vestichИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Chemical Series1561-83312524-2342The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8331-2026-62-2-166-176vestich-1019Research ArticleТЕХНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯTECHNICAL CHEMISTRY AND CHEMICAL ENGINEERINGВлияние гранулометрического состава кварцевого песка на процессы стеклообразования в технологии листового стеклаInfluence of the granulometric composition of silica sand on the glass formation process in flat glass technologyГречухаС. П.GrechuhaS. P.

Гречуха Сергей Петрович – главный технолог.

Ул. Михаила Ломоносова, 25, 246030, Гомель

Grechuha Sergey P. – Chief Technologist.

25, Mikhail Lomonosov Str., 246030, Gomel

spgrechuha@yandex.ruПавлюкевичЮ. Г.PavlyukevichY. G.

Павлюкевич Юрий Геннадьевич – кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой.

Ул. Свердлова, 13а, 220006, Минск

Pavlyukevich Yuri G. – Ph. D. (Engineering), Associate Professor, Head of Department.

13a, Sverdlov Str., 220006, Minsk

pavliukevitch.yura@yandex.ruПапкоЛ. Ф.PapkoL. F.

Папко Людмила Федоровна – кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник.

Ул. Свердлова, 13а, 220006, Минск

Papko Ludmila F. – Ph. D. (Engineering), Associate Professor.

13a, Sverdlov Str., 220006, Minsk

papko@belstu.byТрусоваЕ. Е.TrusovaE. E.

Трусова Екатерина Евгеньевна – кандидат технических наук, доцент кафедры.

Ул. Свердлова, 13а, 220006, Минск

Trusova Ekaterina E. – Ph. D. (Engineering), Associate Professor of Department.

13a, Sverdlov Str., 220006, Minsk

trusova@belstu.byКравчукА. П.KravchukA. P.

Кравчук Александр Петрович – кандидат технических наук, доцент кафедры.

ул. Свердлова, 13а, 220006, Минск

Kravchuk Aleksandr P. – Ph. D. (Engineering), Associate Professor of Department.

13a, Sverdlov Str., 220006, Minsk

kravchuk@belstu.byБелорусский государственный технологический университет; ОАО «Гомельстекло»БеларусьBelarusian State Technological University; JSK «Gomelglass»BelarusБелорусский государственный технологический университетБеларусьBelarusian State Technological UniversityBelarus202626052026622166176Copyright © Гречуха С.П., Павлюкевич Ю.Г., Папко Л.Ф., Трусова Е.Е., Кравчук А.П., 20262026Гречуха С.П., Павлюкевич Ю.Г., Папко Л.Ф., Трусова Е.Е., Кравчук А.П.Grechuha S.P., Pavlyukevich Y.G., Papko L.F., Trusova E.E., Kravchuk A.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestichem.belnauka.by/jour/article/view/1019

Проведено исследование влияния гранулометрического состава кварцевого песка месторождения «Лениндар» (Республика Беларусь) на процессы стекловарения при синтезе стекол системы Na2–MgO–CaO–SiO2. Получены данные по влиянию различных фракций кварцевых песков на последовательность процессов, протекающих при термической обработке шихты, и скорость растворения зерен кремнезема, определяющую продолжительность процесса стеклообразования. С использованием сканирующей электронной микроскопии установлено влияние температурно-временных режимов термической обработки на размеры зерен остаточного кремнезема и степень однородности расплава на стадии стеклообразования. По данным электронно-зондового микроанализа проведены расчеты скорости и времени растворения зерен кремнезема различного фракционного состава в стеклообразующем расплаве. При исследовании процессов стеклообразования и качества листового стекла выявлена возможность использования кварцевого песка расширенного фракционного состава, в том числе включающего зерна размером 0,8–1,25 мм, при варке стекол в высокопроизводительных стекловаренных печах, что позволит более рационально расходовать ограниченные запасы данного сырья.

