1.4. Щелочесодержащие сырьевые материалы

Щелочные оксиды в стекло вводят через соду, сульфат натрия, содо-поташную смесь, поташ.

В настоящее время в отечественной стекольной промышленности чаще используют легкую кальцинированную соду (табл.8), однако этот материал имеет повышенную летучесть и сильно пылит в составном цехе при транспортировке. Поэтому передовая технология ориентируется на использование тяжелой гранулированной соды, которая получается в результате перекристаллизации обычной соды в моногидрат ( Na₂CO₃·H₂O), обладающий более компактной кристаллической структурой. Размер ее частиц изменяется в пределах 0,1 - 2,0 мм, а насыпная масса - в пределах 0,9 - 1,4 т/м³.

В стекловарении применяют природный и синтетический сульфат натрия. Месторождения сульфата натрия имеются в Казахстане (комбинат “Аралсульфат”) и в Туркмении (комбинат “Карабугазсульфат”). Однако к настоящему времени кондиционное стекольное сырье на этих комбинатах уже выработано. Поэтому в настоящее время стекольная промышленность использует в основном синтетический сульфат натрия - отход химической промышленности (табл.4).

Таблица 8.

Характеристика соды, используемой в стекольной

промышленности

Тип соды	Размер частиц, мм	Насыпная масса, т/м^3	ГОСТ
Легкая (кальцинированная безводная) Тяжелая (моногидрат) Уплотненная	0,04 - 0,2 0,1 - 2,0 0,1 - 1,6	0,5 - 0,7 0,9 - 1,4 0,98	5100 - 85Е 5100 - 85Е 5100 - 85Е

1.5. Использование в качестве стекольного сырья отходов

других производств

В последнее время в стекольной промышленности стали широко использовать отходы химической, металлургической, горнодобывающей и других отраслей промышленности. Например, сульфат натрия, доменные шлаки, пески, являющиеся отходами процесса обогащения различных руд, тетраборат кальция, минералы, содержащие алюминий в отходах алюминиевой промышленности.

При выборе сырья для стекольной промышленности из отходов других производств учитывается его химичесий состав, наличие в нем токсичных продуктов, нежелательных красителей, присутствие компонентов, позволяющих интенсифицировать процесс стекловарения. Важнейшими условиями являются постоянство химического состава отхода и содержание в нем примесей. Объемы образующихся отходов определяют стабильность его поставки на заводы.

Дороговизна и ограниченность ресурсов щелочесодержащего сырья делают наиболее перспективным поиск замены соды и сульфата натрия на щелочесодержащие отходы других производств, например, сульфатсодержащий отход витаминного производства, капролактамового производства и др. (табл.9).

Таблица 9

Химический состав отходов, применяемых в стекольной промышленности

Материал (отход)	Производство - источник отхода	С о с т а в , м а с. % ________________________________________________________________________________ SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2CO3 Na2SO4 NaCl NaOH Cr2O3
Cода из нефелинового сырья	производство глинозема	     2,2 96,5    
Сульфатно-содовая смесь	производство глинозема	      15 - 17 70   
Феррохромный шлак	металлургическое производство	25,1 6,4 0,8 54,8 10,7      5,2
Доменный шлак	металлургическое производство	FeO 36,5 13 0,2 40,9 7,1      
Отработанный катализатор	каучуковое производство	7,0 71 0,5        20,6
Щелочесодержащие отходы	производство капролактама	      55 30 13,5 1,5 
Сульфат натрия	производство метионина	       98,1   
Обожженный доломит	пыль газоочистки	6,7 2 1,4 42,3 22      

Помимо использования прямых промышленных отходов, сырьевая база стекольной промышленности может быть расширена за счет использования нетрадиционного минерального сырья. Например, ведутся работы по применению в производстве бутылок опалкристобалитовых пород (табл.10). Составы этих пород весьма близки к составам некоторых бутылочных стекол. Их недостатком является невысокая химическая однородность и значительное содержание оксидов железа.

В тарной промышленности нашли широкое применение в качестве глиноземсодержащего сырья нефелиновый концентрат - продукт обогащения апатито-нефелиновой руды, кальцинированная техническая сода - продукт переработки нефелинового концентрата, сульфатно-содовая смесь - отход производства глинозема.

Примерами использования отходов в качестве красителей в производстве тары являются феррохромный шлак или хромсодержащий отработанный катализатор - отход производства каучука. Для производства полубелого и коричневого стекла используются доменные шлаки. Поскольку шлаки многокомпонентны, то их применение позволяет экономить в производстве изделий из стекла песок, доломит, нефелин, щелочи. В качестве осветлителей в последнее время стали применять боро- и фосфогипс.

Одним из новых типов отходов является кремнегель - отход промышленности минеральных удобрений. Трудности его использования заключаются в том, что он содержит примеси вредных фтора и хлора; его трудно транспортировать. В то же время этот материал имеет очень низкое содержание оксидов железа, в связи с чем может рассматриваться как качественное кремнеземсодержащее сырье.

Таблица 10

Химический состав опал-кристобалитовых пород

Название	Содержание оксидов, мас. %
породы	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	Na2O	K2O	п.п.п.
Диатомит	83,5	6,07	2,88	0,35	1,47	0,40	1,72	3,74
Трепел	83,79	5,70	2,08	0,69	0,79		0,97	6,13
Опока	89,0	3,79	0,99	0,95	0,68	0,25	0,97	3,24
Перлит	73,41	13,32	0,78	 RO =	1,13	 R2O =	7,62	4,00