Подготовка  основного сырья для производства листового стекла.

В стекловарении применяются природные и искусственные сырьевые материалы. Учитывая, что главное свойство стекла светопрозрачность, для производства стекла применяются материалы, в которых строго регламентируются примеси, особенно красящих веществ (содержащие железо, титан, хром и др.) Поэтому сырьевые материалы при необходимости подвергаются обогащению (удалению примесей).

Все сырьевые материалы для стеклования разделяются на две группы: главные (основные) и вспомогательные.

Главные сырьевые материалы содержат оксиды, образующие основу стекла. Вспомогательные материалы – это вещества, которые вводятся для изменения технологических характеристик и физико-химических свойств стекла, ускорение процесса стекловарения. К вспомогательным материалам относят красители, глушители, окислители, восстановители, ускорители, осветлители.

Подготовка сырьевых материалов предусматривает измельчение, растаривание, сушку, просев, обогащение. Все эти операции целесообразно производить на местах добычи сырья, а на стекольных заводах производить контрольный просев и контрольный анализ химического состава.

Хранение сырья под открытым небом не допускается. В виде исключения при сезонном завозе сырья и недостаточной емкости складских помещений вне склада на специальном деревянном настиле с боковыми загородками хранят только песок. Склад для сырья разделен на отсеки для раздельного хранения материалов во избежание их взаимного загрязнения.

Склад оборудован одним или двумя мостовыми грейферными кранами. Для удобства загрузки вагонов железнодорожный путь вводят внутрь склада. Материалы, идущие в шихту в небольших количествах, например красители, хранят в специальной таре, чаще всего в мешках. Для растаривания мешков предусмотрены специальные растаривающие машины. Все вредные для здоровья компоненты шихты хранят в специальных помещениях, а применение их регламентируется специальными инструкциями.

Для контроля качества поступающего сырья от каждого вагона, машины или партии по инструкции отбирают среднюю пробу и по ускоренной методике определяют соответствие сырья ГОСТу или ТУ.

Для подготовки песка, доломита, известняка, соды, сульфата, угля, полевого шпата и других материалов на стекольных заводах предусмотрены самостоятельные технологические линии.

Песок и доломит поставляют заводам так же с централизованных баз, имеющие обогатительные фабрики непосредственно на карьерах.

Подготовка песка.

Подготовка песка включает в себя операции обогащения, сушки и просеивания. Пески, содержащие допустимые количества окислов железа для производства тех или иных стеклянных изделий, не обогащают.Обогащение или обезжелезивание является важнейшей операцией при подготовке песка. В процессе обогащения песка снижается содержание окислов железа до допустимой нормы и , кроме того, уменьшается содержание других красящих окислов, улучшается зерновой состав и повышается однородность песка.

 Методы обогащения:

 - промывка – для обогащения глинистых песков, если не предъявляются высокие требования к качеству песка;

 - оттирка – для обогащения неглинистых песков;

 - флотация – для удаления легких и тяжелых ожелезненных минералов;

 - флотооттирку – комбинированный способ для извлечения из песка группы примесей.

Находящиеся в песке глинистые частицы образуют пленки и комочки, которые разрушаются под действием воды. Кроме того, при промывке от песка отделяются легкие глинистые частицы и песчаная пыль.

Песок промывается в классифицирующих конусах, гидромеханических классификаторах (речных, спиральных) и других аппаратах. При промывке содержание железа в песке снижается на 20-30 % , а в песках, в которых железо в основном находится в глинистых примесях, - 50-60 % .

Оттирочный метод основан на взаимном трении зерен песка в водной среде. При трении зерен друг о друга пленка гидроокислов оттирается.

В производственных условиях для оттирки используют контактные чаны или мешалки, в которых пульпа песка интенсивно перемешивается (скорость вращения импеллера мешалки 250 об/мин) . После оттирки необходимо промыть песок для удаления шлама.

 Песок сушат в том случае, если в нем содержится более 4,5 % влаги. Очень влажный песок не сыпуч, его трудно перемешивать с другими сырьевыми материалами и из него невозможно получить однородную шихту. Поскольку карьерный песок имеет влажность более 4,5 % , сушка является необходимой стадией процесса подготовки песка. Для сушки песка применяют преимущественно сушильные барабаны.

Барабан вращается со скоростью 2 – 8 об/мин. Песок , поступающий через течку в наиболее высокую часть барабана, при вращении перемещается и просушивается дымовыми газами.

