Силикатная промышленность. Стекло

“Пою перед Тобой в восторге похвалу

Не камням дорогим, ни злату, но стеклу”.

М.В. Ломоносов

СТЕКЛО

Сырье для производства стеклянных изделий – различные природные минералы, обязательно содержащие SiO₂.

Основное сырье: песок SiO₂, известняк CaCO₃, магнезит MgCO₃, доломит MgCO₃∙CaCO₃ сода Na₂CO₃, сульфат натрия Na₂SO₄, поташ K₂CO₃, свинцовый глет PbO, борная кислота Н₃ВО₃, бура Na₂B₄O₇ ∙10H₂O и др.

Вспомогательное сырье: глушители (SnO₂, Ca₃(PO₄)₂, тальк – для придания матовости), осветлители и др.

Стадии производства:

Подготовка сырья – промывают, сушат (речной песок – кварц предварительно промывают для удаления глины и оксидов железа)

Составление шихты - дробят, размалывают, перемешивают

Варка стекла – процесс расплавления шихты до образования однородной массы. Происходят сложные химические процессы. При 250°С начинается реакция

MgCO₃ + Na₂CO₃ → MgNa₂(CO₃)₂

CaCO₃ + Na₂CO₃ → CaNa₂(CO₃)₂

Образующиеся двойные соли взаимодействуют с кварцевым песком:

MgNa₂(CO₃)₂ + 2SiO₂ → MgSiO₃ + Na₂SiO₃ + 2CO₂

CaNa₂(CO₃)₂ + 2SiO₂ → CaSiO₃ + Na₂SiO₃ + 2CO₂

Параллельно происходит:

MgCO₃ + SiO₂ → MgSiO₃ + CO₂

CaCO₃ + SiO₂ → CaSiO₃ + CO₂

В составе стекла, они находятся в виде силикатов.(Слайд 12-13)

При температуре 750-900^oС разлагаются не вступившие в реакцию MgCO₃ и CaCO₃, сода взаимодействует с песком, а избыток SiO₂ растворяется в расплаве силикатов. При дальнейшем нагревании (1200-1500^oС) начинается процесс гомогенизации (выравнивание состава) за счет диффузии и удаление пузырьков газа (процесс осветления). Затем стекломасса идет на изготовление различных изделий.

Видео Производство стекла

Формование изделий:

 - вытягивание (листовое оконное стекло, стеклянные палочки и трубочки), прокат (листовое стекло, зеркальное стекло), 

Видео Как это сделано. Листовое стекло

- выдувание (химическая и тарная посуда, колбы для электроламп), 

Видео Как это сделано. Дутое стекло

- прессование (формование) - самый простой способ выработки изделий (банки, стаканы, изоляторы, пуговицы), более подробно с процессом можно познакомиться тут

Видео

- отливку (архитектурные, художественные изделия, линзы очков, микроскопов, телескопов).

Здесь вы можете ознакомиться с процессом отливки стекла
Этот ресурс рассказывает о производстве оптического стекла на ОАО «Лыткаринский завод оптического стекла» (ЛЗОС)

Видео "Свойства стекол разного вида"

Цветное стекло

ОКРАСКА	ДОБАВКИ
КРАСНО-РУБИНОВАЯ	Au, Cu (в коллоидном состоянии), микрокристаллы CdS ∙ CdSe
ЖЕЛТАЯ	Ag (в коллоидном состоянии)
РОЗОВАЯ	Se (в коллоидном состоянии)
ЖЕЛТАЯ	СrO3, NiO, Fe2O3, Ce2O3
ЗЕЛЕНАЯ	Cr2O3, CuO, Fe2O3
СИНЯЯ	CuO, CoO
ФИОЛЕТОВАЯ	NiO, Mn2O3, Nd2O3
РОЗОВАЯ	СoO, MnO, Er2O3
КОРИЧНЕВАЯ	Fe2O3, FeS, Ti2O3, Bi2S3