Песок для производства стекла

Подготовленный песок для производства стекла, имеющий качественные характеристики, оптимальный фракционный состав сырья и заготовок и минимальное содержание влаги, способствует сокращению затрат энергетических ресурсов.

Подготовительные этапы относительно силикатного сырья представлены:

  • измельчением;
  • рассеванием;
  • термической обработкой щелочью или натриевой солью с водой.

Песок для производства стекла сначала подвергается тепловому воздействию при барометрическом показателе 0,25-5 мегапаскалей и 30-90 градусов Цельсия. Затем температура рабочей среды поднимается до 500 и выше градусов Цельсия на время 60-90 минут при условии внесения концентрированного аммиачного раствора.

На выходе получают порошок, включающий зерна кварцевого песка в оболочках из силикатной натриевой соли. С помощью вибрационного сита сухую фазу отделяют от жидкой. Влажный песок высушивают при температуре 600-800 градусов Цельсия.

Аппаратное обеспечение технологического процесса выделения чистого кварцевого песка может быть представлено стандартной производственной оснасткой для выпуска соды.

Свойства песка для производства стекла

Белые кварцевые пески не содержат примесей, поэтому считаются наиболее качественными сортами сырья для стекольной промышленности.

Чистые производные кремнезема не нуждаются в дополнительных химических обработках перед применением в строительных процессах, реализации дизайнерских проектов. Формовочный кварцевый песок имеет мелкозернистую текстуру и в отличие от белого материала применяется для изготовления сосудов для литья.

На территории Российской Федерации месторождения кварцевого природного материала для стекольной индустрии сосредоточены в самых масштабных объемах в Томском и Ульяновском регионах по 286 миллионов и 1734 тысяч тонн соответственно.

Искусственным образом полученный кварцевый песок для производства стекла проходит стадии:

  • измельчения;
  • рассеивания;
  • гомогенизации.

В результате удается добыть однородную, свободную от примесей, качественную фракцию молочно-белого оттенка исходного сырья стекольной шихты. Такой кварцевый песок применяется для художественного матирования стекол, производства бетонных конструкций.

Песок для свинцового хрусталя

Хрусталь свинцовый изготавливают из песков высших сортов и марок от 0BC до 10В, посуду бесцветную стекольную из материала 15В, окрашенную – из песка марки 20В. При условии превышения примесей заданных норм основной материал подвергают обогащению.

Размеры фракций песка и их соотношения в значительной степени влияют на количество времени, расходующееся на варочные процессы.

Для изготовления сортовой посуды используются материалы, в которых размеры 85% зерен находятся в диапазоне 0,1-0,5 миллиметров.

Смешивание кварцевого песка с оксидами алюминия способствует снижению термического коэффициента расширения стекла, повышению его химической стойкости, механической прочности и тугоплавкости.

Однако для того, чтобы варочные и осветляющие процессы не замедлялись, оксидов алюминия в песке шихты не должно быть больше 2%.

Особенности кварцевого песка для производства стекла

Кварцевый песок, используемый в выпуске свинцовых хрусталей и сортовой тары, может иметь разные процентные доли оксидов железа, обозначающие определенную марку материала (в песке 010В содержится 0,01% окиси двухвалентного железа).

Кварцевый песок – одна из разновидностей широкого спектра минеральных зернистых материалов на основе оксида кремния. Фракционность 0.1-6мм. Основные виды примесей в породе – глинистые карбонаты, оксиды железа и полевые шпаты. Для изготовления стекла используют чистый кремнезем (SiO2) без дополнительных инертных элементов – 99,6-99-7%. В производстве применяют как природный материал, добываемый механическим способом, так и дробленый из чистого кварца. Самым чистым считается речной песок. После добычи сырье отправляют на обогащение – промывку и химическую фильтрацию.

Причины популярности кварцевого песка:

  • мономинеральность, обеспечивающая после переработки изделия с высоким коэффициентом светопроницаемости;

  • грязеемкость – расстояние между песчинками, обуславливает легкость и эффективность фильтрации;

  • устойчивость к механическим и химическим повреждениям, мелкодисперсный материал соответствует по своим свойствам кристаллам кварца: истираемость – 0.1, дробимость – 0.3, твердость по шкале Мооса – 7.

Основные направления применения силикатного песка:

  • фильтрация воды;
  • изготовление стекла;
  • пескоструй;
  • наливные полы;
  • литейная промышленность – изготовление форм;
  • спортивные и дорожные покрытия.

Кварцевый песок для производства стекла подбирают максимально чистый – даже в низкосортных марках допустимая доля примесей составляет 1% на глинистые взвеси и 1% на оксид железа. Материал обязательно просушивают до 0.5% влагосодержания.

Кварцевое стекло – основа для оконных систем, медицинского, лабораторного и электротехнического производных материалов.

Технологии обогащения и переработки кварцевых песков

Две главных особенности создания кварцевого стекла – высокие требования к чистоте породы (обязательное проведение процедур обогащения: обработка на вибростолах, гидравлическая классификация и вакуумное обезвоживание, допустимое включение оксидов железа 0.02%) и использование сверхвысоких температур.

Технология основана на плавке минерального песка в электропечах, оборудованных нагревателями из угля или графита, при температуре до 2 000оС.

После достижения однородности (требуется 60 – 270 минут), материал остужают на 350-450оС и запускают процесс формовки, который может происходить как непосредственно в печи (для емкостей), так и далее на специализированном оборудовании.

Следующий этап производства – отжиг для закалки и механическая обработка – резка, шлифовка, полировка.

Все работы производятся на специализированных станках с алмазными резцами и дисками. Описанные выше особенности характерны для производства матового стекла с пониженной светопроницаемостью. Полностью прозрачный продукт еще более требователен к сырью.

Гранулированный кварц и горный хрусталь могут разбавляться всего одной тысячной долей примесей. Наплавка производится в индукционных, газовых или вакуум-компрессионных печах.

Последний вариант наиболее распространен в промышленности, т.к. позволяет эффективно удалить из состава пузыри воздуха и обеспечивает дополнительное уплотнение материала за счет обязательной выдержки под атмосферным давлением.

Газовый метод необходим для производства чистой оптики и лабораторной посуды. В обоих случаях конечный результат – блок кварцевого стекла массой до 25 кг. Виды последующей обработки до получения конечного изделия – моллирование, прессовка, механическое воздействие.

Больше об особенностях песка для производства стекла можно узнать на ежегодной выставке «Мир стекла».

Кварцевое стекло
Производство кварцевого стекла
Кварцевый песок для производства стекла