Спосіб освітлення скломаси

Способ осветления стекломассы путем введения в шихту мышьяковистого ангидрида (AS2O3), отличающийся тем, что в качестве осветлителя дополнительно вводят азотнокислый аммоний (NH4NO3) при следующем соотношении компонентов, мае ч As2O3 NH4NO3 = (0,03-0,1) (1,5-2,5) Изобретение относится к способу осветления стекломассы, который может быть использован при получении бесщелочного стекла алюмосборосиликатного состава для производства стекловолокна и стеклопластиков Известен способ осветления стекломассы, в котором осветление (дегазацию) проводят путем введения в состав шихты осветителей мышьяковистого ангидрида, окиси магния и фтористого кальция или натрия (Авт ев СССР № 1827366, кл СОЗ С 3/115, 1990) К причинам, препятствующим достижению указанного ниже результата при использовании известного способа, относится то, что ингредиенты, вводимые в состав шихты и с помощью которых проводят осветление стекломассы, не дают такого результата, как предлагаемый ниже способ, экономически невыгодны, экологически небезопасны и относятся к категории импортируемого сырья Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению, а именно для получения бесщелочного стекла алюмоборосиликатного состава, по совокупности признаков, является способ осветления стекломассы, в котором осветление стекломассы проводят путем введения в качестве осветлителя мышьяковистого ангидрида (As2O3) (Авт ев СССР № 133204, кл С03В5/22, С03С1/00, 1960) К причинам, препятствующим достижению указанного ниже результата при использовании известного способа, принятого за прототип, самой главной становится недоступность сырья - мышьяковистого ангидрида (AS2O3), выпускаемого в России, экологическая небезопасность производства, высокая себестоимость стекла "Осветление" - термин узкоспециальный, который означает в данном случае не столько изменение цветности или прозрачности получаемого стекла, сколько освобождение стекломассы от газовых включений (дегазацию), влияющих на процесс формирования и качество вырабатываемого стекловолокна, его выработочные и другие свойства, например, физико-механические Технический результат способа осветления стекломассы путем ведения осветлителей - усовершенствование процесса варки стекла, обеспечение производства доступным сырьем, улучшение условий труда работающих, снижение выбросов ядовитого мышьяковистого ангидрида в атмосферу - достигается тем, что в заявленном способе осветление стекломассы проводят путем введения в состав шихты в качестве осветлителей (46) 15 10 2001, Бюл № 9, 2001 р (72) Бондаренко Леонід Васильович, Костюков Борис Іванович, Хаценко Олександр Володимирович, Нестеров Микола Григорович (73) СЄВЄРОДОНЕЦЬКЕ ВІДКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "ОБ'ЄДНАННЯ СКЛОПЛАСТИК1 (56) А с СССР № 133204, СОЗВ 5/22, СОЗ С 1/00, 1960 Известен способ осветления стекломассы путем введения в состав шихты азотнокислого или хлористого аммония до 0,25% Однако этот способ с 1967 года почти не применяется из-за повышенных требований по снижению щелочности стекломассы и за счет более высоких результатов, достигаемых применением мышьяковистого ангидрида самостоятельно (см Технология стекла / Под ред проф Китайгородского - М Изд-во литературы по строительству, 1967, Производство стеклопластиков - Донецк Донбасс, 1969) вш О 20747 смесь мышьяковистого ангидрида (AS2O3) и азотнокислого аммония (NH4NO3), выдерживая при этом соотношение компонентов, осветлителя, мае ч As2O3 NH 4 NO 3 = (0,1-0,03) (1,5-2,5) Как видно из приведенного соотношения, количество мышьяковистого ангидрида сведено к минимальному целесообразному количеству, обусловленному действием его при длительной варке стекла В то же время азотнокислый аммоний - дешевое и доступное сырье, выпускается Северодонецким объединением "Азот" При осветлении стекломассы смесью мышьяковистого ангидрида (AS2O3) и азотнокислого аммония (NH4NO3) в соотношении, указанном в формуле изобретения, при температуре до 800°С идет разложение азотнокислого аммония (NH4NO3) с образованием окислов NO, NO2, N2O3 и N2O5 При этом окислы NO2, N2O3 - N2O5 легко отдают кислород, вспенивая стекломассу При температуре свыше 800°С N0 разлагается на N2 и О2, испаряется, что способствует дальнейшему