Nghiên cứu công nghệ sản xuất men hiệu ứng chìm cho gạch ốp lát

BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN NC SÀNH SỨ THUỶ TINH CÔNG NGHIỆP








BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI CẤP BỘ

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MEN
HIỆU ỨNG CHÌM CHO GẠCH ỐP LÁT


Chủ nhiệm đề tài: NGUYỄN TRUNG KIÊN

7294
15/4/2009



HÀ NỘI - 2009




1

Bộ công thơng

Viện nghiên cứu sành sứ thủy tinh công nghiệp





báo cáo khoa học
đề tài cấp bộ


Tên đề tài:

Nghiên cứu công nghệ sản xuất men hiệu ứng chìm cho gạch ốp lát








Chủ nhiệm đề tài: K.S Nguyễn Trung Kiên

Hà nội 10/2008

2


cộng hòa xã hội chủ nghĩa việt nam
Độc lập Tự Do Hạnh Phúc


báo cáo khoa học

đề tài khoa học công nghệ cấp bộ




Tên đề tài: Nghiên cứu công nghệ sản xuất men hiệu ứng chìm cho gạch ốp
lát

Chủ nhiệm đề tài: K.S Nguyễn Trung Kiên
Cán bộ phối hợp: Th.s Nguyễn Tuấn Anh
Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Nghiên cứu Sành sứ Thủy tinh Công nghiệp
Đơn vị phối hợp: - Công ty cổ phần Trúc Thôn
- Công ty TNHH Đức Minh

Chủ nhiệm đề tài Cơ quan chủ trì đề tài




Nguyễn Trung Kiên




Hà nội 10/2008

3

Mục lục Trang

Phần mở ñầu
01
Phần I Cơ sở lý thuyết của ñề tài
03
I Cơ sở lý thuyết chung của men 03
1 Vai trò tác dụng của men 03
2 Phân loại men 03

3 Những tính chất của men 05
4 Men hiệu ứng chìm 08
Phần II Thực nghiệm nghiên cứu
10
I Nội dung nghiên cứu 10
II ðịnh hướng nghiên cứu 11
1 ðịnh hướng kỹ thuật 12
2 ðịnh hướng tham khảo 12
3 Căn cứ lựa chọn thành phần hóa của frit 13
4 Khảo sát lựa chọn nguyên liệu 15
III Thực nghiệm nghiên cứu 20
1 Nấu thử nghiệm lần thứ nhất 20
2 Nấu thử nghiệm lần thứ hai 24
3 Kết luận 26
Phần III Nấu sản xuất
26
1 Yêu cầu nguyên liệu 28
2 Sản xuất men hiệu ứng chìm 28
Phần IV Kết luận và kiến nghị
29
1 Kết luận 29
2 Kiến nghị 30
Tài liệu tham khảo 31
Phụ lục tính toán kinh tế 32



4

MỞ ðẦU

Hiện nay trong công cuộc công nghiệp hoá, hiện ñại hoá ñất nước ngành
công nghiệp gốm sứ ñã ñược ñầu tư phát triển mạnh mẽ. Nhiều thành tựu kỹ
thuật, nguyên vật liệu mới, công nghệ mới ñược áp dụng vào sản xuất. Ngành sản
xuất vật liệu xây dựng phát triển ñồng thời kèm theo nó các ngành sản xuất
nguyên vật liệu cung cấp cho ngành sản xuất vật liệu xây dựng nói chung và
ngành ceramic nói riêng cũng phát triển mạnh. Nguyên liệu sản xuất gạch ốp lát
gồm có nguyên liệu làm xương và nguyên liệu làm men. Nguyên liệu làm xương
bao gồm ñất sét, trường thạch, ñôlômit Các loại nguyên liệu này hiện nay trong
nước ñã ñáp ứng ñược nhu cầu về chất lượng và số lượng. Nguyên liệu làm men
bao gồm chủ yếu: 80÷90% hàm lượng frít và một số hoá chất khác, như ôxyt
Al
2
O
3
, ZrO
2
Nguyên liệu làm men trang chí bao gồm men in và màu in, trong
men trang trí có men hiệu ứng chìm sử dụng in lên gạch ốp lát tạo các ñường viền
chìm trên sản phẩm và có tác dụng chống trơn, tạo cho viên gạch có hoa văn ñẹp
hơn. Hiện nay trong nước chưa có cơ sở nghiên cứu và sản xuất men hiệu ứng
chìm sử dụng cho sản xuất gạch ốp lát nên chúng ta phải nhập ngoại hoàn toàn .
Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài. Men hiệu ứng chìm dùng cho sản xuất
gạch ốp lát ñã ñược các nước công nghiệp phát triển trên thế giới (Pháp, Tây Ba
Nha, Italia Nghiên cứu sản xuất từ lâu cùng với tên tuổi các hãng nổi tiếng như
Quimicer, Cerdec, Fero, JonhsonMathey, Esmalglass… Với công nghệ sản xuất
và thiết bị sản xuất hiện ñại, ñáp ứng ñược nhu cầu thị trường về số lượng, chất
lượng sản phẩm
Do nhu cầu thị trường và yêu cầu ñáp ứng cho ngành sản xuất gạch ốp lát.
Viện NC Sành sứ Thuỷ tinh Công nghiệp ñã ñăng ký với Bộ Công Thương
“Nghiên cứu công nghệ sản xuất men hiệu ứng chìm cho gạch ốp lát” với mục

ñích sản xuất ñược hiệu ứng chìm cung cấp cho ngành sản xuất gạch ốp lát ñể
chủ ñộng trong sản xuất và thay thế ngoại nhập.