The effect of granulometric composition of silica sand from the Lenindar deposit (Republic of Belarus) on glass-formation processes during the Na2O–MgO–CaO–SiO2 glass system synthesis was studied. The data were obtained on influence of different fractions of silica sand on the sequence of processes occurring during the batch heat treatment and the dissolution rate of silica grains which determines the duration of glass formation. Scanning electron microscopy was used to study the influence of temperature and time modes of the heat treatment on the grain sizes of residual silica and the degree of melt homogeneity at the glass formation stage. Based on the data of electron probe microanalysis, the rate and time of dissolution of silica grains of different fractional composition in the glass-forming melt were calculated. The results of glass formation processes monitoring and the quality of flat glass revealed that the usage of the expanded silica sand fractional composition is possible. This composition can include the grains of 0.8–1.25 mm in size when the glass melting proceeds in high-performance furnaces. That will allow more rational use of limited resources of this raw material.

кварцевый песоклистовое стеклоконцентрация элементовкоэффициент диффузиискорость растворенияsilica sandflat glasselement concentrationdiffusion coefficientdissolution rateReferencesТехнология стекла. Справочные материалы / под ред. П. Д. Саркисова, В. Е. Маневича, В. Ф. Солинова, К. Ю. Субботина. – М. : РХТУ, 2012. – 647 с.Sarkisov P. D., Manevich V. E., Solinov V. F., Subbotin K. Yu. (eds). Glass Technology. Moscow, Mendeleev University of chemical technology Publ., 2012. 647 p. (in Russian).Маневич, В. Е. Сырьевые материалы, шихта и стекловарение / В. Е. Маневич, К. Ю. Субботин, В. В. Ефремов. – М. : РИФ «Стройматериалы», 2008. – 224 с.Manevich V. E., Subbotin K. Yu., Efremov V. V. Raw materials, batch and glassmaking. Moscow, Stroymaterialy Publ., 2008. 224 p. (in Russian).Панкова, Н. А. Стекольная шихта и практика ее приготовления / Н. А. Панкова, Н. Ю. Михайленко. – М. : РХТУ им. Д. И. Менделеева, 1997. – 80 с.Pankova N. A., Mikhaylenko N. Yu. Glass batch and practice of its preparation. Moscow, Mendeleev University of Chemical Technology Publ., 1997. 80 p. (in Russian).Власова, С. Г. Основы химической технологии стекла / С. Г. Власова. – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2013. – 108 с.Vlasova S. G. Fundamentals of chemical glass technology. Ekaterinburg, Ural University Publ., 2013. 108 p. (in Russian).Uusitalo, Ol. Float Glass Innovation in the Flat Glass Industry / Ol. Uusitalo. – New York : Springer Cham Heidelberg, 2014. – 109 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-06829-9Uusitalo Ol. Float Glass Innovation in the Flat Glass Industry. New York, Springer Cham Heidelberg, 2014. 109 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-06829-9Kamihori, T. Primary Fabrication of Flat Glass / T. Kamihori // Encyclopedia of Glass Science, Technology, History, and Culture / ed. P. Richet, R. Conradt, A. Takada, J. Dyon. – New Jersey : John Wiley & Sons Inc., 2021. – P. 67–80. https://doi.org/10.1002/9781118801017.ch1.4Kamihori T. Primary Fabrication of Flat Glass. Richet P., Conradt R., Takada A., Dyon J. (eds.). Encyclopedia of Glass Science, Technology, History, and Culture. New Jersey : John Wiley & Sons Inc., 2021, pp. 67–80. https://doi.org/10.1002/9781118801017.ch1.4Терещенко, И. М. Технология листового стекла / И. М. Терещенко. – Мн. : БГТУ, 2009. – 360 с.Tereshchenko I. M. Technology of flat glass. Minsk, BSTU Publ., 2009. 