осветлению Принцип действия азотнокислого аммония (NH4NO3) при осветлении стекломассы физико-химическое воздействие на газовые примеси, при разложении его на окислы и испарении захватываются и удаляются газовые примеси, находившиеся в шихте и образовавшиеся в процессе варки стекла При этом сохраняется содержание щелочных окислов в стекломассе в допустимых пределах, чтобыло бы невозможным, например, при использовании азотнокислого натрия или калия В состав шихты вводят небольшое количество мышьяковистого ангидрида (AS2O3), создающее достаточный запас кислорода для участия в реакциях, протекающих при температурах выше 800-1000°С Существует определенная последовательность распределения кислорода между оксидами соединений, присутствующих в стекломассе, в различных степенях окисления до образования оксидов с высшей степенью окисления При температуре 800-1200°С наибольшее количество мышьяка находится в виде AS2O5, который при дальнейшем нагревании, разлагаясь, выделяет кислород завершая процесс осветления Приведенное авторами соотношение осветителей обеспечивает многокомпонентную стекломассу достаточным количеством кислорода для последовательного окисления присутствующих в стекломассе компонентов с переменной валентностью, обеспечивающих дальнейшее осветление стекломассы при температурах выше 1200°С Следовательно, при использовании заявляемого способа, предусматривающего использование мышьяковистого ангидрида (AS2O3) в минимальном количестве с азотнокислым аммонием (NH4NO3), снижается напряженность с приобретением сырья при сохранении всех свойств получаемого стекловолокна, снижается себестоимость продукции, улучшаются условия труда, так как использование дорогостоящего и ядовитого мышьяковистого ангидрида минимальное Отработка заявленного способа проводилась в условиях действующего производства методом подбора - постепенной замены части мышьяковистого ангидрида азотнокислым аммонием Мышьяковистый ангидрид отвешивают на весах в специально отведенном для этой цели помещении, добавляют глинозем и полученную смесь засыпают в емкость Азотнокислый аммоний растворяют в воде и полученным раствором увлажняют шихту до влажности 3% Полученную шихту загружают в стекловаренную печь, добавляя 15-25% стеклобоя (эрклеза) Варка стекла ведется при температуре 1560°С, осветление при температуре 1580°С Полная замена стекла в печи происходит в течение 30 дней В течение всего эксперимента проводилась наработка стеклянного волокна из получаемого стекла на стеклоплавильных сосудах, тщательно анализировались производительность сосудов (выработочные свойства стекломассы) Вырабатываемая стекломасса в виде стеклошариков проверялась на наличие газовых включений Стеклошарики и стекловолокно, выработанное из них, отвечало предъявляемым требованиям, продукция реализована потребителям Пример 1. Мышьяковистый ангидрид (AS2O3) в количестве 0,076 м ч после смешения с глиноземом засыпают в смеситель шихты Азотнокислый кальций (Са(І\ІОз)2) в количестве 0,38 м ч засыпают в смеситель шихты Азотнокислый аммоний (NH4NO3) в количестве 1,5 мч растворяют в реакторе и полученным раствором увлажняют шихту Полученную шихту, загружают в стекловаренную печь Варка стекла происходит при температуре 1560°С, осветление при температуре 1580°С Выработочные свойства полученной стекломассы на стеклоплавильных сосудах составляют 280-290 кг/сутки Полученная стекломасса в виде стеклошариков соответствовала ТУ У 05758977 001-95 г Вторичного наблюдения газов не наблюдалось Пример 2. Мышьяковистый ангидрид AS2O3 в количестве 0,03 м ч после смешения с глиноземом засыпают в смеситель шихты Азотнокислый аммоний (NH4NO3) в количестве 1,5 мч растворяют в реакторе и полученным раствором увлажняют шихту Другую часть азотнокислого аммония в количестве 0,46 м ч засыпают в смеситель шихты Общая доля NH4NO3 в шихте составляет 2 м ч Полученную шихту засыпают в стекловаренную печь Варка стекла происходит при температуре 1560°С, осветление при температуре 1580°С Выработочные свойства составляют 280-290 кг/сутки на стеклоплавильных сосудах Полученная стекломасса в виде стеклошариков соответствовала ТУ У 05758977 001-95 лось Вторичного выделения газов не наблюда 20747 Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3 20747