RU2191755C1 - Process of production of phosphate glasses - Google Patents
Process of production of phosphate glasses Download PDFInfo
- Publication number
- RU2191755C1 RU2191755C1 RU2001135953A RU2001135953A RU2191755C1 RU 2191755 C1 RU2191755 C1 RU 2191755C1 RU 2001135953 A RU2001135953 A RU 2001135953A RU 2001135953 A RU2001135953 A RU 2001135953A RU 2191755 C1 RU2191755 C1 RU 2191755C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- carried out
- phosphate
- pulp
- salts
- Prior art date
Links
- 239000005365 phosphate glass Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 39
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 17
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 30
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 23
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 23
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 claims abstract description 22
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 20
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 35
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 12
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 8
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 8
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 6
- 238000010411 cooking Methods 0.000 claims description 5
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 claims description 5
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical group 0.000 claims description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 abstract 2
- 238000005816 glass manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 14
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 8
- AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L barium carbonate Chemical compound [Ba+2].[O-]C([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 5
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000002367 phosphate rock Substances 0.000 description 4
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000011181 potassium carbonates Nutrition 0.000 description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 3
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate Chemical compound [Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001981 cobalt nitrate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 2
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 2
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L nickel sulfate Chemical compound [Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910000363 nickel(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 229940072033 potash Drugs 0.000 description 2
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K potassium phosphate Substances [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus decaoxide Chemical compound O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000080590 Niso Species 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N ammonium dihydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].OP(O)([O-])=O LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000387 ammonium dihydrogen phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L dipotassium hydrogen phosphate Chemical compound [K+].[K+].OP([O-])([O-])=O ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 125000005341 metaphosphate group Chemical group 0.000 description 1
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 235000019837 monoammonium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000006012 monoammonium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 1
- 150000003003 phosphines Chemical class 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001863 plant nutrition Effects 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 235000011009 potassium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 1
- QYHFIVBSNOWOCQ-UHFFFAOYSA-N selenic acid Chemical compound O[Se](O)(=O)=O QYHFIVBSNOWOCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
- C03C3/16—Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химической отрасли производства стекла, а точнее к вопросам отработки технологических режимов получения шихты для синтеза фосфатных стекол в условиях крупнотоннажного производства. The invention relates to the chemical industry of glass production, and more specifically to the development of technological modes for producing a mixture for the synthesis of phosphate glasses in large-scale production.
Одним из перспективных типов стекол, используемых в различных отраслях промышленности, являются фосфатные стекла (см. например, "Химическая технология стекла и ситаллов". / Под ред. Н.М. Павлушкина. - М.: Стройиздат, 1983). На их основе созданы лазерные, дозиметрические, цветные, увиолевые и другие типы оптических материалов, а также стеклообразные удобрения пролонгированного действия с регулируемой скоростью растворения и имеющие в своем составе микроэлементы, необходимые для питания растений. One of the promising types of glasses used in various industries are phosphate glasses (see, for example, Chemical Technology of Glass and Glasses. / Under the editorship of NM Pavlushkina. - M .: Stroyizdat, 1983). Based on them, laser, dosimetric, color, uviol and other types of optical materials were created, as well as glassy fertilizers of prolonged action with an adjustable dissolution rate and containing microelements necessary for plant nutrition.
В химической технологии стекла известны различные способы производства фосфатных стекол. Например, патент США 3360332, 26.12. 1967. "СМЕШАННО -КАТИОННЫЕ ФОСФАТНЫЕ СТЕКЛА". In the chemical technology of glass, various methods for producing phosphate glasses are known. For example, US patent 3360332, 26.12. 1967. "MIXED-CATION PHOSPHATE GLASSES."
Согласно этому изобретению в процессе производства фосфатных стекол, в состав которых входят Р2О5, Na2O, CaO и Аl2О3, причем показатели Р2О5 составляют от 45 до 50%, водная суспензия шихты, содержащая данные показатели, нагревается в печи до температуры плавления для получения чистых расплавленных масс, после чего они быстро охлаждаются для получения вышеуказанных фосфатных стекол. Процесс приготовления водной суспензии шихты усовершенствован путем добавления оксид кальция в кислый фосфат, имеющий эффективную концентрацию от 50 до 75% фосфорной кислоты, затем оксид натрия и вслед за этим оксид алюминия, в результате чего получается однородная, текучая, невязкая смесь, являющаяся водной суспензией данных фосфатных стекол, которая легко перекачивается в печь. Показатели P2O5 составляют от 46,5 до 48,5%. В данную смесь добавляется алюминий в виде однородной водной смеси, не содержащей комочков и мелких твердых частиц. Смесь содержит от 46,5 до 48,5% фосфора в пересчете на Р2О5, от 35,5 до 44,5% натрия в пересчете на Na2O, от 1 до 4,25% алюминия в пересчете на Аl2О3 и от 4 до 15% кальция в пересчете на СаО.According to this invention, in the production process of phosphate glasses, which include P 2 O 5 , Na 2 O, CaO and Al 2 O 3 , wherein the P 2 O 5 values are from 45 to 50%, an aqueous charge suspension containing these indicators, it is heated in the furnace to its melting point to obtain pure molten masses, after which they are rapidly cooled to obtain the above phosphate glasses. The process of preparing an aqueous mixture suspension is improved by adding calcium oxide to acid phosphate having an effective concentration of 50 to 75% phosphoric acid, then sodium oxide and then aluminum oxide, resulting in a homogeneous, flowing, inviscid mixture, which is an aqueous suspension of data phosphate glass, which is easily pumped into the furnace. Indicators of P 2 O 5 range from 46.5 to 48.5%. Aluminum is added to this mixture in the form of a homogeneous aqueous mixture that does not contain lumps and small solid particles. The mixture contains from 46.5 to 48.5% phosphorus in terms of P 2 O 5 , from 35.5 to 44.5% sodium in terms of Na 2 O, from 1 to 4.25% aluminum in terms of Al 2 About 3 and from 4 to 15% calcium in terms of CaO.
К недостаткам такого способа можно отнести получение нестабильной неоднородной, склонной к расслоению шихты. Например, согласно требованиям нормали НО 2752-69 "Стекло оптическое цветное"- допустимые отклонения в содержании Р2О5 составляют (плюс-минус 10%). При отсутствии перемешивания твердые частицы оседают на дно сосуда, что влечет за собой неоднородность и значительное изменения состава и свойств стекломассы.The disadvantages of this method include obtaining an unstable heterogeneous, prone to stratification of the charge. For example, according to the requirements of normal НО 2752-69 "Optical color glass" - the permissible deviations in the content of Р 2 О 5 are (plus or
Эта проблема усугубляется еще и тем, что сравнительно небольшие изменения в количестве добавок, таких, например, как оксид алюминия, оказывает большое воздействие на физические свойства полученного в результате стекла. Таким образом даже малейшие изменения в консистенции шихты или наличие в ней небольшого количества комков ведет к серьезным изменениям свойств конечного продукта. This problem is compounded by the fact that relatively small changes in the amount of additives, such as, for example, aluminum oxide, have a great effect on the physical properties of the resulting glass. Thus, even the smallest changes in the consistency of the mixture or the presence of a small number of lumps in it leads to serious changes in the properties of the final product.
Наиболее близким техническим решением является способ, предложенный в авт. св. СССР 697406, 22.03.1978, С 03 В 5/00, С 03 В 1/00, "Способ синтеза фосфатных стекол", взятый авторами за прототип. Способ синтеза фосфатных стекол путем загрузки в печь шихты в виде раствора солей и гидроокисей металлов в ортофосфорной кислоте с последующей термообработкой отличается тем, что с целью повышения производительности процесса, увеличения срока службы огнеупоров и увеличения выхода годного продукта, а также улучшения условий труда перед растворением в ортофосфорной кислоте осуществляют приготовление водных растворов каждой соли и гидроокиси металла, а загрузку раствора в печь производят со скоростью (0,3...0,5)tD/η л/ч, где t - температура расплава oС, D- диаметр варочного сосуда, м, η- вязкость расплава, П.The closest technical solution is the method proposed in ed. St. USSR 697406, 03/22/1978, C 03 V 5/00, C 03 V 1/00, "Method for the synthesis of phosphate glasses", taken by the authors as a prototype. The method for synthesizing phosphate glasses by loading the mixture into the furnace in the form of a solution of salts and metal hydroxides in phosphoric acid with subsequent heat treatment differs in that in order to increase the productivity of the process, increase the service life of refractories and increase the yield of the product, as well as improve working conditions before dissolving in phosphoric acid prepare aqueous solutions of each salt and metal hydroxide, and the solution is loaded into the furnace at a speed of (0.3 ... 0.5) tD / η l / h, where t is the temperature melt o С, D- diameter of the cooking vessel, m, η- melt viscosity, P.
Способ также отличается тем, что с целью повышения стабильности раствора шихты обеспечивают концентрацию каждого компонента в водном растворе в 11-1,6 раза меньше концентрации соответствующего насыщенного раствора при 20oС.The method also differs in that in order to increase the stability of the mixture solution, the concentration of each component in the aqueous solution is 11-1.6 times lower than the concentration of the corresponding saturated solution at 20 o C.
Особенно существенным недостатком при производстве фосфатных стекол является необходимость работы с жидкой шихтой на основе фосфорной кислоты или использование крайне гигроскопичного и летучего пятиоксида фосфора. Попытки применения моноамонийфосфата в качестве шихтного материала также дали отрицательные результаты ввиду возникающих в этом случае восстановительных условий, кристаллизации стекломассы и выделения летучих фосфинов. A particularly significant drawback in the production of phosphate glasses is the need to work with a liquid mixture based on phosphoric acid or the use of extremely hygroscopic and volatile phosphorus pentoxide. Attempts to use monoammonium phosphate as a charge material have also yielded negative results due to the reducing conditions that arise in this case, crystallization of glass mass, and the release of volatile phosphines.
Медленное химическое взаимодействие тугоплавких компонентов шихты -оксидов кальция, магния, ортофосфатов, оксидов переходных металлов с фосфорной кислотой в процессе высокотемпературного синтеза, необходимого для достижения метафосфатной структуры расплава, приводит к увеличению времени варки и требует повышенных температур до 1350oС. Это в свою очередь существенно повышает летучесть компонентов и делает технологический процесс экологически вредным и опасным для обслуживающего персонала.The slow chemical interaction of the refractory components of the mixture — oxides of calcium, magnesium, orthophosphates, transition metal oxides with phosphoric acid during the high-temperature synthesis necessary to achieve the metaphosphate structure of the melt, increases the cooking time and requires elevated temperatures to 1350 o C. This in turn significantly increases the volatility of components and makes the process environmentally harmful and dangerous for staff.
Следует также учитывать, что для синтеза фосфатных стекол используются водные концентрированные (75-86 мас.%) растворы ортофосфорной кислоты Н3РO4. Необходимость испарения воды в процессе варки стекла ведет не только к пенообразованию в расплаве, но и существенно увеличивает энергозатраты при производстве, которые достигают 40 кДж на 1 кг готового стекла.It should also be noted that for the synthesis of phosphate glasses, aqueous concentrated (75-86 wt.%) Solutions of orthophosphoric acid H 3 PO 4 are used . The need for water evaporation in the process of glass melting leads not only to foaming in the melt, but also significantly increases energy costs in production, which reach 40 kJ per 1 kg of finished glass.
По перечисленным причинам производство фосфатных стекол не может осуществляться на серийных стекольных заводах, т.к. требуется наличие специализированных шихтовальных участков и дополнительных мер защиты персонала. For these reasons, the production of phosphate glasses cannot be carried out at serial glass factories, as requires specialized batch sites and additional personnel protection measures.
В связи с этим цель настоящего изобретения - изготовить сухую, сыпучую однородную шихту, пригодную для преобразования в фосфатное стекло в условиях крупнотоннажного стекольного производства. Такая форма шихты более удобна для дальнейшей обработки, транспортировки, хранения. Конечной задачей предложенного способа является повышение производительности процесса, снижение летучести компонентов, повышение выхода стекломассы при уменьшении времени синтеза и снижении энергозатрат, а также улучшение условий труда за счет использования сухой шихты. In this regard, the purpose of the present invention is to produce a dry, free-flowing homogeneous mixture suitable for conversion to phosphate glass under conditions of large-capacity glass production. This form of charge is more convenient for further processing, transportation, storage. The ultimate goal of the proposed method is to increase the productivity of the process, reduce the volatility of the components, increase the yield of glass melt while reducing the synthesis time and reducing energy consumption, as well as improving working conditions through the use of a dry charge.
Поставленная цель достигается тем, что способ производства фосфатных стекол включает подготовку стекольной шихты на основе ортофосфорной кислоты, оксидов и солей металлов, варку шихты и выработку стекломассы. Способ отличается тем, что подготовку стекольной шихты проводят в три стадии:
на первой стадии отдельно готовят фосфатную пульпу на основе ортофосфорной кислоты и оксидов элементов 3-5-й групп Периодической системы и/или одной из солей щелочноземельных металлов,
и отдельно готовят щелочную суспензию на основе раствора солей щелочных металлов и солей щелочноземельных и/или легирующих переходных металлов;
на второй стадии проводят нейтрализацию фосфатной пульпы щелочной суспензией путем смешивания этих растворов;
на третьей стадии осуществляют процесс сушки нейтрализованного раствора пульпы, включающий подогрев и упарку раствора до получения сухой шихты с массовой долей воды не более 3% и прокаливание шихты до завершения химических взаимодействий;
последующую варку полученной сухой шихты ведут до достижения однородного расплава при 800 - 1250oС.This goal is achieved by the fact that the method for the production of phosphate glasses includes the preparation of a glass charge based on phosphoric acid, metal oxides and salts, cooking the mixture and the production of molten glass. The method is characterized in that the preparation of the glass charge is carried out in three stages:
at the first stage, phosphate pulp is separately prepared on the basis of phosphoric acid and oxides of elements of the 3-5th groups of the Periodic system and / or one of the salts of alkaline earth metals,
and separately preparing an alkaline suspension based on a solution of salts of alkali metals and salts of alkaline earth and / or alloying transition metals;
in the second stage, the phosphate pulp is neutralized with an alkaline suspension by mixing these solutions;
at the third stage, the process of drying the neutralized pulp solution is carried out, including heating and evaporation of the solution to obtain a dry mixture with a mass fraction of water of not more than 3% and calcining the mixture to complete chemical interactions;
subsequent cooking of the resulting dry mixture is carried out until a homogeneous melt is obtained at 800 - 1250 o C.
Дополнительными отличиями способа являются: фосфатная пульпа содержит, мас.%:
Ортофосфорная кислота (не менее 20%-ной концентрации Р2O5) - 80-90
Оксиды элементов 3-5-й групп или соль щелочноземельных металлов - 10-20
в качестве соли щелочноземельных металлов могут быть использованы ортофосфаты щелочноземельных металлов;
щелочная суспензия содержит, мас.%:
Раствор соли щелочного металла (40-50%-ной концентрации) - 80-85
Соли щелочноземельных и/или легирующих переходных металлов - 15-20
процесс нейтрализации фосфатной пульпы щелочной суспензией проводится до значения рН нейтрализованного раствора пульпы в пределах 2,6 - 5,5; процесс сушки нейтрализованного раствора пульпы также включает в себя стадию грануляции, которую проводят после подогрева и частичной упарки до получения сухой гранулированной шихты;
стадия грануляции проводится в сушильных барабанах при 120-180oС до получения сухой гранулированной шихты с гранулами диаметром 1 - 6 мм;
процесс сушки нейтрализованного раствора пульпы включает подогрев и упарку раствора, ведется при 100-250oС до удаления свободной воды из раствора, затем проводится процесс прокаливания при 550-650oС до завершения химического взаимодействия компонентов, разложения карбонатов, удаления гидратной воды и углекислого газа;
подготовка стекольной шихты также включает специальную стадию внесения микродобавок, составляющих 1-3% от общего состава, в качестве которых используются соли и/или оксиды переходных металлов.Additional differences of the method are: phosphate pulp contains, wt.%:
Phosphoric acid (at least 20% concentration of P 2 O 5 ) - 80-90
Oxides of elements of the 3-5th group or a salt of alkaline earth metals - 10-20
as a salt of alkaline earth metals, orthophosphates of alkaline earth metals can be used;
alkaline suspension contains, wt.%:
Alkali metal salt solution (40-50% concentration) - 80-85
Salts of alkaline earth and / or alloying transition metals - 15-20
the process of neutralizing phosphate pulp with an alkaline suspension is carried out to a pH value of the neutralized pulp solution in the range of 2.6 - 5.5; the drying process of the neutralized pulp solution also includes a granulation stage, which is carried out after heating and partial evaporation to obtain a dry granular charge;
the granulation stage is carried out in drying drums at 120-180 o C to obtain a dry granular charge with granules with a diameter of 1 to 6 mm;
the drying process of the neutralized pulp solution includes heating and evaporation of the solution, is carried out at 100-250 o C to remove free water from the solution, then the calcination process is carried out at 550-650 o C until the chemical interaction of the components, decomposition of carbonates, removal of hydrated water and carbon dioxide ;
the preparation of the glass mixture also includes a special stage of making microadditives, comprising 1-3% of the total composition, which are used salts and / or oxides of transition metals.
Предлагаемый способ производства фосфатных стекол реализован на практике при синтезе различных видов фосфатных стекол, например стеклообразных удобрений, а также цветных и увиолевых стекол оптического назначения. В таблице приведены составы некоторых синтезированных стекол. The proposed method for the production of phosphate glasses is implemented in practice in the synthesis of various types of phosphate glasses, for example glassy fertilizers, as well as non-ferrous and uvole optical glasses. The table shows the compositions of some synthesized glasses.
Пример 1. Синтез стеклообразных удобрений на основе фосфатов
Исходным сырьем для производства стеклообразных удобрений на основе фосфатов являлись следующие технические материалы:
Для приготовления фосфатной пульпы:
экстракционная фосфорная кислота (20-26% концентрации P2O5) ТУ 2121-035-00203915-2000,
- фосфоритная мука (28% концентрации Р2О5) ТУ 2183-039-00203915-99.Example 1. Synthesis of glassy phosphate-based fertilizers
The starting materials for the production of glassy phosphate-based fertilizers were the following technical materials:
For the preparation of phosphate pulp:
extraction phosphoric acid (20-26% concentration of P 2 O 5 ) TU 2121-035-00203915-2000,
- phosphorite flour (28% concentration of P 2 O 5 ) TU 2183-039-00203915-99.
Для приготовления щелочной суспензии:
- раствор поташа (калий углекислый) (47% концентрации К2СО3) ГОСТ 10690-73,
порошок магнезитовый каустический ГОСТ 1216-87.To prepare an alkaline suspension:
- potash solution (potassium carbonate) (47% concentration of K 2 CO 3 ) GOST 10690-73,
Caustic magnesite powder GOST 1216-87.
Чертеж представляет принципиальную технологическую схему способа производства стеклообразного удобрения. The drawing is a schematic flow diagram of a method of manufacturing a glassy fertilizer.
На первой стадии приготовление фосфатной пульпы проводится по расчетному соотношению фосфоритной муки и фосфорной кислоты. Предварительно взвешенная порция фосфоритной муки подается в приемный бункер, выполненный в виде воронки, и затем поступает в хранилище. Дозировка фосфорной кислоты производится в это же самое хранилище, контролируется с помощью щелевого расходомера и контролируется вентилем. В хранилище происходит реакция взаимодействия фосфорной кислоты и компонентов фосфоритной муки. At the first stage, the preparation of phosphate pulp is carried out according to the calculated ratio of phosphate rock and phosphoric acid. A pre-weighed portion of phosphate rock is fed into the hopper, made in the form of a funnel, and then enters the storage. Phosphoric acid is dosed in the same storage facility, controlled by a slit flow meter, and controlled by a valve. In the storage, a reaction occurs between phosphoric acid and the components of phosphate rock.
Для предотвращения осаждения крупных частиц суспензии применяется механическое перемешивание раствора и барботирование воздухом. To prevent the precipitation of large particles of the suspension, mechanical stirring of the solution and sparging with air are used.
Приготовление щелочной суспензии осуществляется следующим образом. Сухой поташ выгружается в поддон, растворяется горячим конденсатом, поступает в дренажную емкость и насосом перекачивается в сборник. Для приготовления раствора требуемой концентрации и температуры проводится циркуляция раствора через приемный поддон и теплообменник, после чего готовый раствор подается в хранилище. В это же хранилище дозируется предварительно взвешенный магнезитовый порошок. Необходимое количество определяется заданным соотношением калия и магния в готовом стекле. Preparation of an alkaline suspension is as follows. Dry potash is discharged into a pallet, dissolved by hot condensate, enters the drainage tank and is pumped to the collector. To prepare the solution of the required concentration and temperature, the solution is circulated through the receiving pan and heat exchanger, after which the finished solution is fed into the storage. Pre-weighed magnesite powder is dosed into the same storage. The required amount is determined by the specified ratio of potassium and magnesium in the finished glass.
На второй стадии нейтрализация фосфатной пульпы щелочной суспензией проводится путем одновременной подачи растворов с помощью насосов в аппарат САИ ("скоростной аммонизатор испаритель"), где происходит химическая реакция между свободной фосфорной кислотой и карбонатом калия с образованием фосфатов калия, а также фосфорная кислота связывается с гидроксидом магния с образованием кислого фосфата магния. Процесс нейтрализации представляется следующими основными реакциями:
Ме(I) 2СО3+Н3РO4-->Ме(I)Н2РO4+CO2+H2O;
Ме(II)О+Н3РO4-->Me(II)(HPO4)+Н2О.In the second stage, the neutralization of phosphate pulp with an alkaline suspension is carried out by simultaneous supply of solutions using pumps to the AIS apparatus (“high-speed ammonizer evaporator”), where a chemical reaction occurs between free phosphoric acid and potassium carbonate to form potassium phosphates, and phosphoric acid binds to hydroxide magnesium to form magnesium acid phosphate. The neutralization process is represented by the following main reactions:
Me (I) 2 CO 3 + H 3 PO 4 -> Me (I) H 2 PO 4 + CO 2 + H 2 O;
Me (II) O + H 3 PO 4 -> Me (II) (HPO 4 ) + H 2 O.
Степень нейтрализации фосфатной пульпы щелочной суспензией контролируется по значению рН пульпы, который поддерживается в пределах 2,5-5,5. Готовая пульпа представляет собой подвижную суспензию с вязкостью 24-25 сП ( при 60oC), плотностью 1,4-1,5 г/см3 и перекачивается центробежным насосом для дальнейшей переработки.The degree of neutralization of phosphate pulp with an alkaline suspension is controlled by the pH of the pulp, which is maintained in the range of 2.5-5.5. The finished pulp is a mobile suspension with a viscosity of 24-25 cP (at 60 o C), a density of 1.4-1.5 g / cm 3 and is pumped by a centrifugal pump for further processing.
На третьей стадии процесс сушки пульпы, включающий подогрев, упарку и грануляцию с получением "сухой" гранулированной шихты, осуществляется в аппарате-грануляторе суспензии (БГС), в котором готовая пульпа посредством механических форсунок диспергируется во вращающийся барабан, на завесу сухого продукта. Центрами гранулообразования являются возвращаемый высушенный продукт и часть высущенных частиц в факеле распыла. При сушке влажных гранул шихты одновременно протекают два процесса - испарение влаги (массообмен) и перенос тепла (теплоообмен). Однако в готовом продукте остается еще до 2-3% воды, связанной в виде кристаллогидратов, иначе называемой "кристаллизационная влага". Затем поднимая температуру топочных газов до 550-600oС, проводится прокаливание, при этом происходит сравнительно быстрое испарение гигроскопическай влаги (воды, связанной с солями) с поверхности гранулы. В завершение проводится классификация и охлаждение готового продукта.At the third stage, the process of drying the pulp, including heating, evaporation and granulation to obtain a "dry" granular charge, is carried out in a slurry granulator apparatus (BBC), in which the finished pulp is dispersed through a mechanical nozzle into a rotating drum, onto a curtain of dry product. Granulation centers are the returned dried product and part of the dried particles in the spray torch. When drying wet granules of a charge, two processes simultaneously occur - evaporation of moisture (mass transfer) and heat transfer (heat transfer). However, up to 2-3% of water bound in the form of crystalline hydrates, otherwise called “crystallization moisture”, remains in the finished product. Then, raising the temperature of the flue gases to 550-600 o C, calcination is carried out, while there is a relatively rapid evaporation of hygroscopic moisture (water associated with salts) from the surface of the granule. At the end, classification and cooling of the finished product is carried out.
Приготовление и грануляция микродобавок: монофосфат калия и борную кислоту просеивают через сито, взвешивают и смешивают. Затем поочередно добавляют остальные микродобавки: кобальт, цинк, марганец и др. в виде оксидов и солей. Кристаллогидраты меди, молибдена, а также селенистую кислоту предварительно растирают. После тщательного перемешивания смесь гранулируют в тарельчатом грануляторе с добавлением 20% воды. Готовые гранулы выгружают на сита и сушат в сушильном шкафу с принудительной циркуляцией при 90oС, время выдержки 10-12 ч. Расчетное количество гранулированных микродобавок смешивается с основной шихтой.Preparation and granulation of microadditives: potassium monophosphate and boric acid are sieved through a sieve, weighed and mixed. Then, in turn, the remaining microadditives are added: cobalt, zinc, manganese, etc. in the form of oxides and salts. The crystalline hydrates of copper, molybdenum, as well as selenic acid are pre-triturated. After thorough mixing, the mixture is granulated in a plate granulator with the addition of 20% water. Finished granules are unloaded on a sieve and dried in an oven with forced circulation at 90 o C, the exposure time is 10-12 hours. The estimated number of granular microadditives is mixed with the main charge.
Варка стекла в печах горшкового типа осуществляется следующим образом: загрузку шихты в шамотные горшки емкостью 25-100 л производят при 880-980oС засыпками по 10-15 кг на неполный развар предыдущей шихты. Время выдержки 1,5 ч, в течение которого происходят процессы пенообразования и гомогенизации. После окончания процесса пенообразования, т.е. выделения остаточной воды и разложения карбонатов, температуру поднимают до 1000-1150oС. Далее проводят процесс гомогенизации расплава и выработки отливкой в блок.Glass melting in pot-type furnaces is carried out as follows: the charge is loaded into chamotte pots with a capacity of 25-100 l at 880-980 o With backfill of 10-15 kg for incomplete separation of the previous charge. The exposure time of 1.5 hours, during which the processes of foaming and homogenization. After the end of the foaming process, i.e. the allocation of residual water and the decomposition of carbonates, the temperature is raised to 1000-1150 o C. Next, carry out the process of homogenization of the melt and the production of castings in the block.
Варка стекла в печах ванного типа осуществляется следующим образом. Glass melting in ovens of a bath type is carried out as follows.
Загрузку шихты производят непрерывно (~70 кг/ч), непрерывно происходит и выработка (съем) стекломассы (~ 50 кг/ч). Температура в печи 980-1030oС, площадь бассейна 7,45 м2.The charge is loaded continuously (~ 70 kg / h), and the production (removal) of glass melt (~ 50 kg / h) also occurs continuously. The temperature in the furnace is 980-1030 o C, the basin area is 7.45 m 2 .
Пример 2. Синтез увиолевых стекол с повышенным пропусканием в ультрафиолетовой области спектра. Example 2. The synthesis of uvole glass with high transmission in the ultraviolet region of the spectrum.
Исходным материалом являются реактивы марки "Ч":
Ортофосфорная кислота (73-85% концентрации P2O5), ТУ 2142-002-00209450-96.The starting material is the reagents of the brand "Ch":
Phosphoric acid (73-85% concentration of P 2 O 5 ), TU 2142-002-00209450-96.
Раствор углекислого калия (47% К2СО3 в дистиллированной воде) ГОСТ 10690-73.A solution of potassium carbonate (47% K 2 CO 3 in distilled water) GOST 10690-73.
Сухой углекислый барий (70% ВаСО3 диспергированный в дистиллированной воде до суспензии), ГОСТ 4158-72.Dry barium carbonate (70% of BaCO 3 dispersed in distilled water to a suspension), GOST 4158-72.
Сухой оксид алюминия (Аl2O3), размолотый в шаровой мельнице до размера зерен менее 100 мкм, ГОСТ 8136-85.Dry alumina (Al 2 O 3 ), milled in a ball mill to a grain size of less than 100 microns, GOST 8136-85.
Раствор азотнокислого кобальта (10% Co(NO3)2 в дистиллированной воде), ГОСТ 4528-68.A solution of cobalt nitrate (10% Co (NO 3 ) 2 in distilled water), GOST 4528-68.
Раствор сернокислого никеля (10% NiSO4 в дистиллированной воде), ГОСТ 4465-61.A solution of nickel sulfate (10% NiSO 4 in distilled water), GOST 4465-61.
Раствор насыщенной борной кислоты (Н3ВО3 в дистиллированной воде), ГОСТ 18704-78.A solution of saturated boric acid (H 3 VO 3 in distilled water), GOST 18704-78.
На первой стадии приготовление фосфатной пульпы проводится по расчетному соотношению фосфорной кислоты и оксида алюминия (суспензии углекислого бария) с контролем расходных параметров по объему и весу и механическим перемешиванием. At the first stage, the preparation of phosphate pulp is carried out according to the calculated ratio of phosphoric acid and alumina (suspension of barium carbonate) with the control of flow parameters by volume and weight and mechanical stirring.
Подготовка щелочной суспензии проводится в независимой емкости. Смешивалось расчетное соотношение растворов: углекислого калия, азотнокислого кобальта, сернокислого никеля, борной кислоты и раствора углекислого бария (оксида алюминия). The alkaline suspension is prepared in an independent container. The calculated ratio of the solutions was mixed: potassium carbonate, cobalt nitrate, nickel sulfate, boric acid and a solution of barium carbonate (aluminum oxide).
На втором этапе проводилась нейтрализация фосфатной пульпы щелочной суспензией, что обеспечивает химическое взаимодействие компонентов. Реакция сопровождается выделением тепла, приводящим к разогреву шихты до 100oС и частичному испарению воды.At the second stage, phosphate pulp was neutralized with an alkaline suspension, which ensures the chemical interaction of the components. The reaction is accompanied by heat, leading to the heating of the mixture to 100 o C and partial evaporation of water.
На третьей стадии проводятся сушка шихты, включающая подогрев и упарку, грануляция, а также прокаливание шихты по аналогии с примером 1. In the third stage, the mixture is dried, including heating and evaporation, granulation, and calcination of the mixture by analogy with example 1.
Готовая шихта классифицируется и охлаждается. Поскольку все компоненты (включая активаторы: кобальт и никель) введены на стадии приготовления щелочной суспензии, то дополнительная операция по введению микродобавок исключалась. The finished mixture is classified and cooled. Since all components (including activators: cobalt and nickel) were introduced at the stage of preparation of the alkaline suspension, an additional operation for the introduction of microadditives was excluded.
Варка стекла проводилась в кварцевых тиглях емкостью 3 л и шамотных горшках емкостью 25 л в печах периодического действия. Загрузку шихты в печь проводили при 900-950oС. Время выдержки 1,5 ч. После этого температура поднималась до 1200-1250oС.Glass was melted in quartz crucibles with a capacity of 3 l and fireclay pots with a capacity of 25 l in batch furnaces. The charge was loaded into the furnace at 900-950 o С. The exposure time was 1.5 hours. After that, the temperature rose to 1200-1250 o C.
Гомогенизация стекломассы достигалась барботированием сухим воздухом и механическим перемешиванием. Момент завершения удаления пузырей (осветление) фиксировался взятием проб. Glass homogenization was achieved by sparging with dry air and mechanical mixing. The moment of completion of the removal of bubbles (clarification) was recorded by sampling.
После этого температура в печи снижалась до 1000oС. При этой температуре стекло отливалось в металлические формы и направлялось в печь отжига с температурой 450oС. Отжиг проводился 2 ч, после этого проводилось инерционное снижение температуры.After that, the temperature in the furnace decreased to 1000 o C. At this temperature, the glass was cast into metal molds and sent to the annealing furnace with a temperature of 450 o C. Annealing was carried out for 2 hours, after which an inertial temperature decrease was carried out.
Результаты фактической реализации предлагаемого способа показывают, что выход стекломассы из "сухой шихты" составляет 85%, а из "мокрой шихты" всего около 60%. При этом фактическая себестоимость производства фосфатных стекол по данному способу на 20% ниже. The results of the actual implementation of the proposed method show that the yield of glass melt from the "dry charge" is 85%, and from the "wet charge" only about 60%. At the same time, the actual cost of production of phosphate glasses by this method is 20% lower.
