مقايسه پايداري سلنات سديم وسلنيم خالص در كوره ذوب شيشه
مولتي ويو 3000 : جهت انحلال وآماده سازي نمونه ها –
: جهت انجام آناليزها ICP-Mpx
هدف اجرا : جايگزيني سلتات / سلنيت سديم(داخلي) به جاي سلنيم خالص(وارداتي)
نمونه ها : سلنات سديم توليد داخلي – سلنيم خالص بلژيكي
نتيجه اجرايي : استفاده از سلنات/ سلنيت سديم توليد داخلي به جاي سلنيم خالص وارداتي ، تسهيل در اجراي پروسه رنگزدايي در شيشه سودالايم ، كاهش 40-50 درصدي هزينه رنگزدايي
محل اجرا : آزمايشگاه كارخانه شيشه لرستان
مجري : سعيد ميركوچكي ، مسئول وقت آزمايشگاه ، ارديبهشت 1384
الف ) مقدمه : يكي از متداولترين روشهاي رنگزدايي در شيشه سودالايم ، استفاده از سيستم سلنيم- اكسيد آرسنيك – اكسيد كبالت ، است . خلاصه مكانيسم عمل بدين صورت است كه ابتدا تحت تاثير اكسيد آرسنيك وسايراكسيد كننده ها اكسيد آهن 2 به اكسيد آهن 3 تبديل ميشود ، تلفيقي از رنگ صورتي سلنيم به همراه رنگ آبي اكسيد كبالت ، ضمن ايجاد رنگ خاكستري روشن ، موجب پوشش رنگ سبز حاصل از اكسيد آهن 3 ميگردد . گرچه در منابع علمي شيشه قواعدي براي مقدار مصرف سلنيم ، عموما بر مبناي مقدار مصرف سيليس در هر بچ تعريف شده(2 تا 3 گرم در ازاي هر 100 كيلوگرم سيليس مصرفي) اما در واقع مصرف سلنيم از فاعده چندان منظمي پيروي نكرده و بيشتر تابع در صد اكسيد آهن در مواد اوليه ودرنهايت در شيشه توليدي است. به علاوه نمودار تاثير سلنيم در پوشش اكسيد آهن به هيچ وجه خطي نيست ، حوزه تشديد تاثير در درصدهاي متفاوت از اكسيد آهن يكسان نيست ويافتن نقاط اپتيمم معمولا به تجربه ومهارت مجريان بستگي خاص دارد وبا توجه به تغييرات درصد اكسيد آهن در مواد اوليه به خصوص سيليس ممكن است باعث بروز مشكلاتي در رنگ شيشه گردد . همچنين در صورت فراتر رفتن اكسيد آهن از محدوده اي خاص ، افزايش مصرف سلنيم عملا فاقد تاثير مثبت در بهبود رنگ خواهد بود وحتي ممكن است با تشكيل فاز تركيبي سلنات آهن ، موجب بدتر شدن وضع رنگ گردد. هرگونه تغيير در اتمسفر اكسيداسيون كوره به دليل عواملي از قبيل افزايش عمر ديرگدازها، احتراق ناقص مشعلها وورود كربن و........... ممكن است باعث احيا وتغيير اساسي دررنگ حاصل از پوشش سلنيم شود . با توجه به شرايط فوق ، استفاده از سلنيم به لحاظ فني جهت پروسه رنگزدايي شيشه از حساسيت خاصي برخوردار است . به لحاظ تجاري و مالي نيز با توجه به وارداتي بودن سلنيم ، قيمت آن فوق العاده بالا ومعمولا دچار نوسانات زيادي است . سلنيم خالص فلزي ، با رنگ سياه كمي مايل به خاكستري ، عموما از كشورهاي آلمان وبلژيك وارد ميشود ، خلوص آن تقريبا 99 درصد واز سرباره كوره هاي بلند ذوب مس استحصال ميگردد . در شرايط عادي در اسيد حل نشده وپس از انحلال به كمك دستگاه مايكروويو ، رنگ صورتي محلول به سرعت بيرنگ شده كه نشان از فراريت زياد تركيب دارد .