5

Hợp ñồng thực hiện ñề tài khoa học công nghệ số:(61- 08/RD/Hð-KHKT)
Ký giữa Bộ Công Thương và Viện nghiên cứu Sành sứ Thủy tinh Công
nghiệp, ngày 25 tháng 01 năm 2008
Nhiệm vụ nghiên cứu của ñề tài:
+ Nghiên cứu nguyên liệu trong nước dùng ñể sản xuất men hiệu ứng chìm
+ Nghiên cứu xác ñịnh ñơn phối liệu sản xuất men hiệu ứng chìm.
+ Thử nghiệm các tính năng kỹ thuật của men hiệu ứng chìm.
+ Nghiên cứu công nghệ sản xuất men hiệu ứng chìm.
+ Triển khai sản xuất thử qui mô nhỏ.
+ Hiệu chỉnh công nghệ và hoàn thiên qui trình sản xuất
+ Triển khai sản xuất thử ở qui mô bán công nghiệp (100 kg).
Triển khai sản phẩm men chìm trên dây truyền sản xuất gạch ốp lát

6

PHẦN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUNG CỦA ðỀ TÀI
I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUNG VỀ MEN
1. Vai trò và tác dụng của men
Men là một loại thuỷ tinh có chiều dày: 0,15÷0,4mm, phủ lên bề mặt xương
gốm sứ. Lớp thủy tinh này ñược hình thành trong quá trình nung và có tác dụng
làm cho bề mặt sản phẩm trở thành sít ñặc, nhẵn bóng. Về mặt công nghệ khi sự
phù hợp giữa xương và men tốt thì có tác dụng cải thiện tất cả các tinh chất của
sản phẩm như ñộ bền hoá, bền cơ, bền nhiệt, bền ñiện.
Về mặt kỹ thuật: Tráng men là một phương pháp trang trí sản phẩm như
men màu, men rạn, men khô, men kết tinh, men khử (Ngũ sắc, huyết dụ ). Nhờ
vậy khi tráng men sẽ làm tăng giá trị sản phẩm rất lớn. Yêu cầu cơ bản của men
là có nhiệt ñộ chảy mong muốn có hệ số giãn nở nhiệt α phù hợp với xương, có
ñộ nhớt và sức căng bề mặt thỏa ñáng.
Giữa men và xương tạo một lớp trung gian, lớp trung gian này có tính chất
vật lý trung gian giữa xương và men ñặc biệt là hệ số giãn nở nhiệt làm dịu nhiều
ứng suất, sự xuất hiện lớp trung gian giữa men và xương hạn chế ñược các hiện
tượng nứt và bong men, tăng ñộ bền cơ của sản phẩm. Nếu giữa xương và men có
chênh lệch hệ số giãn nở nhiệt lớn và quá trình nung nhanh thì càng cần lớp trung
gian giữa men và xương ñể ñảm bảo trung hoà tính chất vật lý giữa xương và
men.
2. Phân loại các loại men

2.1. Phân loại theo thành phần
1. Men chì
Men không chứa bo:
- Men chì ñơn giản.
- Men chì có chứa bo.
2.Men không có chứa chì
Men chứa bo.
Men không chứa bo.
- Men kiềm (Có chứa hàm lượng kiềm cao)

7

- Men có hàm lượng kiềm thấp (Men sứ)
2.2. Phân loại theo phương pháp sản xuất
1. Men sống (Thường gọi tắt là men)
2. Men frít
Bao gồm chủ yếu là men nấu chảy frít hoá ñược nghiền (Có khi hàm lượng
frít hoá chiếm ñến 100%), hoặc hỗn hợp của frít với 5÷20% các nguyên liệu phụ
trợ theo những tỷ lệ khác nhau ñể ñiều chỉnh một số tính chất của men như: Nhiệt
ñộ chảy, hệ số giãn nở nhiệt, sức căng bề mặt, chống hiện tượng men bị sa lắng.
3. Men ñược tạo thành do các chất bay hơi bám lên bề mặt sản phẩm tạo nên lớp
men (Chủ yếu là men muối).
4. Men tự tạo (Phối liệu trong quá trình nung hình thành trên bề mặt sản phẩm
một bề mặt tương ñối phẳng nhẵn và bóng)
Các loại men sống có thành phần chủ yếu là ñất sét và các chất trợ chảy,
ngoài ra có thể có các chất mang màu. Loại men này có thể là men chứa chì hoặc
không chứa chì và thường thuộc loại nhóm men có hàm lượng kiềm thấp (Men
sứ).
Men khử và men luster có thể sản xuất theo kiểu men sống hoặc frít, thành
phần của nó có thể là tổ hợp của các nhóm, trừ nhóm men không chứa bo.

Men muối là loại men có thành phần thuộc nhóm men có hàm lượng kiềm
thấp.
2.3. Phân loại theo nhiệt ñộ nung
2.3.1 Men khó chảy
Men này có nhiệt ñộ nóng chảy cao trong khoảng 1250÷1450
o
C, có ñộ
nhớt lớn thường là men kiềm thổ, men Feldspar hoặc men ñá vôi. Loại men này
có hàm lượng SiO
2
cao và hàm lượng kiềm thấp. Nguyên liệu thường dùng ñể
sản xuất men là quazit, Feldspar, ñá vôi, ñá phấn, ñôlômit, talc, caolanh, ñất sét
ðó là các loại nguyên liệu không tan trong nước, nên phương pháp sản
xuất loại men này là sản xuất men sống. Loại này thường ñược tráng lên sản
phẩm sứ, sành, sành dạng ñá.

8

Men ñất sét thường dùng ñể tráng lên sản phẩm ống dẫn, sản phẩm bền hoá
hoặc bình ñựng axít. Loại men này mặc dù có nhiệt ñộ chảy thấp hơn so với
những men ñã nên trên, nhưng vẫn ñược xếp vào loại men này.
2.3.2. Men dễ chảy
Men loại này có nhiệt ñộ nóng chảy thấp (Dưới 1250
o
C), ñộ nhớt của men
khi nóng chảy nhỏ. ðây là loại men nghèo SiO
2
nhưng giàu kiềm và các loại ôxyt
kiềm loại khác, thường ñược tráng lên sản phẩm sành dạng ñá hoặc hàng ñất sét
nung. Men loại này có thề là men chì hoặc men không chì. Trường hợp người ta

