О выборе рационального состава стекла

Несмотря на то, что нефелиновый концентрат довольно прочно вошел в практику стекловарения, систематизированные исследования применения его для варки высокоглиноземистых стекол, пригодных для производства пеностекла, у нас почти не проводились. Использование этого вида сырья для производства пеностекла не только позволяет экономить традиционное щелочное сырье, являющееся дефицитным и дорогостоящим, но и открывает перспективу увеличения объемов производства пеностекла, развитие которого сдерживается в основном из-за недостатка кальцинированной соды.

Увеличение объемов производства наряду с его специализацией послужит базой для дальнейшего повышения качества пеностекла   и снижения его себестоимости.

В связи с выбором состава стекла часто возникает вопрос, можно ли получить пеностекло из отходов стекла. Если при этом имеется в виду пеностекло с постоянными физическими свойствами: объемной массой меньше 180 кг/м3, водопоглощением меньше 5% и упорядоченной структурой, то тогда необходимо применять исходное стекло постоянного химического состава, которое нельзя получить из каких-либо отходов неопределенного происхождения и переменного состава.

Анализ существующего на ряде предприятий производства пеностекла показывает, что отходы стекла весьма неоднородны по своему химическому составу. Это затрудняет получение пеностекла со стабильными свойствами.

Ф. Шилл. рассматривая вопрос о выборе сырья, обращает внимание на то, что экономические проблемы при производстве пеностекла влияют на весь производственный цикл и в наибольшей степени на вопрос о выборе основного сырья. С одной стороны, существует стремление использовать наиболее дешевое сырье, облегчающее варку стекла и условия подготовки пенообразующей смеси. С другой — это сырье должно быть пригодным для получения пеностекла безупречного качества с учетом экономически рентабельных времени и температуры вспенивания. Недостаточный учет совокупного влияния этих факторов особенно нагляден при производстве пеностекла из отходов стеклобоя.

Учитывая это, нами была сделана попытка синтеза нового состава стекла с применением нефелинового концентрата — дешевого и недефицитного в СССР сырья для варки стекла, обладающего достаточно постоянным химическим составом.

Обоснование выбора системы для исследований. В связи с предполагаемым использованием нефелинового концентрата для введения в состав стекла щелочных окислов рассматривалась возможность максимального замещения дефицитной и дорогостоящей кальцинированной соды щелочами, содержащимися в нефелиновом концентрате.

На основании литературных данных было изучено влияние окислов на свойства искомого стекла, входящих в состав нефелинового концентрата. При замене соды нефелиновым концентратом, имеющим средний химический состав (% по массе): Si02—42—43; А1203—28—30; Fe203—3—4; СаО—2—2,5; Na20 + K20 — 17^20 и других — 0,5, в стекле одновременно возрастает содержание глинозема и полуторного окисла железа.

И. И. Китайгородский  указывает, что замещение Si02 на А1гОз до 3% в натрий-кальций-силикатном стекле, обладающем малой кристаллизационной способностью и содержащим Na20 от 14 до 16%. оказывается благоприятным. Л. М. Бутт и В. В. Полляк  также указывают на снижение скорости кристаллизации в стеклах при подобном изменении их состава.