1.7. Обеспечение однородности и постоянства состава сырья

Важнейшими требованиями, предъявляемыми к качеству сырьевых материалов для получения стекла, являются постоянство химического состава и его химическая однородность. Первое требование относится к обеспечению постоянства состава крупных партий сырья, непосредственно перерабатываемых в действующем производстве. Под однородностью сырья понимают сохранение постоянства состава в различных участках данной партии сырья, находящейся на складе завода, на карьере или на участке карьера, с которого ведется добыча данного сырья.

Требования к однородности основного стекольного сырья определяются ГОСТ и техническими условиями (табл.13). Требования к вспомогательному сырью регламентируются правилами технической эксплуатации (ПТЭ). В основе тех и других лежат требования обеспечения постоянства состава стекла в заданных пределах. Допуска на постоянство состава песка в качестве примера можно характеризовать с помощью табл.1 и табл.13.

Существует связь между однородностью партии сырья и ее объемом, поэтому нельзя пользоваться понятием однородности сырья без указания объема опробуемой партии.

Вклад колебаний состава сырья в колебания состава шихты может достигать 80 %. Табл.14 в качестве примера показывает, какие компоненты в сырье служат причиной этих колебаний.

Следует учитывать, что табл.14 содержит величины колебаний состава полностью подготовленного сырья. В природных условиях, т.е. на карьерах, оно оказывается еще более неоднородным. По мере добычи, складирования, транспортировки и обработки сырья его однородность улучшается следующим образом:

- при добыче природного сырья - в 1,5 - 2 раза;

- в процессе обогащения и флотации - в 3 раза;

- транспорт сырья с крупных централизованных баз на стекольный завод - в 5 раз;

- помол и просев в составном цехе - в 1,8 - 3 раза.

Приводимые цифры показывают, что объективное представление об однородности сырья, идущего в технологический процесс варки стекла, могут дать только анализы, пробы для которых отобраны в соответствии с определенными требованиями, изложенными в разделе 2 (табл.19 - 21).

Таблица 13

Требования ГОСТ к постоянству состава основных видов сырья для стекольной промышленности

Сырьевой

ГОСТ

Марка

Допуска на состав и примеси, мас. %

материал

SiO2

Al2O­3

Fe2O3

MgO

CaO

Na2O + K2O

Na2CO3

NaCl

Na2 SO4

п.п.п.

влага

Песок

22551-77

ВС-050-1

не менее 98,5 0,2

не более 0,60,1

не более 0,05















не более 0,5

Доломит

23672-79



не более 1,5

не более 1,0

не более 0,05

не менее 19

не более 32











не более 7,0

Известняк

23671-79

ИК-53.02

не более 1,5

не более 0,5

не более 0,2

не более 1,5

не менее 53











не более 7,0

Полевой шпат



ПШС-03-20

не более 65

не менее 20

не более 0,3





не менее 12









не более 1,0

Сода

5100-73

1 сорт





не более 0,003







не менее 99,2

не более 0,5

не более 0,5

не более 0,8



Сульфат натрия

6318-77

1 сорт





не более 0,01







не более 0,5

не менее 97,5





Таблица 14

Относительный вклад колебаний различных оксидов в сырье

в его общую неоднородность

Сырьевые	Доля неоднородности в мас. % по оксидам
материалы	SiO2	Al2O3	CaO	MgO	Na2O
Песок Доломит Известняк Полевой шпат Сульфат натрия природный Сода	50 - 78 10 - 25 18 - 60 30 - 50 53 - 78 0	4 - 38 2 - 6 1 - 50 18 - 20 0 - 1 0	0 - 20 10 - 35 0 - 37 1 - 10 0 0	0 - 4 30 - 38 0 - 25 2 - 7 0 0	0 - 6 0 0 0 - 10 19 - 97 0

Иногда простая обработка очень неоднородного сырья в составном цехе оказывается недостаточной. Тогда производят искусственное усреднение сырья. Наиболее распространенными способами усреднения сырья стекольного завода являются:

1) послойное складирование неоднородного сырья на площадке завода;

2) перелопачивание неоднородного сырья на промышленной площадке с помощью грейферного крана. Перемещение сырья из одного участка такой площадки в другой производят до 2 - 4 раз;

3) перемещение неоднородного сырья по площадке с помощью бульдозера.

Наиболее эффективно усреднение неоднородного песка на заводских площадках с помощью штабеля, поэтому рассмотрим этот метод более подробно.

Прибывающий песок укладывается слоями в прямоугольный штабель. Минимальное количество слоев в штабеле определяется выражением:

m = P / Р _С / 2 /

где m - минимальное количество слоев; Р - масса усредняемой партии песка (штабеля), т ; Р _С - половина суточной потребности в песке, т.

В естественных условиях сечение штабеля по высоте будет представлять собой равнобедренный треугольник площадью

S = h²  3 / 3 / где h - высота штабеля; S - площадь поперечного сечения.

Зная имеющуюся на заводе площадь и ее ширину В, на которой можно расположить такой штабель, определяют его высоту h с помощью выражения:

В = 2 h  3 / 4 /

Масса штабеля ( Р ) в тоннах связана с его длиной ( L ) и высотой ( h ) выражением:

Р = 1,5 Lh² 3 / 5 / где 1,5 - насыпная масса песка, т/м³; L - длина штабеля; h - высота штабеля.

Для последующего использования собранного в штабель песка отбор его следует вести в вертикальном направлении. Тогда на приготовление шихты будут использоваться сразу все слои, т.е. произойдет усреднение песка тем лучше, чем больше слоев неоднородного песка было образовано при складировании.

При неоднородности состава кварцевого песка, характеризуемой размахом колебаний компонентов (например, R₂О₃ ) около  1 %, объем усредненной партии, как показывает расчет, должен составлять не менее 10-ти суточной потребности завода. Реальное число слоев в таком штабеле находится в пределах 8 - 10. По мере срабатывания штабеля рядом заготавливают второй штабель; когда кончится первый, приступают к разработке второго штабеля.