ñưa vào thành phần men các hợp chất dễ chảy mà khả năng hoà tan của nó trong
nước lớn hoặc ñộc thì phải frít hoá trước. Các loại men frít nói chung có nhiệt ñộ
nóng chảy thấp hơn men sống: 60÷80
o
C, nhưng lại có nhược ñiểm là rất dễ lắng,
vì vậy thường pha, ñưa thêm vào men: 10÷20% cao lanh, ñất sét chưa nung ñể
chống lắng và triệt tiêu bớt kiềm tự do. Ngoài ra còn có thể thêm chất ñiện giải.
ðối với việc sản xuất men thì ñiều quan trọng cần chú ý là phải tìm men có
khoảng chảy mền rộng, có nghĩa là tìm ra men có thành phần sao cho men ñó có
ñộ nhớt ít thay ñổi hay thay ñổi chậm khi thay ñổi nhiệt ñộ, ñể cho men có thể
nóng chảy hoàn toàn và bám chắc vào xương mà không có hiện tượng chảy dồn
men, men có ñộ chảy dàn ñều tốt.
3. Những tính chất của men
3.1. Hệ số giãn nở nhiệt
Sự giãn nở của men ñược biểu thị bằng sự giãn nở của vật khi nâng lên
một ñộ gọi là hệ số giãn nở.
Sự chênh lệch hệ số giãn nở của men và xương trong phạm vi hẹp sẽ
không gây khuyết tật vì men có khả năng ñàn hồi trong một phạm vi nhất ñịnh,
trước những ứng lực sinh ra, nên giữ ñược cho men không bị nứt, bị bong. Tuy
nhiên nếu ứng lực sinh ra lớn hơn ñộ bền thì sẽ có hiện tượng nứt men hoặc bong
men.
Quá trình giãn nở nhiệt của men cũng tương tự như thuỷ tinh, khi làm
nguội dưới ñiểm chuyển hoá men sẽ ñóng rắn, nên phải làm nguội hoàn toàn và
hệ số giãn nở phải tương ñương với xương sứ.

9

Nếu men (Ở dưới nhiệt ñộ chuyển hoá) khi làm nguội co lại mạnh hơn
xương sẽ hình thành trong sản phẩm ứng suất kéo (Hệ số giãn nở của men quá
lớn) và sinh ra vết nứt. Trường hợp ngược lại sẽ xuất hiện hiện tượng bong men.

Chú ý men có hệ số giãn nở nhiệt lớn Khi nung giãn nở mạnh, khi làm
nguội co nhiều. Men có hệ số giãn nở nhiệt nhỏ Khi nung nở ít, co ít khi làm
nguội.
Nếu tráng lên sản phẩm mỏng thì men sẽ làm cho sản phẩm bị biến hình
tuỳ theo ứng lực kéo hay nén mà uốn cong lồi lõm. Thường phương pháp này
ñược dùng ñể kiểm tra sản phẩm.
Theo kinh nghiệm thì hệ số giãn nở của men tăng theo dãy sau:
: Al
2
O
3
< K
2
O < NaO < Li
2
O
Giảm theo dãy sau: Cao > ZnO > MgO > SnO
2
> B
2
O
3
> SiO
2
Theo Purdy và Potts thì ñộ sít ñặc của phối liệu tăng sẽ làm giảm hệ số
giãn nở nhiệt.
R.Riecke ñã chứng minh hệ số giãn nở nhiệt phụ thuộc nhiều vào dạng thù
hình của SiO
2
cho vào phối liệu.

H.Kohl chứng minh là Feldspar ñưa vào thì sự giãn nở nhiệt của phối liệu
sẽ tăng, nhưng chỉ tăng ñến 1180
o
C, ở nhiệt ñộ này ñộ giãn nở nhiệt của phối liệu
giảm.
CaCO
3
có tác dụng tăng sự giãn nở.
Về ứng lực giữa xương và men theo Steger cho biết là ứng suất qua nhiều
lần nung thì thay ñổi, do làm lạnh ñột ngột ở vùng trên nhiệt ñộ thoát ứng lực làm
cho sự giãn nở nhiệt của men giảm ñi.
ðể xác ñịnh hệ số giãn nở nhiệt của men người ta có thể dùng nhiều
phương pháp khác nhau:
- Phương pháp tính toán theo quy tắc cộng
α

= α
1
P
1
+ α
2
P
2
+ α
3
P
3
+ ……
Trong ñó P

1
, P
1
, P
1
…… là hàm lượng % các ôxýt trong frít.
α
1
, α
2
, α
3
… các hệ số ứng với các ôxýt ấy


10
- Phương pháp tính theo công thức của A.A.Appen
α.10
7
= Σa
i
α
i
/Σ a
i
Trong ñó a
i
hàm lượng ôxyt theo phần phân tử trong thuỷ tinh
α
i

hệ số ứng với các ôxyt trong thuỷ tinh.
- Phương pháp dùng dụng cụ ño hệ số giãn nở thạch anh của
OKBotvinkin và N.V.Solomin
Nguyên tắc của dụng cụ ño này là dựa trên cơ sở hệ số giãn nở nhiệt của
mẫu frít cao hơn hệ số giãn nở nhiệt của thạch anh nên khi ñốt nóng mẫu frít giãn
nở bao nhiêu truyền sang thanh thạch anh ñến ñồng hồ sẽ chỉ cho ta biết ñộ giãn
nở nhiệt. Dựa vào ñộ giãn nở nhiệt của thạch anh và số chỉ của ñồng hồ, hiệu số
nhiệt ñộ ta sẽ tính ñược hệ số giãn nở của mẫu frít.
3.2. ðộ nhớt
Men không có ñiểm nóng chảy xác ñịnh mà có sự thay ñổi dần từ trạng
thái dẻo quánh sang trạng thái chảy lỏng. Do vậy ñộ nhớt cũng sẽ thay ñổi dần
theo nhiệt ñộ, nhiệt ñộ tăng ñộ nhớt giảm và ngợc lại.
ðộ nhớt của men phụ thuộc vào thành phần hoá của men. Qua thực nghiệm,
người ta có thể sơ bộ kết luận rằng các oxyt làm tăng ñộ nhớt SiO
2
, Al
2
O
3
, ZrO
2
,
Cr
2
O
3
, SnO
2
, MgO, CaO (Riêng MgO và CaO chỉ tăng khi hàm lượng ñưa vào
lớn) B

2
O
3
dưới 12% cũng có tác dụng tăng ñộ nhớt, nếu trên 12% sẽ có tác dụng
giảm ñộ nhớt. CaO khi ña vào phối liệu với hàm lượng nhỏ thì hầu như không
ảnh hưởng ñến ñộ nhớt, tăng CaO thì ñộ nhớt tăng. SrO với hàm lượng nhỏ có tác
dụng giảm ñộ nhớt, với hàm lượng trên 20% thì sẽ tăng ñộ nhớt.
ðối với việc sản xuất men thì ñiều quan trọng cần chú ý là phải tìm men có
khoảng chảy mền rộng, có ý nghĩa là tìm men có thành phần sao cho men ñó có
ñộ nhớt ít thay ñổi hay thay ñổi chậm khi thay ñổi nhiệt ñộ, ñể cho men có thể
nóng chảy hoàn toàn và bám chắc vào xương mà không có hiện tượng chảy dồn
(Men có ñộ chảy dàn ñều tốt).