360 p. (in Russian).Verheijen, O. S. Mathieu Hubert. Batch Chemistry and Reactions / O. S. Verheijen, M. Hubert // Handbook of Glass / eds: J. D. Musgraves, J. Hu, L. Calvez. – Springer : Cham, Switzerland, 2019. – Р. 1231–1256. https://doi.org/10.1007/978-3319-93728-1_35Verheijen O. S., Hubert M. Batch Chemistry and Reactions. Musgraves J. D., Hu J., Calvez L. (eds). Handbook of Glass. Springer, Cham, Switzerland, 2019, pp. 1231–1256. https://doi.org/10.1007/978-3-319-93728-1_35Le Bourhis, E. Glass. Mechanics and Technology / E. Le Bourhis. – Weinheim : Wiley-VCH Verlag GmbH & Co., 2014. – 383 p. https://doi.org/10.1002/9783527617029Le Bourhis E. Glass. Mechanics and Technology. Weinheim, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co., 2014. 383 p. https://doi.org/10.1002/9783527617029Гулоян, Ю. А. Технология стекла и стеклоизделий / Ю. А. Гулоян. – Владимир : Транзит-ИКС, 2015. – 712 с.Guloyan Yu. A. Technology of glass and glass products. Vladimir, Tranzit-IKS Publ., 2015. 712 p. (in Russian).Hujová, M. Influence of fining agents on glass melting / M. Hujová, M. Vernerová // Ceramics – Silikáty. – 2017. – Vol. 61, № 2. – P. 119–126. https://doi.org/10.13168/cs.2017.0017Hujová M., Vernerová M. Influence of fining agents on glass melting. Ceramics – Silikáty, 2017, vol. 61, no. 2, pp. 119–126. https://doi.org/10.13168/cs.2017.0017Cluster formation of silica particles in glass batches during melting / M. J. Schweiger, P. Hrma, C. J. Humrickhouse [et al.] // Journal of Non-Crystalline Solids. – 2010. – Vol. 356, № 25–27. – Р. 1359–1367. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2010.04.009Schweiger M. J., Hrma P., Humrickhouse C. J., Marcial J., Riley B. J., TeGrotenhuis N. E. Cluster formation of silica particles in glass batches during melting. Journal of Non-Crystalline Solids, 2010, vol. 356, no. 25–27, pp. 1359–1367. https:// doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2010.04.009Conversion of batch to molten glass, II: Dissolution of quartz particles / P. Hrma, J. Marcial, K. J. Swearingen [et al.] // Journal of Non-Crystalline Solids. – 2011. – Vol. 357, № 3. – P. 820–828. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2010.11.096Hrma P., Marcial J., Swearingen K. J., Henager S. H., Schweiger M. J., TeGrotenhuis N. E. Conversion of batch to molten glass, II: Dissolution of quartz particles. Journal of Non-Crystalline Solids, 2011, vol. 357, no. 3, pp. 820–828. https:// doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2010.11.096Ten, B. Ya. Diffusion Mass Exchange in Dissolving Silica in Na2O–SiO2 Melts / B. Ya. Ten // Glass and Ceramics. – 2004. – Vol. 61, № 3–4. – Р. 70–72. https://doi.org/10.1023/b:glac.0000034049.94187.bbTen B. Ya. Diffusion Mass Exchange in Dissolving Silica in Na2O–SiO2. Melts. Glass and Ceramics, 2004, vol. 61, no. 3–4, pp. 70–72. https://doi.org/10.1023/b:glac.0000034049.94187.bbTen, B. Ya. Calculation of SiO2 Diffusion Coefficients Based on Kinetic Curves of Silica Grain Dissolution / B. Ya. Ten // Glass and Ceramics. – 2004. – Vol. 61, № 3–4. – P. 111–113. https://doi.org/10.1023/b:glac.0000034061.78803.a4Ten B. Ya. Calculation of SiO2 Diffusion Coefficients Based on Kinetic Curves of Silica Grain Dissolution. Glass and Ceramics, 2004, Vol. 61, no. 3–4, pp. 111–113. https://doi.org/10.1023/b:glac.0000034061.78803.a4Ten, B. Ya. Generalized Universal Calculation of SiO2 Diffusion Coefficients in Melts of the Na2O–SiO2 System / B. Ya. Ten // Glass and ceramics. – 2004. – Vol. 61, № 9–10. – Р. 288–290. https://doi.org/10.1023/b:glac.0000048692.35038.ccTen B. Ya. Generalized Universal Calculation of SiO2 Diffusion Coefficients in Melts of the Na2O–SiO2 System. Glass and Ceramics, 2004, vol. 61, no. 9–10, pp. 288–290. https://doi.org/10.1023/b:glac.0000048692.35038.ccЛобанов, М. Л. Методы определения коэффициентов диффузии / М. Л. Лобанов, М. А. Зорина – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2017. – 100 с.Lobanov M. L., Zorina M. A. Methods for determining diffusion coefficients. Ekaterinburg, Ural University Publ., 2017. 100 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.