Способ синтеза фосфатных стекол

Способ синтеза фосфатных стекол

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

изов кткния " 697406

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву

Республик и

// (51)М. Кл.

С 03 В 5/00

С 03 В 1/00 (22) Заявлено 220328 (21) 2592985/29-33 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.11.79. Бюллетень ЙЯ 42

Дата опубликования описания 15,1179 (53) УДК 666.1 031 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Н. В. Бережная, Е. Г. Бондаренко, И. И. Лейна, В.A. Каплун, Л.М. Козлова и В.С. Шашкин (71) Заявитель (54) СПОСОБ СИНТЕЗА ФОСФАТНЫХ СТЕКОЛ

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к области стекловарения, преимущественно оптического, и может быть использовано для производства стекол, содержащих в качестве основного компонента фосфорный ангидрид.

Известен способ получения фосфатных стекол, заключающийся в перемешивании смеси сухих компонентов с заданным количеством ортофосфорной кислоты (1).

При таком способе часть сухих компонентов шихты реагирует с сртофосфорной кислотой, в результате чего образуется шихта, имеющая сметанообразную консистенцию. Недостатками этого способа являются неоднородность шихты, вызывающая значительную неоднородность образующейся стекломассы, для гомогенизации которой требуется длительное перемешиваниет большая длительность развара шихты и необходимая для этого высокая температура, что усиливает раэъедание огнеупора, вызывает появление дополнительной неоднородности стекломассы и увеличение содержания в ней вредных примесей; нестабильность шихты, а именно склонность к расслоению и цементации при длительном хранении, что приводит к необходимости приготовления шихты непосредственно перед варкой стекла; невозможность механизации и автоматизации загрузки шихты в стекловаренную печь.

Наиболее близким по технической . сущности к предлагаемому является способ синтеза фосфатных стекол иэ водного шлама, получаемого последовательным добавлением в раствор ортофосфорной кислоты окислов кальция0 натрия и алюминия (2).

Недостатком этогэ способа является неоднородность шихты, представляющей собой шлам или суспенэию, содержащую 40-60% твердых частиц, что неминуемо влечет появление непровара и неоднородность образующейся стекломассы, а значит и длительную гомогениэацию расплава, а также невозможность организации непрерывной варки стекла и необходимость дополнительной операции выпаривания смеси °

Цель изобретения — повышение производительности процесса, увеличение срока службы огнеупора печи и

697406 со скоростью

15

25

Сырьевой ма риал, химич кая формула ъе

) тr л

10 а, 1,28

1,21

A (ИО )ь 9НЬО 261,3

Ca(NO>)> 4Н О 337,6

140

100

1,39

420

NaNOy

LiNO ° ЗН О н во

ЛдИО

265,8

64 8

46,2

17,6

1,14

25

l,52

700

1 50

55,6О

65 увеличение выхода годного стекла, а также улучшение условий труда.

Поставленная цель достигается тем, что перед растворением в ортофосфорной кислоте осуществляют приготовление водных растворов каждой соли и гидроокиси металла, а загрузку раствора шихты в печь производят

Ч 0 3 tD 0 5 tD " / где t — температура расплава, С;

D — диаметр нарочного сосуда,м; вязкость расплава, Пз.

Для обеспечения стабильности растворов при их длительном хранении и уменьшения вязкости раствора шихты, что создает возможность доэиронания, концентрацию каждого компонента в водном растворе делают в 1,1

1,6 раза меньше концентрации соответствующего насыщенного растнора при 20 С.

Пример 1. При варке фосфатНОго оптического стекла, имеющего синтетический состав, масс.Ъ: Р O

70 О, AQ 0 — 7 1, CaO — 8 О, 2,6 Ag Π— 1,3, готовят (без нагревания) водные растворы, укаэанные в таблице.

