Стекломассу получают плавлением шихты, которая представляет собой механическую смесь порошкообразных сырьевых материалов,
взятых в определенных соотношениях. Качество шихты характеризуется однородностью. Однородную шихту получают из хорошо обработанных до порошкообразного
состояния сырьевых материалов при тщательном перемешивании.
Сырьевые материалы, предназначенные для приготовления шихты, должны быть чистыми и стабильными по химическому составу,
иметь оптимальный зерновой состав и постоянную влажность, поэтому их предварительно обрабатывают,
т. е. обогащают, в некоторых случаях усредняют, дробят, сушат, размалывают и просеивают.
Такую обработку сырьевых материалов производят в составных цехах стекольных заводов или на централизованных обогатительных фабриках непосредственно
на месте добычи сырья. Стоимость обработки сырья на крупных механизированных фабриках ниже,
а качество получаемых кондиционных материалов значительно выше, чем при обработке его в составных цехах стеклозаводов.
Широкое внедрение централизованной обработки сырья позволит значительно удешевить стоимость выпускаемых стеклоизделий, повысить их качество и освободить стекольные заводы от трудоемких и дорогих составных цехов.
В тех случаях, когда содержание железа и других нежелательных примесей в песке больше,
чем это допускается для данного вида изделий, его обогащают.
Для обогащения песка применяют различные методы: промывку, флотооттирку, электромагнитную сепарацию, химическую обработку и др.
Рациональный метод обогащения в каждом случае выбирается в зависимости от вида и количества железосодержащих минералов в песке,
что устанавливается исследованиями песка на обогатимость и требованиями к светопрозрачности изделий.
Промывку применяют в тех случаях, когда песок загрязнен глинистыми примесями. Она осуществляется в классифицирующих конусах,
гидромеханических классификаторах и гидроциклонах.
Когда в песке имеются железосодержащие примеси в виде пленки, обволакивающей зерна песка, а также в виде легких и тяжелых минералов, используют комбинированный метод флотооттирку. Этот метод включает три процесса: флотацию, оттирку пленки и промывку.
При содержании в песке примесей железа и минералов, способных притягиваться магнитом, используется электромагнитная сепарация, которая может применяться в сочетании с другими методами обогащения, а также в случае загрязнения песка или других материалов аппаратурным железом. Применяются различные типы магнитных сепараторов: индукционно-роликовые, дисковые, барабанные и щелевые.
Когда требуется обогатить пески до более высокой степени чистоты, применяют химические методы. Сущность этих методов основана на химическом растворении железосодержащих примесей (пленки окислов железа и зерен гематита) кислотами или их солями: кислым щавелевокислым натрием NaHC2О4, серной кислотой, газообразным хлористым водородом или другими реагентами.
Измельчение и сушка материалов. Многие сырьевые материалы, применяемые в стекловарении (мел, доломит, известняк и др.), добываются карьерным способом в виде больших кусков. Такие кусковые материалы подвергают грубому дроблению, а затем тонкому помолу. Грубое дробление осуществляют на щековых дробилках. Для тонкого измельчения применяют бегуны, шаровые мельницы,
дезинтеграторы, аэробильные мельницы и вибромельницы.
Шихту составляют по рассчитанному рецепту. Красители, глушители, а также технологические добавки дозируют в шихту в количествах, установленных опытным путем. Приготовление шихты состоит из двух основных операций: взвешивания и смешения.
Взвешивание принадлежит к ответственной операции, так как от точности дозировки и надежности работы взвешивающих устройств зависит однородность шихты, а следовательно,
и качество стекла. Для взвешивания компонентов шихты в смесительных отделениях стекольных заводов применяют стационарные и передвижные, полуавтоматические и автоматические весы. Взвешивание и сбор сырьевых
материалов перед подачей их в смеситель на современных стекольных заводах производится по двум различным схемам. По первой схеме все сырьевые материалы, которые находятся в бункерах, установленных в один ряд, взвешиваются по очереди в
вагонетку. Во втором случае под каждым бункером стационарно устанавливаются автоматические весы с ковшом. Порция отвешенного материала поступает в ковш, который опрокидывает его на сборную транспортную ленту, проходящую под бункерами.
Реверсивный сборный транспортер для устранения пыления тщательно изолируют.
Смесительные отделения обоих типов могут быть полностью автоматизированы. Отвешенные компоненты шихты, собранные в передвижной вагонетке или на сборной ленте скиповым подъемником или другим устройством, подают на смешение в смеситель.
Смешение стекольной шихты производят в барабанных или тарельчатых чашечных смесителях; в последнее время предпочитают тарельчатые смесители.
Основной технологический показатель шихты - однородность состава. От однородности шихты зависят процесс варки и качество стекломассы. Поэтому на производстве принимают все меры для того-, чтобы приготовить однородную шихту.
Однако однородная после смешения порошкообразная шихта при транспортировке и пересыпании может расслаиваться по компонентам. Кроме того, шихта склонна к пылеобразованию. Шихтная пыль с преобладающим количеством соды вредно действует на здоровье людей, а также разрушает свод и регенеративные насадки ванных печей. Поэтому важно не только правильно приготовить шихту и сохранить ее однородность, но и устранить пыление при транспортировке и загрузке в стекловаренные печи. Это достигается увлажнением шихты. Однако увлажнение непосредственно всейзасыпки часто приводит к образованию комков шихты, что также не желательно, поэтому, как правило, увлажняют только песок. Песок увлажняют распылением воды, количество которой для содовой шихты составляет 3-5%, сульфатной -около 5-7%. Особенно хорошо сохраняется однородность, если шихту увлажнять растворами специальных поверхностно-активных веществ.
Большое значение для сохранения однородности шихты имеют способы транспортировки ее к печам. Для этого применяются порционные бункера (контейнеры). Содержимое смесителя выгружают в один контейнер, который подают к стекловаренной печи, где шихту высыпают в приемный бункер загрузчика, а контейнер возвращают обратно.
На некоторых стекольных заводах внедряют пневмотранспорт. Существуют и другие методы, устраняющие расслоение и пыление шихты, это - брикетирование и гранулирование. Получение порошкообразной шихты в виде брикетов можно производить
на прессах различного типа (дисковых, вальцевых и штемпельных). Чтобы придать брикетам прочность, рекомендуется добавлять в шихту связку (растворимое стекло или известковое молоко) или применять высокое давление прессования. Однако прочные брикеты можно получить
и без связки и при обычных давлениях, если прессовать шихту сразу же после увлажнения и перемешивания, когда она слегка разогревается за счет тепла гидратации соды и сульфата натрия. Охлаждение брикетов сопровождается их упрочнением.
Опыты по гранулированию шихты производили на дисковых грану-ляторах, применяемых в цементной промышленности, основной рабочей частью которых яв-ляется вращающаяся наклонная металлическая чаша или диск. При этом получаются равномерные и достаточно прочные гранулы.
Готовую шихту перед варкой проверяют на однородность. Для контроля качества однородности шихты применяют различные методы химического анализа: титрование или определение электропроводности выщелоченных из шихты щелочных растворов, определение содержания растворимых
в воде и кислоте веществ и нерастворимого остатка и др. Если в шихту входят компоненты, содержащие калий, то однородность шихты можно определять радиометрическим методом. Радиометрический контроль однородности шихты является достаточно точным и по сравнению с химическими методами более быстрым.