Claims (6)
Ортофосфорная кислота (не менее 20% концентрации Р2О5) - 80-90
Оксиды элементов 3 - 5-й групп или соль щелочноземельных металлов - 10-20
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что щелочная суспензия содержит, мас.%:
Раствор соли щелочного металла (40-50%-ной концентрации) - 80-85
Соли щелочноземельных и/или легирующих переходных металлов - 15-20
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что процесс нейтрализации фосфатной пульпы щелочной суспензией проводится до значения рН нейтрализованного раствора пульпы в пределах 2,6-5,5.2. The method according to claim 1, characterized in that the phosphate pulp contains, by weight. %:
Phosphoric acid (at least 20% concentration of P 2 O 5 ) - 80-90
Oxides of elements of the 3rd - 5th groups or a salt of alkaline earth metals - 10-20
3. The method according to p. 1 or 2, characterized in that the alkaline suspension contains, wt.%:
Alkali metal salt solution (40-50% concentration) - 80-85
Salts of alkaline earth and / or alloying transition metals - 15-20
4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the process of neutralizing the phosphate pulp with an alkaline suspension is carried out to a pH value of the neutralized pulp solution in the range of 2.6-5.5.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001135953A RU2191755C1 (en) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | Process of production of phosphate glasses |
| PCT/RU2002/000558 WO2003053872A1 (en) | 2001-12-21 | 2002-12-17 | Method for producing phosphate glass |
| AU2002362215A AU2002362215A1 (en) | 2001-12-21 | 2002-12-17 | Method for producing phosphate glass |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001135953A RU2191755C1 (en) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | Process of production of phosphate glasses |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2191755C1 true RU2191755C1 (en) | 2002-10-27 |
Family
ID=20255011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001135953A RU2191755C1 (en) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | Process of production of phosphate glasses |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU2002362215A1 (en) |
| RU (1) | RU2191755C1 (en) |
| WO (1) | WO2003053872A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2263381C1 (en) * | 2004-05-25 | 2005-10-27 | Открытое акционерное общество "Лыткаринский завод оптического стекла" | Laser phosphate glass |
| RU2845644C1 (en) * | 2024-11-27 | 2025-08-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова"(RU) | Glass mineral fertilizer based on x-ray amorphous potassium-calcium polyphosphates |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0034053A2 (en) * | 1980-02-08 | 1981-08-19 | Fujitsu Limited | Method of producing phosphate glass and optical bodies formed therefrom |
| SU1350124A1 (en) * | 1986-01-17 | 1987-11-07 | Гомельский Государственный Университет | Luminescence glass |
| EP0433643A1 (en) * | 1989-12-20 | 1991-06-26 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for producing rare earth element-doped glass by sol-gel process |
| US5173456A (en) * | 1990-12-20 | 1992-12-22 | Schott Glass Technologies, Inc. | Phosphate glass useful in high energy lasers |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU697406A1 (en) * | 1978-03-22 | 1979-11-15 | Предприятие П/Я В-8872 | Method of synthesis of phosphate glasses |
-
2001
- 2001-12-21 RU RU2001135953A patent/RU2191755C1/en not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-12-17 AU AU2002362215A patent/AU2002362215A1/en not_active Abandoned
- 2002-12-17 WO PCT/RU2002/000558 patent/WO2003053872A1/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0034053A2 (en) * | 1980-02-08 | 1981-08-19 | Fujitsu Limited | Method of producing phosphate glass and optical bodies formed therefrom |
| SU1350124A1 (en) * | 1986-01-17 | 1987-11-07 | Гомельский Государственный Университет | Luminescence glass |
| EP0433643A1 (en) * | 1989-12-20 | 1991-06-26 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for producing rare earth element-doped glass by sol-gel process |
| US5173456A (en) * | 1990-12-20 | 1992-12-22 | Schott Glass Technologies, Inc. | Phosphate glass useful in high energy lasers |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2263381C1 (en) * | 2004-05-25 | 2005-10-27 | Открытое акционерное общество "Лыткаринский завод оптического стекла" | Laser phosphate glass |
| RU2845644C1 (en) * | 2024-11-27 | 2025-08-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова"(RU) | Glass mineral fertilizer based on x-ray amorphous potassium-calcium polyphosphates |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2003053872A1 (en) | 2003-07-03 |
| AU2002362215A1 (en) | 2003-07-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6287378B1 (en) | Method of producing synthetic silicates and use thereof in glass production | |
| US8919151B2 (en) | Process for producing glass material granules and process for producing glass product | |
| US9302926B2 (en) | Process for producing granules, method for producing molten glass and method for producing glass product | |
| US3361523A (en) | Method for producing phosphates | |
| US20170174545A1 (en) | Method for producing glass raw material granules, method for producing molten glass, and method for producing glass article | |
| US6287997B1 (en) | Method of producing synthetic silicates and use thereof in glass production | |
| CN108698873B (en) | Glass raw material granules and method for producing the same | |
| EP0078880B1 (en) | Method of making a condensed aluminium phosphate | |
| CN106430305A (en) | Production method of high-density ammonium metavanadate | |
| US2239880A (en) | Manufacture of silicates | |
| JP4219816B2 (en) | Method for producing glass and compositions for glass | |
| RU2191755C1 (en) | Process of production of phosphate glasses | |
| US7803730B2 (en) | Method of manufacturing glass and compositions thereof | |
| CA1262029A (en) | Process for the preparation of asbestiform crystalline calcium sodium metaphosphate fibers | |
| JPH0648713A (en) | Production of crystalline zirconium phosphate | |
| NO780703L (en) | PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF AN ALKALINE, GLOWED PHOSPHATE FERTILIZER | |
| US5395806A (en) | Dense, granular alkaline earth metal carbonate and alkali metal salt composition for use in glass manufacture | |
| CN109809691A (en) | Glass making procedures | |
| CN1034412C (en) | Method for prodn. of sodium silicate and aluminium hydroxide by using coal | |
| SU966075A1 (en) | Binder | |
| CN108025946B (en) | Manufacturing method of glass raw material granules, manufacturing method of molten glass, and manufacturing method of glass article | |
| CN107352796A (en) | Glass batch is granulated and production glass process and flyash and/or residue of aluminum-extracted pulverized fuel ash production glass process and glass product | |
| Melkonyan | Kanazite: A promising material for glass melting | |
| JPH07330325A (en) | Method of manufacturing inorganic builder |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111222 |