Температура сушки песка 700- 800◦ С . Температура высушенного песка 85-90◦ С. Производительность барабана до 12т/ч.

При просеивании из песка удаляются крупные зерна. Грохочение является обычно вспомогательным процессом при обогащении песка. В настоящее время применяют вибрационные , барабанные или жироскопические грохоты с ситами, имеющими 81 отверстие на 1 см2. Просеянный песок хранят в бункерах.

Подготовка известняка, доломита и мела.

Известняк, доломит и другие кусковые материалы обрабатывают по следующей схеме: дробление – сушка – тонкий помол – грохочение – магнитная сепарация.

Мел даже при влажности 10-15 % становится мягким и липким, поэтому его, как правило, не подвергают дроблению. Если мел поступает на завод в крупных кусках, его разрезают лопатой на более мелкие куски, сушат, размалывают и просеивают.

Доломит и известняк из склада грейферным краном загружают в приемный бункер, откуда лотковым питателем передают в щековую дробилку.

Дробилки подбирают исходя из физических свойств обрабатываемого материала, его хрупкости и требуемой производительности.

При дроблении породу измельчают на куски величиной примерно с крупный орех. Это облегчает сушку сырья и ускоряет последующую операцию – помол.

Для сушки известняка, мела и доломита применяют те же сушильные барабаны, что и для сушки песка.

Производительность сушильного барабана для материалов известковой группы в 4-5 раз ниже, чем для песка, так как эти материалы полностью пропитываются влагой. Температура сушки мела, известняка и доломита не должна превышать 400◦ С, при более высоких температурах начинается термическая диссоциация этих материалов.

Для тонкого помола материалов используют молотковые дробилки или шаровые мельницы. Молотковые дробилки устанавливают непосредственно под разгрузочной камерой сушильных барабанов. Загрузка в шаровую мельницу осуществляется ленточным питателем из промежуточного бункера. Для помола доломита рекомендуются шаровые мельницы .

После помола материалы элеватором подают на контрольный просев, причем отсевы с грохота по течке возвращаются в помольные агрегаты, а

годный продукт шнеком распределяется по бункерам или силосам. Измельченные доломит и известняк подвергают просеву сквозь сито с количеством отверстий не менее 64 на 1 см2, а мел – сквозь сито с 49 отверстиями.

Подготовка соды.

Сода поступает на заводы в измельченном виде либо в мешках, либо в специальных автомашинах – содовозах (по типу цементовозов). Со склада мешки с содой доставляются электропогрузчиками к установке для растаривания. Здесь они механически вспарываются и сода транспортируется к элеватору , который подает ее на двухситный грохот с ситами. Нижнее сито является контрольным, предотвращающим попадание крупных частиц материала в случае дефекта верхнего сита.

Материал , прошедший через сита, поступает в бункер, а отсевы отправляются на домол в молотковую дробилку. Транспортировку просеянной соды в силос для хранения целесообразно осуществлять пневмотранспортом вакуумного или нагнетательного действия. Осаждение материала из воздушной смеси происходит в циклоне, окончательная очистка воздуха от пыли осуществляется в рукавных фильтрах. Диаметр силоса 12м; полезная высота 24м.                       

                     Подготовка сульфата натрия.

Сульфат натрия доставляют на завод преимущественно в таре, а иногда навалом. Поскольку сульфат, доставляемый навалом, неоднороден по химическому составу, его следует усреднять путем послойного складирования.

Для приготовления шихты сульфат должен быть измельчен и просеян сквозь сито с количеством отверстий не менее 36 на 1 см2.

Если сульфат поступает на завод уже подготовленным, то, как и при подготовке соды, мешки подают к установке для растаривания. Сульфат просеивают на грохоте и хранят в бункерах. Для очистки воздуха от пыли применяют два последовательно установленных циклона. Окончательная очистка происходит в бачке с водой водокольцевого вакуум-насоса.

Вся система пневмотрассы работает под разрежением, поэтому пыль из неплотностей не выбивается, что благоприятно сказывается на условиях труда рабочих. 

Подготовка угля.

Уголь древесный или каменный измельчают в молотковой дробилке и просеивают на грохоте сквозь сито с 64 отверстиями на 1 см2. При хранении угля , его транспортируют подобно сульфату пневматически. Вакуум-транспорт угля и герметизации всего оборудования позволяют избежать засорения воздуха в помещениях угольной пылью.

