Технологический процесс создания стекла

Стекло - это аморфный изотропный материал, получаемый переохлаждением расплавов неметаллических оксидов и бескислородных соединений. Материалами, склонными к переохлаждению и к переходу в стеклообразное состояние, являются главным образом силикаты, бораты, фосфаты.

Производство стекла складывается из подготовки сырьевых материалов, смешивания этих материалов и приготовления однородной шихты, варки, формования и отжига стекла. В некоторых случаях требуется химическая, механическая и термическая обработка отформованных изделий. Характерной особенностью технологии стекла является общность методов подготовки сырья, составления шихты и стекловарения для различных производств; это обстоятельство позволяет рассматривать общие закономерности поступления загрязняющих веществ в окружающую среду на примере практически любого типичного предприятия отрасли.

Сырьевые материалы, применяемые в производстве стекла, делятся на главные стеклообразующие и вспомогательные материалы. Наряду с главными стеклообразующими для варки хрустальных стекол и хрусталя применяют оксид свинца PbO (от 10% в малосвинцовом стекле до 80% в свинцовом хрустале по массе), который вводят в стекло в виде свинцового сурика Pb3O4 (тяжелый порошок светло-красного цвета) или реже свинцового глета PbO (тяжелый порошок темно-желтого цвета). Оксид свинца также применяют для получения ювелирных стекол, силикатных обжиговых красок и эмалей для стекла и керамики. Некоторое количество соединений свинца в виде примесей основных сырьевых материалов.

Варка стекла осуществляется при температурах около 1400-1450оС, осветление и гомогенизация - при 1500о, остудка - при 1200о. При этих температурах происходит интенсивное выделение компонентов шихты, поступающих с отходящими газами в атмосферных воздух.

На основании результатов экспериментальных исследований и оценки материального баланса свинца в производстве можно заключить, что потери свинцовых соединений при варке в газопламенных печах составляет 8-10%, а при варке в электрических печах с ручной выработкой и газоотапливаемыми выработочными бассейнами - 2-5,7%, для электрических печей с электрообогреваемыми выработочными устройствами с индивидуальными наборными ячейками - 1-2%.

Условно общие потери соединений свинца в производстве свинцовых стекол и хрусталя можно представить в виде нескольких составляющих, отнесенных к нескольким операциям и процессам:

· приготовления шихты в составном цехе,

· транспортировки и загрузки в печь,

· поступления в воздух рабочей зоны свинца через смотровые, наборные окна, загрузочные проемы и др.,

· стекловарения с последующими залипанием на сводах и стенах в полости печи, а также конденсацией и осаждением пылевидных частиц отходящих газов в регенераторах, дымоотводных каналах и трубах,

· выброса в атмосферу,

· выщелачивания из готовых изделий в ходе механической или химической обработки,

· отбраковки (со стеклобоем).

Отметим, что указанные потери вносят вклад соответственно в формирование потоков соединений свинца, поступающих в атмосферный воздух как от организованных (через трубы составных и стекловаренных цехов), так и неорганизованных источников (производственные корпуса и промплощадка в целом). То же можно сказать и о сбросах соединений свинца (в канализацию и с поверхностным стоком с территории предприятия). Не исключена также вероятность поступления некоторой части оксидов свинца с просыпями на полигон в составе твердых отходов предприятия.

Другое по теме

Эколого-экономическая безопасность
Концепция национальной безопасности Российской Федерации важным условием обеспечения национальных интересов в области экономики предусматривает переход к устойчивому развитию, обеспечивающем ...

Природные ресурсы Крыма и проблемы их рационального использования
Крым - полуостров, богато наделенный природными ресурсами. Географическое положение определяет многие благоприятные условия крымской земли. На территории Крыма расположены 4 государственных ...