वाढू शकते आणि काच ठिसूळ होऊ शकते. सामान्य बाटलीच्या काचेमध्ये CaO चे प्रमाण 7% ~ 11% असते, साधारणपणे 12.5% पेक्षा जास्त नसते. उच्च तापमानात CaO काचेची चिकटपणा कमी करू शकते, काचेचे वितळणे आणि स्पष्टीकरण वाढवू शकते, परंतु जेव्हा तापमान कमी होते, तेव्हा चिकटपणा खूप वेगाने वाढतो, ज्यामुळे मोल्डिंग करणे कठीण होते. म्हणून, काचेमध्ये CaO चे प्रमाण किती असावे, याचा विचार करताना, काचेच्या गुणधर्मांवर CaO च्या प्रभावाचा विचार करण्याव्यतिरिक्त, काच मोल्डिंग पद्धत आणि इतर घटकांचा देखील विचार केला पाहिजे. उच्च CaO असलेली काच लवकरात लवकर ॲनीलिंग फर्नेसमध्ये टाकली पाहिजे, अन्यथा उत्पादन फुटण्याची शक्यता असते. सोडियम-कॅल्शियम काच वितळवताना, NaOCaO चे प्रमाण २१% च्या जवळपास असणे चांगले. जार ग्लासमध्ये वापरले जाणारे मुख्य कच्चा माल म्हणजे चुनखडी, कॅल्साइट आणि खडू. ४०.०१५% Fez 03 असलेली चुनखडी भांडी आणि पांढऱ्या वस्तूंच्या उत्पादनात वापरली जाते. ०.०४% पेक्षा कमी Fez 03 असलेली चुनखडी रंगीत काचेच्या उत्पादनात वापरली जाते. चुनखडीतील पाण्याचे प्रमाण १% पेक्षा कमी नियंत्रित केले पाहिजे. जेव्हा काचेच्या रचनेसाठी आयर्न ऑक्साईडच्या प्रमाणाबाबत अत्यंत काटेकोर आवश्यकता असते, तेव्हा त्याऐवजी कॅल्साइट वापरता येते, जे चुनखडीपेक्षा खूपच शुद्ध असते, परंतु ते खूपच महाग देखील असते. (6) काचेच्या बाटल्या आणि डब्यांच्या रासायनिक रचनेत मॅग्नेशियम ऑक्साईडचे (Mgo) प्रमाण साधारणपणे २% पेक्षा कमी असते. जेव्हा काही प्रमाणात CaO च्या जागी काही प्रमाणात Mgo वापरले जाते, तेव्हा उच्च तापमानात काचेसारख्या द्रवाची चिकटपणा वाढू शकतो, काच घट्ट होण्याची गती मंदावते, ज्यामुळे काचेसारखा पदार्थ अधिक काळ टिकतो, काचेसारखा पदार्थाचा आकार सुधारतो आणि त्याची स्फटिकीकरणाची प्रवृत्ती कमी होते. कॅल्शियम, मॅग्नेशियम आणि २ व्हॅलेंस अल्कलाइन अर्थ मेटल ऑक्साईड काचेसारख्या पदार्थाची रासायनिक स्थिरता सुधारू शकतात, ज्यामुळे उत्पादन दीर्घकाळ दमट वातावरणात राहिल्यास बुरशी लागण्याची शक्यता टाळता येते. साधारणपणे, बदलीचे प्रमाण ३% पेक्षा कमी नियंत्रित केले पाहिजे, तर बदलीचे प्रमाण ३% पेक्षा जास्त असल्यास, ते काचेच्या वितळण्यावर आणि घडण्यावर परिणाम करेल. पूर्वी असे मानले जात होते की डोलोमाइट आणि चुनखडीचे कण बारीक असतात. वितळण्यासाठी, परंतु उच्च तापमानातील काच निर्मितीच्या यंत्रणेवरील संशोधनाच्या सखोल अभ्यासाबरोबर असे आढळून आले आहे की, मोठ्या सिलिका कणांभोवती घुसखोर डोलोमाइट कणांचे अधिशोषण होते, जे वाळूला अभिक्रियेत भाग घेण्यापासून रोखते. त्याच वेळी, सिलिकेट अभिक्रियेच्या सुरुवातीला जाडसर चुनखडीचे कण प्राथमिक अवस्थेद्वारे ओले होत नाहीत, त्यामुळे प्राथमिक द्रव मोठ्या कणांच्या डोलोमाइट, चुनखडी आणि सिलिका वाळू यांच्यामधील फटींमधून सहजपणे जाऊन सभोवताली ओलावा निर्माण करू शकतो, ज्यामुळे सिलिकेट अभिक्रियेचा वेग आणखी वाढतो. तथापि, नंतरच्या टप्प्यात, त्यांच्या जलद विघटन आणि वितळण्यामुळे बाहेर पडणारे वायू काच द्रवाच्या स्पष्टीकरणासाठी आणि एकजीवतेसाठी अनुकूल ठरतात. असे आढळून आले आहे की, जेव्हा कणांचा आकार २.