Затем сливают указанные водные растворы с 1062, 8 г 90Ъ-ной ортофосфорной кислоты и получают раствор шихты. Перед началом заливки раствора шихты напланляют бой стекла, покрывающий дно тигля слоем в 50,80 мм. Залинку раствора шихты в тигель производят через дозировочную трубку, при диаметре тигля 180 мм, температуре расплава 1000 С и его,вязкости 32 Пэ. Раствор шихты заливают со скоростью 2 л/ч (V = 0 35 — ).

tD

Ф

При этом диаметр пятна кипящего шихтного раствора на поверхности расплана 45 мм, а диаметр пятна, в пределах которого идут процессы стеклообразования, 135 мм.

Таким образом, контакт раствора и разнаринающейся шихты с огнеупором исключается.

Способ синтеза стекла по этому способу позволяет снизить температуру заливки шихты на 100-150 по сравнению с известными способами.

Кроме того способ позволяет исключить операцию барботирования расплава кислородом, необходимую при осуществлении известных способов для предотвращения восстановления геребра до атомарного состояния. В результате общая длительность варки сокращается на 3 час. Унеличение стойкости огнеупора приводит к уменьшению числа потечек и к появлению возможности повторного испольэонания огнеупорнь.х тиглей.

Исключается введение сухих сырьеных материалов н ортофосфорную кислоту. При сливании заранее приготовленных водных растворов с ортофосфор. ной кислотой величина открытой поверхности кислотного раствора и длительность процесса составления шихты зна чительно сокращается что улучшает условия труда шихтовщиков.

Исключается ручная загрузка неоднородной шихты, что значительно улучшает условия труда стекловаров.

Пример 2. При варке н электрической ванной печи с косвенным нагревом фосфатного оптического стекла, состав которого приведен выше, составление шихтного раствора производят так же, как описано н примере l*

При внутреннем диаметре бассейна варки 200 мм, температуре стекломассы в нем 1100 и вязкости 17 Пэ заливку шихтного раствора недут со скоростью 6 л/ч (V = 0,46- - ), что обесtD печинает выработку 3 кг стекла н час при ожидаемом увеличении ныхода годного стекла в плитках (по отношению к сваренному стеклу) с 30% по изветстному способу до 70-803 по данному способу.

Использование способа синтеза фосфатных стекол дает ло сравнению с существующими способами а) воэможность осущестнления непрерывного процесса варки и выработки фосфатных оптических стекол, что значительно сокращает затраты на их производство, и воэможность автоматизации и механизации технологического процесса! обеспечивает увеличение выхода годного стекла как при непрерыв697406

Составитель Р, Мелкон ян

Техред Л.Алферова Корректор М. (:(ар оши

Редактор Л. Веселовская

Заказ 6539/3

Тираж 556 Подписное ((. (ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130)5i Москва, Ж-35 Раушская наб.z д. 4 5

Филиал П((П Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,4 ной, так и при периодической варке, а также улучшает условия труда.

Непрерывный процесс варки и увеличение выхода годного стекла обес- . печивают снижение себестоимости заготовок из фосфатных оптических стекол не менее чем на 15%, что дает годовой экономический эффект не менее 240 тыс. руб.

Формула изобретения

1. Способ синтеза фосфатных стекол путем загрузки в печь шихты в виде раствора солей и гидроокисей металлов в ортофосфорной кислоте с последующей термообработкой, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, увеличения срока службы огнеупора печи и увеличения выхода годного стекла, а также улучшения условий труда, перед растворением в ортофосфорной кислоте осуществляют npuro-.îâëåíèå водных растворов каждой соли и гидроокиси металла, а загрузку раствора в печь производят со

cKcpocTb30 tD p г

Ф (1 / Ф

0 3 — —; ." — л/час где — температура расплава, С (D — диаметр варочного сосуда,м(вязкость расплава, Пз.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения стабильности раствора шихты, обеспечивают концентрацию каждого компонента в водном растворе в 1,11,6 раза меньше концентрации соответствующего насыщенного раствора при 20 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Физико-химические основы производства оптического стекла. Под ред. Л.И. Демкиной, Л., 1976, с. 275.

2. Патент С(((А Р 3360332, кл. 32 в 3/00, опубл. 1967 (прототип).