11
3.3. Sức căng bề mặt
Sức căng bề mặt (Năng lượng bề mặt) tác dụng lên ranh giới của pha lỏng
theo chiều hướng thu nhỏ mặt pha lỏng. ðối với các pha silicat nóng chảy sức
căng bề mặt nằm trong khoảng 300 dyn/cm.
Dựa vào thành phần hoá của men, người ta có thể dùng phương pháp cộng
ñể tính ñược sức căng về mặt.
Nhiệt ñộ cao thì tăng nhiệt ñộ lên sức căng bề mặt giảm xuống. Sức căng
bề mặt luôn có khuynh hướng thu nhỏ ranh giới tiếp xúc của pha lỏng. Tại ranh
giới giữa pha lỏng, rắn và khí sẽ hình thành sức căng bề mặt, ñiều này ñóng vai
trò rất quan trọng trong quá trình thấm ướt. Một chất lỏng có sức căng bề mặt
lớn luôn có khuynh hướng tự co lại thành hình cầu, ñiều này có ý nghĩa lớn nếu
người ta tráng hai men cách nhau hoặc chồng lên nhau phải tính sức căng bề mặt
so cho hai men ñó phù hợp nhau.

Nếu không tráng hai men cách nhau và muốn có ranh giới tiếp xúc sắc nét
thì cả hai men ñó phải có sức căng bề mặt bằng nhau.
Nếu không men có sức căng bề mặt lớn hơn sẽ co lại, còn men có sức căng
bề mặt nhỏ hơn sẽ bị men có sức căng lớn hơn kéo giãn ra.
Trường hợp cần trang trí men co người ta ta có thể dựa vào sức căng bề
mặt ñể ñiều chỉnh men thích hợp.
Sức căng bề mặt của men lớn, khả năng thấm ướt của men với xương kém,
thường xảy ra khuyết tật như phồng, rộp nứt men, bọt sủi tăm cuốn men.
4. Men hiệu ứng chìm.
Men hiệu ứng chìm là loại men có ñộ nhớt thấp, nhiệt ñộ chảy thấp, tỷ
trọng của men cao, các chất trang trí ñược áp dụng (theo các phương pháp vẽ,
phun, in lưới…) sẽ phản ứng với men nền, nó làm nóng chảy và một phần sẽ bị
chìm vào bên trong. Trong nhiều trường hợp, các vùng có tiếp xúc trang trí có
những màu sắc hoàn toàn khác biệt với các màu ban ñầu, các màu dạng trung
gian (màu phối) hoặc có những hiệu ứng bề mặt khác biệt. ðiều này có thể xảy ra
bởi việc thêm vào men trên cùng với các chất chảy (có nhiệt ñộ nóng chảy thấp :
Như các hợp chất chì, frit, borax, canxi borate, kẽm borate, Amonium meta

12
vanadate, Vanadium Pentoxide). Các chất chảy ở nhiệt ñộ thấp có thể ñể làm các
nguyên liệu cơ bản của các men dễ chảy.
Thông thường , một số men thuộc loại cơ sở, nung với những màu khác nhau
lại có những ứng dụng ñặc trưng ñi kèm và là tốt nhất so với những loại khác
trong việc ñạt ñược những hiệu ứng chìm mong muốn.
NH
4
VO
3
, V
2

O
5
là các chất dễ chảy, nhiệt ñộ nóng chảy của NH
4
VO
3
là
210
o
C, nhiệt ñộ nóng chảy của V
2
O
5
là 690
o
C
Việc thêm V
2
O
5
vào trong men nhằm làm giảm sức căng bề mặt. Các men
với thành phần khác nhau, thực hiệu sự phản ứng tương tác dựa trên việc nóng
chảy, có thể ñược sử dụng làm ñường in ñường biên… nhằm mục ñích thay ñổi
màu sắc hoặc cấu trúc bề mặt của vật liệu ñược trang trí men.
Bayerdorfer, Grum-Grzimailo và Wagner ñã nghiên cứu các hiệu ứng từ sự
kết hợp những loại men dễ chảy khác nhau. Batschwarov ñề xuất các men dễ
chảy cho gạch ốp lát như sau :
Bảng 1: Các men dễ chảy:
Loại men 1146 1147 1148 1149
Nhiệt ñộ chảy 970 970 970 970

Loại men Nâu bóng Xanh mat Xanh kim loại Trắng
Frit 58 60 58 58
Broric acid 20 15 20 20
Quazt 22 20 22 22
ZnO - 5 - -

ðối với việc tráng lên men các men dễ chảy, lớp men trên cùng, khi nóng
chảy cần có các thông số kỹ thuật như: nhiệt nóng chảy, ñộ nhớt, và sức căng bề
mặt khác so với những thông số này của men cở sở (men nền). Men với ñộ nhớt
cao thường là lớp men phủ. Loại men, với sức căng bề mặt thấp hơn nhiều, sẽ
thâm nhập vào lớp men phủ và làm khuếch tán màu tại các ñường biên tiếp xúc
giữa 2 loại.