५ मिमी पर्यंत वाढतो, तेव्हा काचेचे वितळण्याचे आणि स्पष्टीकरणाचे गुणधर्म लक्षणीयरीत्या सुधारतात, आणि जेव्हा कणांचा आकार ३ मिमी पेक्षा जास्त असतो, तेव्हा काचेचे वितळण्याचे आणि स्पष्टीकरणाचे गुणधर्म लक्षणीयरीत्या कमी होतात. त्यामुळे, डोलोमाइट आणि चुनखडीच्या कणांची कमाल मर्यादा एका विशिष्ट मर्यादेत नियंत्रित केली पाहिजे. सध्या, मोठ्या कणांच्या डोलोमाइट आणि चुनखडीचा वापर हा एक प्रचलित कल आहे. प्रत्यक्ष उत्पादनात, काचेच्या सूत्राची गणना करताना, मॅग्नेशियम (Mgo) आणण्यासाठी डोलोमाइटचा वापर केला जातो आणि कॅल्शियम (Cao) चा अपुरा भाग चुनखडी किंवा कॅल्साइटने भरून काढला जातो. जर काचेच्या रचनेत कॅल्शियम (Cao) नसेल, तर काचेमध्ये मॅग्नेशियम (Mgo) आकर्षित करण्यासाठी डोलोमाइटचा वापर करता येत नाही, त्याऐवजी मॅग्नेशियम (Mg) आकर्षित करण्यासाठी मॅग्नेशियम कार्बोनेटची निवड करावी. डोलोमाइटसाठी गुणवत्तेच्या आवश्यकता Mg0≥20%, Cao < 32%, Fe2O3 < 0.15% आहेत.(7) बेरियम ऑक्साईड कच्च्या मालाची ओळख: बेरियम ऑक्साईड (BaO) ची काचेमध्ये भूमिका Cao आणि MgO सारखीच आहे, परंतु बेरियम आणि Cao असलेल्या काचेला चांगली चमक असते आणि तिची घनता जास्त असते. सामान्यतः रंगीत बाटलीच्या काचेच्या मिश्रणात काचेची चमक सुधारण्यासाठी 0.5% ~ 1% BaO वापरले जाते. BaO वितळण्याची प्रक्रिया, स्पष्टीकरण आणि काचेचे स्फटिकीकरण रोखण्यास मदत करते, परंतु जेव्हा त्याचे प्रमाण जास्त होते, तेव्हा 2BaO → 2BaO2 अभिक्रिया झाल्यामुळे काचेचे स्पष्टीकरण कठीण होते आणि मुशी व अग्निरोधक साहित्याची जास्त झीज होते. नैसर्गिक बेरियम सल्फेट (BaSO4) ला बेराइट म्हणून ओळखले जाते, BaSO4 मध्ये मोठ्या प्रमाणात चढउतार असतात आणि अशुद्धतेचे प्रमाणही जास्त असते, ते फक्त काचेच्या गुणवत्तेच्या आवश्यकतांसाठी वापरले जाते. उच्च नसतात. औद्योगिक BaSO4 चा वापर प्रामुख्याने बाटलीच्या काचेमध्ये फ्लोरीन अपारदर्शक काच आणि अनुकरण केलेल्या जेड काचेमध्ये केला जातो, ज्यामुळे काचेवर तुलनेने कमी अपारदर्शकतेचा प्रभाव निर्माण होतो. परंतु जेव्हा याचा जास्त वापर केला जातो, तेव्हा काचेवर पाणी, उष्णतारोधक साहित्य, मुशी, मोल्डिंग आणि उत्पादनाच्या गुणवत्तेवर अनेक प्रतिकूल परिणाम होतात. बाटली आणि कॅनच्या काचेच्या उत्पादनात, BaSO4 सामान्यतः औद्योगिक बेरियम कार्बोनेटद्वारे तयार केला जातो. याव्यतिरिक्त, बेरियमयुक्त कच्च्या मालामध्ये एक विशिष्ट विषारीपणा असतो, त्यामुळे बॅचिंग प्रक्रियेदरम्यान संरक्षणाकडे लक्ष दिले पाहिजे. औद्योगिक बेरियम कार्बोनेटसाठी गुणवत्तेच्या आवश्यकता BaSO3 97%, Fe2O3 40.1% आणि आम्ल अविद्राव्य 3% आहेत.
पोस्ट करण्याची वेळ: १४-एप्रिल-२०२०