Подготовка стекольного боя.

Используемый для варки стекла бой тщательно очищают от посторонних примесей и кусков стекла с включениями крупного камня. Сильно загрязненный бойпромывают. Бой с большим количеством железистых включений перед промывкой обезжелезивают. Бой стекла рекомендуется измельчать и вводить в смеситель как компонент шихты с крупностью кусков менее 10 мм. Для дробления может быть использована щековая дробилка со щеками, на которые наварены твердые сплавы, и вибрирующим лотком для направления падающего боя в ящик-приемник. Химический состав боя должен соответствовать составу основного стекла, к которому он добавляется.

Во избежание загрязнения стекломассы ее выпускают из карманов на предварительно очищенные площадки, посыпанные тонким слоем шихты. Для заделки леток употребляют специальные пробки, изготовленные из увлажненной шихты.

                      Подготовка прочих сырьевых материалов.

 Прочие кусковые сырьевые материалы подготавливают так же, как известняк и доломит, а сыпучие материалы, например поташ и пегматит, как соду.

 Вспомогательные сырьевые материалы (красители, обесцвечиватели и др.) в большинстве своем являются искусственными продуктами и не нуждаются в подготовительных операциях.

Шихта представляет собой однородную увлажненную смесь, полученную при смешивании дозированных обработанных сырьевых материалов (кварцевого песка, кальцинированной соды, доломита, мела, полевого шпата, сульфата натрия, гранулированного угля). Технологический процесс подготовки шихты производится на дозировочно-смесительных линиях. Дозирование компонентов шихты производится в соответствии с циклограммой отвеса шихты, рассчитанной согласно заданному химическому составу стекла и химическому анализу сырьевых материалов в соответствии с СТП-307.Подача шихты на стекловаренные печи должна производиться ритмично в соответствии с заданным уровнем стекломассы в ванных печах и съемом стекломассы. Давление компрессорного воздуха на линии дозирования должно быть 5 кгс/см2. Воздух должен быть осушен, точка росы должна быть не выше минус 20⁰С.

Нормативные требования.

Выбор кварцевого песка для применения его в качестве компонента сухих строительных смесей производят на основании оценки свойств песков в соответствии с ГОСТ 8735-88 «Песок для строительных работ. Методы испытаний». Пробы песка взвешивают с погрешностью 0,1 % массы и высушивают до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре (105±5)°С.
Модуль крупности определяют путем рассева песка на стандартном наборе сит. Высушенную до постоянной массы пробу песка просеивают через сита с круглыми отверстиями диаметром 10 и 5 мм. Остатки на ситах взвешивают и вычисляют содержание в песке фракций гравия с размером зерен от 5 до 10 мм Грю и свыше 10 мм Грю, % по массе.

Песок не должен содержать посторонних засоряющих примесей. Допустимое содержание пород и минералов, относимых к вредным компонентам и примесям, в песке, используемом в качестве заполнителя для бетонов и растворов, не должно превышать следующих значений:
- аморфные разновидности диоксида кремния, растворимого в щелочах (халцедон, опал, кремень и др.) - не более 50 ммоль/л;
- сера, сульфиды, кроме пирита (марказит, пирротин и др.), и сульфаты (гипс, ангидрит и др.) в пересчете на S03 - не более 1,0 %, пирит в пересчете на S03 - пс более 4 % по массе;
- слюда - не более 2 % по массе:
- галлоидные соединения (галит, сильвин и др.), включающие в себя водорастворимые хлориды, в пересчете на ион хлора - не более 0,15 % по массе;
- уголь - не более 1 % по массе;
- органические примеси (гумусовые кислоты) - менее количества, придающего раствору гидроксида натрия (колориметрическая проба по ГОСТ 8267) окраску, соответствующую цвету эталона или темнее этого цвета. Использование песка, не отвечающего этому требованию, допускается только после получения положительных результатов испытаний песка в бетоне или растворе на характеристики долговечности.
           Несоблюдение стандарта преследуется по закону.
Настоящий стандарт распространяется на мел и устанавливает виды, марки, основные технические требования и преимущественные области применения его в народном хозяйстве.
Мел представляет собой разновидность слабоцементированной мажущейся тонкозернистой карбонатной породы, состоящей в основном из карбоната кальция природного происхождения или полученного искусственным путем.