Труды КНЦ вып.5 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 5/2015(31))

УДК666.12 ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА ВАРКИ СТЕКЛА ИЗ ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УПЛОТНЕНИЯ СТЕКОЛЬНЫХ ШИХТ Р.Г. Мелконян1, О.В. Суворова2, Д.В. Макаров3, И.С. Кожина2 1 Московский государственный горный университет, Москва, Россия 2Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН, Апатиты, Россия 3Институт проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра РАН, Апатиты, Россия Аннотация На примере использования техногенных отходов для получения черного и декоративного стекол показана возможность интенсификации процесса стекловарения за счет уплотнения шихты. Определены технологические характеристики уплотнения: влажность, удельное давление прессования. Представлены результаты исследований стадий варки стекла из сыпучей и уплотненной шихт. Показано, что в результате повышенной химической активности использование уплотнения шихты кварц-пегматит-карбонатного состава приводит к температурному опережению протекания физико-химических процессов при варке стекла в среднем на 100°С. На стадии осветления стекломассы за счет уплотнения шихты методом прессования удается сократить время изотермической выдержки на 40-50%. Ключевые слова: стекольная шихта, уплотнение, гранулирование, таблетирование, стекловарение, силикатообразование, стеклообразование, осветление. BY-PRODUCT BATCH COMPACTION IN ENHANCING THE GLASS MELTING PROCESS USING TECHNOGENIC RAW MATERIALS R.G. Melkonyan1, O.V. Suvorova2, D.V. Makarov3,1.S. Kozhina2 M oscow State Mining University, Moscow, Russia 2 1.V. Tananaev Institute o f Chemistry and Technology o f Rare Elements and Mineral Raw Materials o f the Kola Science Centre o f the RAS, Apatity, Russia 3Institute of Industrial Ecology of the North o f the Kola Science Centre o f the RAS, Apatity, Russia Abstract Glass melting enhancement via batch compaction has been tested in black and decorative glass production from by­ products. The compaction process parameters, such as humidity and specific molding pressure, have been determined. Findings on glass melting from loose and molded batches at different stages are presented. It hs been shown that boosting of the chemical activity in molded batch of the quartz-pegmatite-carbonate composition brings about a 100oC temperature advancement of the physical-chemical processes during the glass melting. At the refining stage, using the batch compaction method has allowed to diminish the time of isothermal exposure by 40-50%. Keywords: glass charge, compacting, granulation, pelletizing, glass cooking, silicate formation, glass formation, fining. Известно, что процесс приготовления стекольной шихты является определяющим при производстве высококачественных стеклоизделий. Применение сыпучей шихты на производстве приводит к запыленности цехов, ухудшению условий труда, значительному завышению расхода сырьевых материалов при ее составлении. Кроме того, загрузка такой шихты в печь увеличивает потерю легколетучих компонентов и их выброс в атмосферу, ухудшая экологическую обстановку на территории предприятия и близлежащих районов, а также уменьшает срок службы стекловаренных печей [1-3]. Многие из этих проблем решаются применением уплотнения стекольной шихты и ее использованием в виде гранул, брикетов, таблеток и др. Уплотненная шихта не имеет недостатков сыпучей. Однако мнения специалистов в вопросах оценки эффективности применения уплотненной шихты для варки расходятся. Одни исследователи подтверждают ускорение варки на 25-50%. Иного мнения придерживаются специалисты, которые установили, что на начальной стадии варки скорость растворения кремнезема значительно больше у уплотненной шихты, чем у сыпучей. Однако к концу варки скорости растворения почти одинаковы и процесс варки заканчивается практически одновременно. Вероятно, эффективность процесса варки стекла на основе уплотненной шихты зависит от большого количества факторов, в том числе природы и гранулометрического состава материалов, удельного давления прессования, влажности и др. [2-4]. Как показала практика стекольного производства, технология уплотнения стекольных шихт, успешно функционирующая в условиях одного производства, чаще всего не может быть перенесена на производства 568