Дипломная работа: Технологія виробництва медичного скла
Державними стандартами визначені технічні умови на пісок кварцовий, мелений піщаник, кварцит і жильний кварц для скляної промисловості. Передбачено 15 марок піску для різних типів виробів зі скла. В залежності від марки, доля оксиду заліза коливається в межах 0,01 – 0,25 % за масою. Відповідно зі стандартом вміст оксиду заліза для різних виробів складає, % за масою:
оптичне скло ......................................................................не більше 0,01;
кришталь (свинцевий і без свинцевий) ................................0,01 – 0,015;
технічне скло ............................................................................0,03 – 0,07;
віконне скло ..............................................................................0,05 – 0,15;
скловата (пляшки, банки) ........................................................0,05 – 0,25.
Стандартом передбачено, що відхилення у складах окремих партій не повинні перевищувати по SiO2 – (± 0,15 – ± 0,25 %), по Al2 O3 – (± 0,05 – ± 0,5%) за масою.
Для виробів високої світло-прозорості (оптичне, кришталеве, сортове та інші стекла) використовують перші чотири марки, для яких вміст важкої фракції (Cr2 O3 , TiO2 , V2 O3 ) не перевищує 0,05 % за масою.
Вміст вологи в збагачених пісках не більше 0,5 %, а у незбагачених – 7 % за масою.
Коливання оксиду заліза в складі піску, що перевищують вимоги, передбачені стандартом, приводять до однорідності скломаси, порушенню процесів формування, випалу тощо.
Піски збагачують різними методами в залежності від характеру домішок: промивкою збагачують безплівочні піски, підтиркою – плівочні піски, флотацією – піски, які містять зерна залізистих мінералів, флотовідтиркою – піски з домішками глинистих і полевидних частинок, наявністю залізистої плівки, магнітною обробкою – неглинисті, безсплівочні піски, які містять магнітні домішки, хімічною обробкою – за допомогою кислот, солей.
Збагачення пісків – досить складна операція і, в основному, виконується на збагачувальних фабриках на місцях родовищ пісків.
За нормами ПТЕ (правила технічної експлуатації) пісок на заводах просівають через сито № 08, відсіваючи зерна більше 0,8 мм. Всі дрібні зерна при цьому потрапляють в шихту. Більш придатними для скловаріння являються піски з зерновим складом в межах 0,1 – 0,4 мм.
Стандартом, при збагачені піску, обмежена концентрація крупних і дрібних зерен: кількість зерен більше 0,8 мм повинна бути не більше 0,5 %, а зерен менше 0,1 мм – не більше 5 %.
SiO2 вводимо з кварцовим піском Новоселівського місцезнаходження в Харківській області. Пісок відповідає ДСТУ 22551-77.
Хімічний склад Новоселівського кварцового піску, мас.%: SiO2 – 98,64; Al2 O3 – 0,44; Fe2 O3 – 0,65; в.п.п. – 0,27; важка фракція – 0,54.
Сировинні матеріали для введення B 2 O 3
Оксид бору B2 O3 вводимо у скломасу безпосередньо за допомогою борної кислоти.
У чистому виді борна кислота представляє собою білі кристали. В її склад входять 56,45 % B2 O3 та 43,55 % Н2 O. При нагріванні борна кислота втрачає рідину і переходить у борний андегрид B2 O3 .
Оксид бору у складі скла сприяє зниженню коефіцієнта термічного лінійного розширення (КТЛР) і тенденції кристалізації скла, підвищенню термічної та хімічної стійкості скла і швидкості його провару, поліпшенню освітлення скла.
Борна кислота відповідає ДСТУ 18704-78.
Хімічний склад борної кислоти, мас.%: B2 O3 – 98,6; в.п.п. – 1,4.
Сировиною для введення оксиду магнію є доломіт. Це джерело магнію працює як стабілізатор для покращання загального опору до фізичних та хімічних пошкоджень. Хімічний склад доломіту, мас. %: СаО – 32; МgO – 19; Fe2O3 – 0.05; волога – 2%
Сировинні матеріали для введення Al 2 O 3
Додавання Al2 O3 в певних кількостях у склад скла сприяє зниженню КТР скла, підвищує механічну та термічну стійкість, поліпшує кристалізаційні властивості. Al2 O3 вводять у склад скла за допомогою технічного оксиду алюмінію, гідроксиду алюмінію, польових шпатів, каолінів та інших. Крім того можна застосовувати відходи гірничо-збагачувальних фабрик, польовошпатового та нефелінового концентрату. Для введення Al2 O3 також використовують пегматити.
Пегматити являються собою природну суміш польових шпатів та оксиду кремнію. Вміст оксиду алюмінію може досягати 20 – 22 %. У вигляді супутніх домішок у пегматитах зустрічаються оксиди заліза, лужноземельних матеріалів, титану. На відміну від польових шпатів, в пегматитах оксиди заліза містяться у вигляді крупнокристалічних включень, і легше піддаються відділенню основної породи.
Al2 O3 вводимо каоліном, що відповідає ДСТУ 196090 – 89. Каолін має наступний хімічний склад, мас. %: Al2 O3 – 36,7; Fe2 O3 – 0,52; СаО – 1,18; SiO2 – 46,35; в.п.п. – 14,74; волога – 0,51.
Норми на кількість заліза у склі.
Нормами допускається наступна кількість окису заліза у склі, мас. %: