Стекольный песок

Кварцевый песок для изготовления стекла

Стекольное производство сильно зависит от состава и качества компонентов. Основной из них – кварц, модификация главного стеклообразующего элемента – диоксида кремния (кремнезёма). Именно от него зависит прозрачность стекла, а благодаря его твёрдости 7 по оценке Мооса – и высокая прочность. Для соответствия всем требованиям стекловарения, кварцевый песок обогащают до концентрации в нём кремнезёма близко к 99,8%.

Как кварцевый песок применяют в производстве стекла

Сырьём для получения песка из кварца с необходимыми характеристиками выбирают окатанный речной или морской песок, и массу дроблёного песка из измельчённых жильных пород. Из заготовленного материала вымывают мусор и механические примеси, органику и глину. Механическими оттирками снимают с зёрен плёнкообразные железистые оксиды. Магнитную сепарацию используют для отделения ферромагнитных включений.

Дальше применяют флотацию с пенообразованием – для вывода пиритов, полевых шпатов и слюды. Кислотное травление помогает убрать растворённые оксиды немагнитных металлов.

Чистый песок сушится до содержания влаги не более 0,1-0,5%, и просеивается на фракции с разными размерами. Он приобретает полупрозрачный или молочно-белый оттенок. В процессе плавки выполняются операции:

• Замешивают шихту из песка, кальцинированной соды (снизить температуру плавления), известняка (повысить химическую устойчивость и влагостойкость), доломитов (для регулирования ключевых свойств стекломассы и готовых изделий), оксидов кальция и магния – для прочности и термостойкости.
• Шихта загружается в печь при 1600°С. Потом расплавленную однородную стекломассу освобождают от газовых пузырьков для повышения качества стекла.
• Из готового расплава формируют продукцию. Его прессуют, выдувают, вытягивают – для получения листов, посуды, бутылок, оптического и лабораторного стекла.

Готовые изделия отжигают, потом постепенно охлаждая, чтобы снять внутренние напряжения.

Готовые изделия отжигают, потом постепенно охлаждая, чтобы снять внутренние напряжения.

Песок из кварца обладает выгодными особенностями для стекловарения:

• Чистотой, с максимальным содержанием диоксида кремния – до 99,8% для прозрачности стекла. Аморфностью структуры для прочности и термостойкости.
• Химической нейтральностью – не влияет на другие элементы в шихте, без создания побочных продуктов, и нарушений качества стекломассы.
• Высокой износостойкостью и прочностью – благодаря твёрдости кремнезёма.
• Однородностью фракций для равномерной плавки с минимальными дефектами и напряжениями.

Важно помнить, что превышение допустимого содержания примесей в стекле приведёт к нарушению технологии и получению брака.

Советы – как выбирать кварцевый песок для производства стекла

Чтобы получить стекло с высоким качеством, необходимо придерживаться таких показателей у песка с кварцем:

• Диоксид кремния в составе должен составлять долю, близкую к 99,8% (зависит от сортности стекла).
• Соблюдать минимально допустимое содержание оксидов металлов.
• Учитывать требования гранулометрии. Фракция песка для стекловарения – 0,1-0,5 мм. Для особых видов стекла – ещё меньшие дисперсии кварцевой муки. Возможные отклонения от выбранной фракции – 0,05% меньшего или большего размера.
• Окатанный песок плавится медленнее, но равномернее заполняет стекломассу. Используется для высокосортных ответственных видов стекла. Дроблёный песок плавится быстро, но из-за неравномерных граней возможны нарушения однородности, которые устраняются дополнительными операциями.
• Влажность сырья – не выше пределов 0,1-0,5%. Лишняя влага провоцирует неточную дозировку с образованием газовых пузырей.

Полный регламент показателей для кварцевого песка в стекловарении – в ГОСТ22551-2019. В нём также – распределение 8 групп стеклянных изделий в соответствии с 18 видами кварцевого песка.