13
Tương tự, các hiệu ứng trang trí có thể ñạt ñược bởi việc ñể lớp men khô hẳn,
trước khi phủ lên nó một dung dịch muối tạo màu, những loại muối ñễ tan như
Coban nitrat, Coban Clorua, Crom clorua, Crom acetate và Mangan nitrat. Các
muối kim loại phân hủy trong quá trình nung; Ôxyt kim loại ñược giữ lại, phân
tán ñều và phản ứng với phần còn lại của men tại những vùng thích hợp. Các
dung dịch tạo màu phù hợp có thể ñược ñiều chế bằng cách hòa tan muối kim loại
trong nước, cồn… có kèm hoặc không có dextrine,… với vai trò chất làm dày.
Các hiệu ứng khác nhau thu ñược tùy thuộc vào ñộ nhớt của dung môi nước
hay cồn; các dung dịch tạo ra những trang trí với ñường viền mềm (mảnh) và
mờ, trong khi chất lỏng nhớt tạo ra các ñường biên sắc nét hơn. Tỷ lệ hỗn hợp
nằm trong phạm vi 40% ÷ 60% dung dịch muối kim loại, 25% ÷ 30% nước bổ
sung, 10% ÷ 15% syrup (xi-rô, dung dịch ñường) và 6% ÷ 10% cồn. Dung dịch
có thể ñược ứng dụng theo 1 trong 2 trường hợp sau: hoặc ở trên hoặc ở dưới
men. Các hiệu ứng màu tốt có thể ñạt ñược thông qua việc sử dụng một số dung
dịch nối tiếp nhau.
Các men dễ chảy ñược pha màu, tạo ra các hiệu ứng thú vị có thể ñạt ñược

với những màu sắc hài hòa. ðặc biệt tại các ñường tiếp xúc giữa 2 màu khác
nhau, các hiệu ứng thú vị này ñược tạo bởi quá trình kết tụ hoặc kết tinh.
Qua tham khảo tính chất của một số loại men hiệu ứng chìm của nước
ngoài ngoài những tính chất chung của frít truyền thống thì frít trong sử dụng làm
men hiệu ứng chìm sản xuất gạch ốp lát ñược sử dụng trong quá trình nung nhanh
phải ñảm bảo một số tính chất sau:
Hệ số giãn nở nhiệt trong khoảng 100 ÷110 .10
-7
/
o
C, ñộ ñồng nhất cao.
Nhiệt ñộ chảy bán cầu của men frít thường 600
o
C, màu sắc ñảm bảo sau
khi nung ñảm bảo ñộ phát màu tốt, khả năng chìm tạo ra hiệu ứng bề mặt.
Ngoài những yêu cầu trên thì frít sử dụng làm men hiệu ứng chìm phải
ñược hoạt hoá tốt vì do quá trình thay ñổi nhiệt ñộ ñột ngột dẫn ñến tạo các ứng
xuất nội tạo các vết nứt tế vi sau dễ nghiền lại sử dụng làm men hiệu ứng chìm.



14
PHẦN II: THỰC NGHIỆM NGHIÊN CỨU
I. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu các loại nguyên liệu sản xuất frít, thành phần hóa của các
loại frít, nấu thử trong phòng thí nghiệm sau ñó thử các tính năng kỹ thuật và
chọn ra bài frít ñạt yêu cầu so với mẫu ñối chứng. Tiến hành nấu mẻ lớn ñể thử
trên dây truyền sản xuất của nhà máy.
- Tham khảo thành phần hoá học của các loại men chìm nói chung và men
chìm sử dụng trên dây chuyên sản xuất gạch ốp, lát nói riêng. Tham khảo yêu cầu

về men sử dụng công nghệ nung nhanh. Tham khảo các tính chất ñặc trưng của
các ôxyt thành phần trong men.
- Chọn hệ frít hiệu ứng chìm, có thành phần hóa phù hợp với ñiều kiện
nấu, giá thành phối liệu, có nhiệt ñộ chảy và hệ số giãn nở nhiệt phù hợp với
nung gạch ốp lát, qua tham khảo tài liệu của các hãng men ñang ñược sử dụng tại
các nhà máy sản xuất gạch ốp lát trong nước, nhóm ñề tài ñã chọn men hiệu ứng
chìm 590/2CO của hãng Ferro ñược sử dụng rộng rãi tại các nhà máy với nhiệt
ñộ nung cao nhất trong khoảng 1050÷1180
o
C, ñộ ổn ñịnh cao, hiệu ứng chìm tốt,
tính ổn ñịnh cao. Làm mẫu ñối chứng cho ñề tài.
- Tính toán ñơn phối liệu theo các thành phần hoá ñã chọn, theo hướng:
ðưa vào bài phối liệu các nguyên liệu dễ nấu, nguồn cung cấp và thành phần hoá
ổn ñịnh, phần lớn ở trong nước.
- ðánh giá về nhiệt ñộ nấu; thời gian lưu ở nhiệt ñộ nấu; ñộ nhớt của thuỷ
tinh ở nhiệt dộ frit hoá; ngoại quan về frit hiệu ứng chìm
- Thử in lưới trên mẫu gạch xác ñịnh ñộ chìm và bóng, phát màu của men
hiệu ứng chìm so với men ngoại cùng loại.
- ðánh giá và ñiều chỉnh ñơn phối liệu. Thử lặp lại ñạt ñến chất lượng với
men hiệu ứng chìm ñối chứng. Ưu tiên với ñiều kiện sản xuất công nghiệp ổn
ñịnh và cho chất lượng ổn ñịnh.
- Nấu mẻ 100 kg. Lấy mẫu thử so sánh tại các nhà máy, ñánh giá tính ổn
ñịnh trong sản xuất.


15
II. ðỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU
1. ðịnh hướng kỹ thuật
Men hiệu ứng chìm là sản phẩm, khi nung, ñạt ñược trạng thái chìm, lún
xuống, thấp hơn so với mặt phẳng gạch men, ngay tại vị trí mà nó ñược phủ, in

lên gạch. ðể ñạt ñược hiện tượng này về kỹ thuật men cần có những ñặc tính sau:
+ Tỷ trọng của loại men này phải cao hơn so với các men khác cùng ñược
tráng, phủ, in lên trên gạch với nó.
+ Men có nhiệt ñộ chảy thấp hơn so với các men nền cùng ñược tráng, phủ,
in lên trên gạch với nó. Nhưng không ñược quá thấp ñể tránh hiện tượng sôi men.
+ Có sức căng bề mặt nhỏ hơn so với các men khác ñược tráng, phủ, in lên
gạch xung quanh nó.
+ Có hệ số dãn nở nhiệt không chênh lệch nhiều với các loại men khác cùng
ñược tráng, phủ, in lên trên gạch xung quanh nó.
+ Men này có thể thâm nhập vào vùng men hoặc xương mà nó phủ lên và
nhờ ñó tụt thấp hơn so với các lớp men khác cùng ñược tráng, phủ, in trên gạch.
+ Men này khi chảy sớm tạo ra một vùng men ñộc lập mà không bị hòa tan
quá nhiều vào trong các men khác xung quanh.
2. ðịnh hướng tham khảo
ðể tạo hiệu ứng chìm trên men gạch ốp – lát, các nhà máy sử dụng các loại
Frit hiệu ứng chìm hoặc bột men ngoại nhập, ñem nghiền ướt với cao lanh men
và dung môi rồi in lên bề mặt gạch.
Xuất phát từ các Frit và bột men này, nhóm ñề tài ñã tiến hành khảo sát thành
phần hóa và các tính chất cơ – hóa – lý của chúng ñể làm cơ sở tham khảo cho
nghiên cứu của mình. Áp dụng trực tiếp thành phần hóa ñã tham khảo ñược từ kết
quả phân tích bài men hiệu ứng chìm ñang ñược dùng trong sản xuất tại các nhà
máy gạch ốp – lát, cho việc phối hợp men từ các nguyên liệu sẵn có trong nước.
Các nhà máy gạch ốp lát ở khu vực phía Bắc hiện ñang sử dụng phổ biến 2 sản
phẩm bột men hiệu ứng chìm sau: Fritta - 999/138; Ferro – 590/2CO.