ب) مقايسه پايداري وخلوص سلنيم خالص بلژيك و سلنات سديم داخلي
درصد خلوص سلنيم در نمونه سلنات سديم محاسبه شد : 6/15 درصد ؛ سپس نمونه سلنات سديم مذكور به مدت يك ساعت در دماي 1000 درجه واقع وحدود 6 درصد از وزن آن پرت گرديد . در درحالي كه در همين شرايط دمايي 1000 درجه حدود 99 درصد از وزن نمونه سلنيم خالص پرت شد.
سپس آزمايش عملي تري جهت سنجش ومقايسه پايداري ، با يك وزن ثابت از سلنيم خالص و مقدار هم ارز آن از نظر خلوص ( حدود 4/6 برابر ) از سلنات سديم در دماي 1200 درجه با اختلاط با كربنات سديم تكرار شد. درصد سلنيم به جا مانده از مخلوط كربنات سديم وسلنيم خالص حدود 99/18 ودرصد سلنيم به جا مانده در مخلوط كربنات سديم و سلنات سديم حدود 7/45 محاسبه شد كه به وضوح نشانگر پايداري بيشتر سلنات سديم در دماي 1200 درجه ميباشد ، البته به علت عدم امكان ايجاد محيطي با دماي بيش از 1200 درجه در آزمايشگاه ، هرگونه اظهارنظر در خصوص رفتار سلنات سديم در دماي 1500-1400 درجه كوره ذوب شيشه ، وحتي گراديان هاي دمايي متفاوت كوره ذوب وكوره آزمايشگاه، غير ممكن است ، اما درحوزه حرارتي 1200-800 درجه ، يعني در حوزه اي كه كربنات سديم موجود دربچ ذوب وفازهاي سيليكات سديم مايع تشكيل ميشوند ، مسلما پايداري تركيب سلنات سديم بسيار بيشتر از سلنيم خالص خواهد بود . پس نسبت مصرف سلنات سديم به سلنيم خالص جهت جايگزيني ، بايد كمتر از نسبت اوليه خلوص آنها يعني 1 به 4/6 در نظر گرفته شود .( ذكر شد كه خلوص سلنيم خالص در شرايط عادي 4/6 برابر بيش از سلنات است )
ج) مقايسه مصرف سلنيم با ابعاد كوره ذوب
نظر به بزرگتر بودن ابعاد كوره واحد 2 نسبت به واحد 1 ، درصد سلنيم در شيشه توليدي واحد 1 حدود 0.0003 درصد و در شيشه واحد2 حدود 0002/0 درصد محاسبه شد . با توجه به فرمولاسيون بچ در هر دو واحد ومقدار مصرف سلنيم در بچ ، اين محاسبات نشانگر اين واقعيت است كه در كوره واحد 1 حدود 85-80 درصد ودركوره واحد2 حدود 95-85 درصد از سلنيم شارژ شده تحت تاثير دماي كوره ها تبخير ميشود. افزايش تبخير سلنيم در كوره واحد2 مسلما به علت ثبات حرارتي بيشتر و نيز حجم بزرگتر كوره است كه موجب افزايش ماند مذاب وتاثير بيشتر حرارت بر سلنيم ميگردد .
د) نتيجه گيري :
با توجه به تمامي شرايط جايگزيني تركيب سلنات/سلنيت سديم به جاي سلنيم خالص وارداتي كاملا امكان پذير و موجب بهبود كلي پروسه رنگ زدايي ميگردد . همچنين با توجه به قيمتها و شرايط اقتصادي ، كاهش هزينه رنگزدايي تا 50-40 درصد كاملا محتمل ونياز به واردات سلنيم نيز منتفي خواهد گرديد .
برچسبها: شيشه, سلنيم خالص, سلنات سديم, رنگزدايي شيشه, سودالايم

