СПОСОБ ПОДГОТОВКИ КВАРЦЕВОГО ПЕСКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТЕКЛА

СПОСОБ ПОДГОТОВКИ КВАРЦЕВОГО ПЕСКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТЕКЛА


RU (11) 2116981 (13) C1

(51) 6 C03C1/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.02.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 96102661/03 
(22) Дата подачи заявки: 1996.02.12 
(45) Опубликовано: 1998.08.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Химическая технология стекла и ситаллов. / Под редакцией Н.М.Павлушкина. - М.: Стройиздат, 1983, с.88. 2. SU, авторское свидетельство, 920009, кл. C 03 C 1/2, 1982. 
(71) Заявитель(и): Курский государственный технический университет 
(72) Автор(ы): Голубев М.Н.; Захаров И.С.; Молчанов В.Н. 
(73) Патентообладатель(и): Курский государственный технический университет 

(54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ КВАРЦЕВОГО ПЕСКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТЕКЛА 

Изобретение относится к строительству, в частности к способам подготовки сырьевых материалов для изготовления стекла, и позволяет исключить из технологического процесса подготовки кварцевого песка щелочи - агрессивного дорогостоящего компонента и снизить энергозатраты. Указанный эффект достигается тем, что вместо гидроксида натрия в процессе подготовки кварцевого песка используют хлорид натрия и температурную обработку проводят в две стадии: на первой стадии при 30 - 90oC, давлении 0,25 - 5 МПа в течение 1 - 1,5 ч. и в присутствии насыщенного раствора аммиака, который берут с 5%-ным избытком, и на второй стадии при 500 - 800 oC и обычном давлении в течение 1 - 1,5 ч. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к строительству, в частности к способам подготовки сырьевых материалов для изготовления стекла.

Известен способ подготовки кварцевого песка, заключающийся в его просеве через сито с размером отверстий 0,8 мм [1].

Недостатками данного способа являются отсутствие повышенной химической активности песка и малая гомогенизация.

Наиболее близким к изобретению является способ подготовки кварцевого песка для производства стекла [2], заключающийся в измельчении, рассеве и термообработке натрийсодержащим в присутствии воды.

Недостатком данного способа являются применение щелочи - агрессивного реагента, разрушающего обычные материалы, требующего применения оборудования из коррозионно-стойких материалов, токсичного и дорогостоящего, а также высокий расход энергии, связанный с испарением 40 - 60% воды из раствора щелочи.

Задачей изобретения является исключение из технологического процесса подготовки кварцевого песка щелочи - агрессивного дорогостоящего компонента и снижение энергозатрат.

Это достигается тем, что в способе подготовки кварцевого песка, заключающемся в измельчении, рассеве и температурной обработке компонентом, содержащим натрий, в присутствии воды вместо гидроксида натрия в процессе подготовки кварцевого песка используют хлорид натрия и температурную обработку проводят в две стадии; на первой стадии при 30 - 90oС, давлении 0,25-5 МПа в течение 1-1,5 ч и присутствии водного насыщенного раствора аммиака, который берут с 5%-ным избытком, и на второй стадии при 500 - 800oC и обычном давлении в течение 1-1,5 ч.

Предлагаемый способ заключается в следующем.

В отличие от прототипного способа модификации кварцевого песка, где протекает реакция SiO2 + 2NaOH ---> Na2SiO3 + H2O при 170-200oC, по предлагаемому способу гидроксид натрия исключается из состава смеси и заменяется на хлорид натрия, а взаимодействие компонентов осуществляется по следующей химической реакции

SiO2+NaCl+NH3+H2O ---> NaHSiO3+ NH4Cl.

Температура этого технологического процесса 30 - 90oC, давление 0,25 - 0,5 МПа, время 1-1,5 ч. Полученный порошкообразный материал, состоящий из зерен кварцевого песка, окруженного гидросиликатом натрия, отделяют от раствора на сите и затем нагревают до температуры 500 - 800oC с последующей выдержкой при этой температуре 1-1,5 ч.

Аппаратурное оформление способа не представляет трудностей, так как для его реализации можно использовать стандартное оборудование, например, применяемое для производства соды.

Преимущества предлагаемого метода заключаются в замене гидроксида натрия на хлорид натрия и в снижении энергозатрат, так как в прототипном способе при использовании 45% водного раствора гидроксида натрия 65% воды удаляется ее испарением.

Данный способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Для синтеза модифицированного кварцевого песка отвешивали на технических весах с точностью 0,01 - 81 г кварцевого песка и 19 г хлорида натрия. Указанные количества примерно соответствуют соотношению Na2O и SiO2 в листовом стекле. Аммиак (NH3) использовали в виде насыщенного водного раствора, который брали с 5%-ным избытком в сравнении с количеством, необходимым по уравнению химической реакции.

Навески кварцевого песка, хлорида натрия и отмеренное количество раствора аммиака помещали в автоклав. Температуру в автоклаве устанавливали на уровне 30oС, а давление поднимали до 0,25 МПа. Затем при указанных температуре и давлении содержимое автоклава выдерживали в течение 1 ч. По истечении 1 ч снижали давление в автоклаве до атмосферного, отделяли на сите сыпучий материал и подвергали его термической обработке при 500oC в течение 1 ч. В итоге был получен сыпучий порошок. С помощью рентгеноструктурного анализа было установлено, что он состоит из двух кристаллических фаз - силиката натрия (Na2SiO3) и кварца (SiO2).

Пример 2. Для синтеза модифицированного кварцевого песка использовали кварцевый песок стекольного производства, отвешивали на технических весах с точностью 0,01 - 81 г кварцевого песка и 19 г хлорида натрия. Указанные количества примерно соответствуют их соотношению в листовом стекле. Аммиак (NH3) использовали в виде насыщенного водного раствора, который брали с 5%-ным избытком в сравнении с количеством, необходимым по уравнению химической реакции.

Навески кварцевого песка, хлорида натрия и отмеренное количество раствора аммиака помещали в автоклав. Температуру в автоклаве устанавливали на уровне 90oС, а давление поднимали до 0,5 МПа. Затем при указанных температуре и давлении содержимое автоклава выдерживали в течение 1,5 ч. По истечении 1,5 ч снижали давление в автоклаве до атмосферного, отделяли на сите сыпучий материал и подвергали его термической обработке при 800oC в течение 1,5 ч. В итоге был получен сыпучий порошок. С помощью рентгено-структурного анализа было установлено, что он состоит из двух кристаллических фаз - силиката натрия (Na2SiO3) и кварца (SiO2). 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ подготовки кварцевого песка для производства стекла, заключающийся в измельчении, рассеве и температурной обработке компонентом, содержащим натрий, в присутствии воды, отличающийся тем, что в качестве компонента, содержащего натрий, используют хлорид натрия, а температурную обработку проводят в две стадии: на первой стадии при температуре 30 - 90oC, давлении 0,25 - 5 МПа в течение 1 - 1,5 ч и в присутствии водного насыщенного раствора аммиака, который берут с 5%-ным избытком, на второй стадии при температуре 500 - 800oC и обычном давлении в течение 1 - 1,5 ч.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к стекольной промышленности: стекольные составы и композиции, обработка стекла, оборудование для производства и разработки новых стекольных составов и композиций, приспособления и механизмы для обработки и производства стекла, специальные стекла и др.



Стекло. Стекольные составы и композиции. Обработка стекла




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "закалка стекла" будет найдено словосочетание "закалка стекла". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("закалка" или "стекла").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+закалка -стекла".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "состав" будут найдены слова "составы", "составом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "состав!".


Рейтинг@Mail.ru