16
Kết quả khảo sát bột nguyên liệu khô và thành phần hóa học men cho biết
rằng: bột men nhập ngoại ñược phối từ Frit nghiền mịn, cao lanh và một số bột
nguyên liệu khác.
Bảng2 : Kết quả phân tích thành phần hoá men hiệu ứng chìm [%TL]

Kí hiệu SiO
2
Al
2
O
3

CaO MgO PbO R
2
O B
2
O
3
V
2
O
5
Hãng
sản xuât
999/138 25,87 1,89 0,94 0,30 49,75 0,69 9,33 8,13 Fritta
590/2CO 30,80 2,06 0,94 0,03 51,29 0,63 9,17 8,15 Ferro
[Phân tích tại Viện Vật liệu Xây Dựng]
Lựa chọn nguyên liệu:
- Do PbO là một oxyt KL nặng, dễ tan trong nước, có khả năng gây hại tới
môi trường, con người khi thâm nhập vào trong cơ thể. ðể sử dụng trong men
chúng thường phải ñược Frit hóa, chuyển thành dạng liên kết polyme rắn không
tan trong nước.
- B
2
O

3
cũng ñược cung cấp từ những nguyên liệu tan trong nước. Tuy nhiên,
với hàm lượng nhiều như trên thì chúng dễ tái kết tinh một phần. Nếu sử dụng
trực tiếp các nguyên liệu này thì men không ñạt ñược trạng thái hồ thích hợp cho
việc phun tráng men, do vậy ñây cũng là một thành phần phải ñưa vào từ men
qua Frit.
- Các nguyên liệu cung cấp các oxyt khác như Na
2
O, K
2
O, CaO, MgO, SiO
2

.v.v. ñể phù hợp với công nghệ nung nhanh cũng cần ñược ñưa vào men ở dạng
ñã ñược Frit hóa.
- Nguyên liệu cung cấp V
2
O
5
thường là các hợp chất không tan hoặc ít tan
trong nước, ở dạng bột mịn. Thành phần này có thể ñưa vào men qua dạng Frit
hóa hoặc ñưa trực tiếp qua các dạng bột V
2
O
5
hay NH
4
VO
3
công nghiệp.

ðịnh hướng:
Từ các thảo luận với các chuyên gia, với các nhận ñịnh trên, nhóm ñề tài ñịnh
hướng nghiên cứu men hiệu ứng chìm thông qua việc sản xuất và áp dụng một
vài loại Frit vào bài men.

17
ðể sử dụng ổn ñịnh và hiệu quả việc trang trí trên men, nhóm ñề tài ñịnh
hướng tạo ra Frit với thành phần hóa tượng tự thành phần hóa của men có hiệu
ứng chìm. Frit này sẽ ñược kết hợp với caolanh, hợp chất của V
5+
và dung môi in
ñể tạo ra bài men chìm có tính chất tương ñương với men nhập ngoại.
3. Căn cứ lựa chọn thành phần frít thử nghiệm
- Sử dụng tối ña các nguyên liệu trong nước, giảm chi phí nguyên liệu.
- Các thông số nhiệt ñộ chảy, sức căng bề mặt, hệ số dãn nở nhiệt ñược
tính toán lý thuyết phải tương ứng với men hiệu ứng chìm nhập ngoại sau khi
phối trộn thành bài men.
- Chọn hệ frít, có thành phần hoá phù hợp với ñiều kiện nấu, có nhiệt ñộ
chảy và hệ số giãn nở nhiệt phù hợp với nung gạch ốp lát, qua tham khảo tài liệu
của các hãng men ñang ñược sử dụng rộng rãi nhóm ñề tài ñã chọn men hiệu ứng
chìm của hãng Ferro ñược sử dụng rộng rãi tại các nhà máy với nhiệt ñộ nung
cao nhất trong khoảng 1050÷1180
o
C, tính ổn ñịnh cao hệ số giãn nở nhiệt .
- Tham khảo tài liệu, các ñơn men ngoại nhập và cùng với sự góp ý của cán
bộ kỹ thuật nhà máy, nhóm ñề tại ñã tính toán và ñưa ra ñược 02 ñơn thành phần
hóa học cho nấu chảy tạo Frit như trong Bảng 3. Việc tính toán các ñơn này dựa
trên các ñiều kiện kỹ thuật và công nghệ sau:
+ Nhiệt ñộ nung cao nhất của gạch ốp lát: 1160 ÷ 1180 [
o

C]
+ Nhiệt ñộ nấu Frit: 900 ÷ 1100
o
C
+ Nhiệt ñộ chảy chỏm cầu của Frit chìm: 580 ÷ 600 [
o
C]
+ Hệ số dãn nở dài, theo nhiệt ñộ 25÷ 400
o
C: α = 100 ÷ 110 [
-7
/
o
C]
+ Hệ thủy tinh: SiO
2
– B
2
O
3
– PbO – V
2
O
5

Bảng 3: Thành phần hóa học ñịnh hướng cho nấu Frit chìm [%TL]
Kí hiệu
SiO
2
B

2
O
3
Al
2
O
3
CaO MgO R
2
O PbO V
2
O
5
ZnO
FC01
25,51 10,48 0,60 1,07 0,72 5,56 53,98 0,00 1,98
FC02
23,54 9,66 0,56 0,99 0,66 5,13 49,80 7,75 1,83

