Сырье для ввода в стекломассу щелочных окислов

Окись натрия  Na₂O. Окись натрия — одна из основных составных частей стекла. Окись натрия, как и окислы других щелочных металлов, выполняет роль плавней. Она ускоряет стеклообразование и понижает температуру варки стекла. Вместе с тем  Na₂O повышает коэффициент термического расширения, снижает термическую и химическую стойкость стекла.

Na₂O вводят в стекломассу в виде кальцинированной соды и сульфата натрия.

Кальцинированная сода — это углекислый натрий Na₂CO₃. Различают безводную, или кальцинированную, соду и кристаллическую Na₂CO₃- 10H₂O. В стеклоделии используют безводную соду; кристаллическую соду не применяют, так как она содержит много воды, на испарение которой требуется значительное количество тепла!

Кальцинированная безводная сода представляет собой белый порошок, который при нагревании разлагается на  Na₂O и CO₂, причем  Na₂O (примерно 58,5%) переходит в стекломассу, а CO₂ (оставшиеся 41,5%) улетучивается в атмосферу печи.

Химический состав кальцинированной соды, %:
Na₂CO₃...................... не менее 95
NaCl........................ не более 1
Соединения железа................. не более 0,02
Потери при прокаливании (ППП)......... не более 3,5
Природная сода, добываем«я из соленых озер, обычно бывает загрязнена поваренной солью, сульфатом и нерастворимыми соединениями.

Сульфат натрия — это натриевая соль серной кислоты Na₂SO₄. Различают два вида сульфата: природный и искусственный.

Искусственный сульфат — побочный продукт производства соляной кислоты на заводах химической промышленности.

Природный сульфат добывают из водных бассейнов кристаллизацией насыщенного раствора сернокислого натрия. В стеклоделии используют и природный, и искусственный сульфаты.

Обычно природный сульфат содержит воду, поэтому его обезвоживают. Безводный природный сульфат представляет собой белый порошок. При нагревании он разлагается, причем  Na₂O (примерно 43,9%) переходит в стекломассу, а SO₃(56,l%) улетучивается в атмосферу печи. В соответствии с техническими условиями природный сульфат натрия должен иметь следующий состав:
Химический состав природного сульфата натрия, %:
Na₂SO₄....................... не менее 96,5
Примеси железа.................. не более 0,01
NaCl........................ не более 1
Влага................ не более 3

Окись калия K₂O. Окись калия играет в основном ту же роль, что и  Na₂O. K₂O больше, чем  Na₂O, повышает вязкость стекла и коэффициент термического расширения, способствует улучшению колера стекла, придает изделию лучший товарный вид. Поэтому его используют вместо  Na₂O при производстве сортовых, в особенности хрустальных стекол. В небольших количествах K₂O - применяют и в производстве листового стекла.

В качестве сырьевых материалов для ввода K₂O в стекло используют в основном поташ и содово-поташную смесь (в тех случаях, когда возможно совместное введение  Na₂O и K₂O).

Поташ бывает кристаллический K₂СO₃·2H₂O и кальцинированный K₂СO₃. В производстве стекла используют главным образом кальцинированный поташ.

Кальцинированный поташ — порошок желтого цвета. Он гигроскопичен, быстро набирает влагу, поэтому его рекомендуется хранить в шкафах.

При нагревании поташ разлагается, причем K₂O (68,2%) переходит в стекломассу, а CO₂ (31,8%) улетучивается в атмосферу печи.

Поташ получают путем химической переработки главным образом из минералов, содержащих хлористый калий и двойную углекислую соль калия и магния K₂CO₃·MgCO₃.

Химический состав чистого поташа, %:
K₂CO₃..................... 99,4
Na₂CO₃...................     0,05
KCl......................     0,06
K₂SO₄............ ..........     0,02
Поташ — дефицитный материал, поэтому, его применяют в стекольном производстве в ограниченных количествах.

Содово-поташная смесь содержит K₂O и  Na₂O. Это побочный продукт при производстве глинозема.

Преимущество использования содово-поташной смеси состоит в том, что одним сырьевым компонентом в стекломассу вводятся два  окисла — K₂O  и   Na₂O;  кроме того,  это  дешевое  сырье.

Химический состав содово-поташной смеси, %:
Na₂CO₃ и K₂CO₃.............. 92
K₂SO₄...................    не более 3
Примеси .................    не более 5