Разработка ученых Пермского Политеха улучшит качество стекла в 2 раза

Изобретение ускоряет получение изделий из стекла, которое при этом обладает однородным составом и не имеет физических недостатков. Ко всему прочему материал получают с помощью технологии очистки кислых шахтных вод, что снижает уровень загрязнения окружающей среды.

Для улучшения характеристик стекла при его изготовлении существуют два важных процесса. Осветление — удаление газовых включений (пузыриков) и различных твердых примесей из расплавленной стекломассы. Это значительно повышает прозрачность. И гомогенизация, которая нужна для достижения однородности расплавленного стекла. Она включает перемешивание, устранение нерасплавленных частиц, а также выравнивание температурного поля, тем самым обеспечивает равномерные физические и оптические свойства.

Ученые Пермского Политеха получили смесь солей (NH₄)₂ SO₄ и Li₂СО₃ – непрерывные ускорители варки силикатных стекол в широком диапазоне температур стеклообразования. Они упрощают процессы осветления и гомогенизации расплава. Впервые был применен осадок – продукт очистки кислых шахтных вод в области стекловарения.

Шахтные воды проникают и накапливаются в шахтах, горных выработках и других сооружениях, созданных при добыче полезных ископаемых, таких как уголь, руда и другие минералы. Они могут возникать из различных источников в процессе деятельности человека. Из-за взаимодействия сульфидных минералов в шахтах происходит образование кислых вод, что может приводить к значительному загрязнению окружающей среды. Кислая среда вызывает вымывание тяжелых металлов (например, железа, меди, свинца, цинка), которые могут нанести вред экосистемам.

– Полученный нами готовый продукт имеет эффект синергии, т.е. повышает как минимум в два раза явление осветления и гомогенизации стекломассы при совместном воздействии на процесс варки. В результате смесь – применяемый материал, который влияет на состав, изменяет вязкость и повышает перемешиваемость стекломассы за счет химических реакций. Он в целом значительно ускоряет процесс варки, а также снижает температуру на 20-50ºС, при которой завершается процесс осветления и гомогенизация стекла, – поделилась доктор технических наук, заведующий кафедрой «Теплогазоснабжение, вентиляция и водоснабжение, водоотведение» ПНИПУ Ольга Ручкинова.

У стекла, изготовленного с помощью изобретения политехников, повышена проницаемость для ультрафиолетовых лучей, стойкость к щелочам, кислотам и растрескиванию, а также увеличенная прочность в 1,5-2 раза.

Ученые Пермского Политеха впервые предложили смесь солей, которую получают в результате обработки отхода – кислой шахтной воды, в новом качестве – осветляющего и гомогенизирующего материала силикатных стекол. Полученный материал может использоваться круглогодично в любом регионе, как готовый продукт, расфасованный и герметично упакованный.

Фото: полученная смесь солей. Фото: Ольга Ручкинова, ПНИПУ