Thành phần Frit dự kiến thử nghiệm, ñược tính nội suy từ thành phần hóa của
men hiệu ứng chìm ñang ñược áp dụng tại nhà máy – Ferro 590/2CO, với việc bỏ

18
ñi lượng cao lanh cần thiết cho phối men. Ngoài ra, thành phần này ñã ñược ñiều
chỉnh bổ xung thêm một số oxyt (như CaO, MgO, R
2
O, ZnO) cho tối ưu với các
ñiều kiện nguyên liệu sẵn có, kỹ thuật sản xuất và công nghệ của các nhà máy
gạch ốp - lát.
4. Khảo sát và lựa chọn nguyên liệu

Một số tiêu chí chung trong sử dụng nguyên liệu nấu frít men:
+ Nguyên liệu có khả năng nấu chảy tốt ở nhiệt ñộ sản xuất ñã ñịnh, không
chứa các khoáng khó nấu chảy.
+ Nguyên liệu có thành phần hóa ổn ñịnh, hàm lượng tạp chứa S, Fe, Cr
thấp.
+ Cỡ hạt nguyên liệu mịn và ổn ñịnh, ñảm bảo thuận tiện cho trộn phối liệu
và dễ nấu chảy.
+ Nguồn cung cấp ổn ñịnh.
4.1. Trường thạch (Feldspar)
Feldspar ñược chọn sử dụng làm nguyên liệu chính cho sản xuất frit, Feldspar
chia làm ba loại chính:
+ Feldspar kali, tên khoa học là Orthoclas, công thức khoáng:
K
2
O.Al
2
O
3
.6SiO
2
.
+ Feldspar Natri, tên khoa học là Orbit, công thức khoáng
Na
2
O.Al
2
O
3
.6SiO
2

.
+ Feldspar canxi, tên khoa học là Anortit, công thức khoáng
CaO.Al
2
O
3
.2SiO
2
.
Trong thực tế ít khi tồn tại các khoáng riêng biệt mà thường tồn tại phổ
biến là dạng hỗn hợp khoáng. Tuy nhiên, trên thị trường, Feldspar ñược gọi theo
cấu tử kiềm tồn tại nhiều nhất. Với các loại frít ñược sử dụng hiện nay, thuộc loại
thủy tinh hỗn hợp, cả ba loại trường thạch ñều cho phép sử dụng trong nấu frít
chìm. Men Frit chìm chảy bóng ñẹp và ñạt một số chi tiêu kỹ thuật khác thì ñều
cần sự kết hợp của ba oxyt K
2
O, Na
2
O và CaO.
Xét về nhiệt ñộ chảy, Feldspar Natri chảy hoàn toàn ở 1120
o
C, trường
thạch Kali bắt ñầu chảy 1170
o
C, Feldspar Canxi có nhiệt ñộ chảy khá cao so hai

19
loại trên. Do vậy, trong sản xuất frít chìm chỉ sử dụng Feldspar canxi khi cần bổ
xung SiO
2

cho phối liệu thay cát, hoặc khi cần giảm hàm lượng kiềm ñưa vào
phối liệu. Ở Việt Nam, Feldspar chủ yếu tồn tại ở dạng Feldspar Kali và Feldspar
Natri, Feldspar caxi xuất hiện ít.
Bảng 4: Kết quả phân tích của một số loại Feldspar [ %TL]
Stt
Tên chỉ
tiêu
Yêu c
ầu
(% )
Feldspar
La Phù
Feldspar
Hào Phú
Feldpar Yên
Hà, FM3
Feldpar Yên
Hà, FM8
1 SiO
2
60-75 73,26 72,7 73,05 71,00
2 Al
2
O
3
13-19 13,45 15,29 15,13 16,40
3 R
2
O 6-14 7,55 9,61 8,09 8,55
4 Fe

2
O
3
≤ 0,4
0,24 0,32 0,28 0,20
5 CaO
≤ 2,0
0,66 0,87 1,12 1,19
6 MgO
≤ 2,0
0,75 0,25 0,40 0,25
7 Cỡ hạt
< 63 µm

< 63 µm < 63 µm < 63 µm < 63 µm
Tại miền Bắc, các loại nguyên liệu chứa trường thạch chọn nghiên cứu
gồm: Feldspar Hào Phú –Tuyên Quang (Feldspar Natri); Feldspar Yên Hà
(FeldsparKali)
4.2. ðôlômit (MgCO
3
.CaCO
3
):
Việc sử dụng ñôlômít trong sản xuất frít chìm góp phần giảm chi phí nguyên
liệu và chi phí nhiệt nấu frít. Ngoài ra, tỷ lệ bay bụi và hao hụt khi nấu sẽ thấp
hơn. ðôlômit dùng cung cấp MgO, CaO ở dạng nguyên liệu khoáng cho thủy
tinh. ðôlômi sạch có màu trắng.
Bảng 5: Kết quả phân tích của một số loại ñôlômit [ TL%]
Stt chỉ tiêu
Yêu c

ấu ñôlômit Hà nam

ñôlômitThanh Hóa ñôlômit Thái lan
1 MgO (%)
16÷23
21 19,67 22,34
2 CaO (%)
28÷35
30,52 31,28 28,91
3 Fe
2
O
3
(%)
≤ 0,4
0,30 0,30 0,13
4 Cỡ hạt
< 63 µm < 63 µm < 63 µm < 63 µm
Dự kiến chọn: ðôlômit Thái Lan, ðôlômit Hà nam.


20
4.3.Các nguyên liệu dẻo:
Cao lanh là nguyên liệu dẻo ñược sử dụng trong sản xuất men chìm. ðể sử
dụng ñược trong sản xuất men chìm thì nguyên liệu này cần:
+ Có hàm lượng tạp Fe thấp.
+ ðược sấy khô và sàng lấy hạt mịn (d ≤ 0,063 mm)
Bảng 6: Kết quả phân tích của một số loại Caolanh [ TL%]
Stt

Tên chỉ tiêu Yêu cấu
sử dụng
Caolanh
K80T
Caolanh
K80
1 SiO
2
(%)
45÷50
48,12 45,4
2 Al
2
O
3
(%) ≥34 34,5 37
3 Fe
2
O
3
(%)
≤ 0,5 ≤ 0,5 ≤ 0,4
4 TiO
2
(%)
≤ 0,15
0,10 0,05
5 Cỡ hạt (mm)

≤ 0,063 ≤ 0,063 ≤ 0,063

ðây là sản phẩm ñược sẵn có, ñược khai thác và xử lý bởi Viện N/C sành sứ
thủy tinh công nghiệp.
4.4.Vanadium pentoxide - V
2
O
5

Vanadium pentoxide, V
2
O
5
, chỉ hòa tan rất ít trong nước, nóng chảy ở 690
o
C,
có màu nâu ñỏ, và có sự dãn nở nhiệt yếu. Nó là chất chảy mạnh trong men,
nhưng không ñược sử dụng với mục ñích này. Một số nguyên liệu ñược phân
loại như: V
2
O
5
chứa một lượng ñáng kể NaVO
3
.
Các ion Vanadi trong mạng lưới silicate lỏng nóng chảy làm giảm sức căng bề
mặt, ñiều này khiến nó trở thành tác nhân tạo lỏng hiệu quả ở nhiệt ñộ cao. Nó
ñược xem là một chất trợ chảy mạnh. Sức căng bề mặt của men sẽ giảm ñáng kể
khi thêm 1% hoặc 2% của V
2
O

5.

Vanadi cũng là nguyên liệu cần thiết trong sản xuất một số chất màu ceramic,
loại phổ biến và ổn ñịnh ở nhiệt ñộ khá cao, như các màu, hệ oxyt, vàng Vanadi
– Zircon, Vàng Thiếc - Vanadi, màu xanh và màu lam ngọc Zircon – Vanadi.


21

Bảng 7: Kết quả phân tích của một số loại V
2
O
5
[ TL%]
Stt

Tên chỉ tiêu Yêu cấu sử
dụng
V2O5
Trung Quốc
V2O5
Anh
1 V
2
O
5
(% KL) ≥ 80 ≥ 98% ≥ 99%
2 MKN (% KL)
≤ 2,0 ≤ 1,0
< 1%

3 Fe
2
O
3
(%)
≤ 0,4
0,30 0,13
4 Cỡ hạt (mm)
≤ 0,5 ≤ 0,5 ≤ 0,5
ðây là nguyên liệu phải nhập ngoại, chưa có nhà máy sản xuất trong nước.
4.5. Ammonium metavanadate, NH
4
VO
3
,
ðây là hợp chất ñược ñiều chế từ dung dịch kiềm vanadate với NH
4
Cl.
NH
4
VO
3
nhiệt ñộ nóng chảy ở 210
o
C. Do ñộ tinh khiết cao nên nó ñược coi là
chọn lựa tối ưu ñể làm nguyên liệu ñầu vào cho men.
4.6. Chì ñỏ
Chì ñỏ có công thức là Pb
3
O

4
và là hỗn hợp của 2PbO và PbO
2
. Chì ñỏ ñược
ñiều chế bởi PbO (litharge) nóng với oxy; sản phẩm thương mại thường gồm
75% chì ñỏ (Pb
3
O
4
) và 25% litharge. Sản phẩm chất lượng tốt có thể cung cấp
ñến 98% khối lượng tính theo PbO, với Fe
2
O
3
không quá 0,01% và CuO không
lớn hơn 0,005%. Một cách kiểm tra mẫu ñơn giản với các tạp chất không tan,
bằng cách cho 5 gam mẫu vào một dung dịch 25 ml dung dịch axit nitric 1N. Hỗn
hợp này ñược nung nóng chậm và 10ml H
2
O
2
ñược thêm dần vào. Tất cả chì ñỏ
sẽ bị phân rã (hòa tan), và bất kỳ phần sót lại trong dung dịch ñược ñem khảo sát.
Chì ñỏ ñược dùng cho nấu các hỗn hợp silicate bởi hàm lượng oxy cao của nó và
khả năng khử ít xảy ra. Khi nung nóng ñến 500
o
C, Pb
3
O
4

bắt ñầu phân hủy giải
phóng oxy, do vậy nó còn có vai trò như một tác nhân oxy hóa. Khi nâng tiếp lên
nhiệt ñộ cao hơn, nó có khuynh hướng bị khử về chì kim loại.
Khi nấu thủy tinh phối liệu chì cao phải cho thêm vào phối liệu những chất
ôxy hóa tạo ra môi trương ôxy hóa trong lò.

22
ðây là loại nguyên liệu ñộc, nên thường ñược sử dụng trong men ở dạng
silicat chì.
4.7. Axit Boric – H
3
BO
3

Là tinh thể dạng bột bông xốp, mịn, có ánh, không màu, hòa tan trong nước,
dễ bay hơi khi có mặt hơi nước và ở nhiệt ñộ trên 1000
o
C. Ở ñiều kiện này axit
boric làm tăng ñáng kể áp suất hơi của môi trường, vì vậy phải tính ñến thành
phần mất do bay hơi khi nấu thủy tinh hay sử dụng trong nguyên liệu này trực
tiếp trong bài men. Ở 105
o
C, axit boric mất nước phân tử chuyển thành metaboric
axit, tiếp tục lên ñến trên 160
o
C lại chuyển thành tetra-boric axit – H
2
B
4
O

7
.
Loại axit boric sử dụng là sản phẩm công nghiệp của Trung Quốc, Mỹ, hàm
lượng H
3
BO
3
lên ñến 99% khối lượng.
4.8. Thủy tinh chì.
Là thủy tinh sản xuất trụ ñèn của ngành công nghiệp sản xuất ñèn. Hàm
lượng chì ñạt ñến 21÷24 % khối lượng. Nhiệt ñộ chảy bán cầu của loại thủy tinh
này khá thấp, khoảng từ 950 ÷ 960
o
C.
Bảng 8: Thành phần hóa học của thủy tinh chì phế thải. [%TL]
Kí hiệu
SiO
2
B
2
O
3
Al
2
O
3

Fe
2
O

3

CaO MgO R
2
O PbO ZnO
TTC
56,71 0 1,34 0,08 0,45

0,1 12,19 24,28 4,41

4.9. Chất ôxy hóa
Bao gồm NaNO
3
, KNO
3
, Muốn có tách dụng ôxy hóa mạnh người ta thường
dùng chung nitrat với As
2
O
3
. KNO
3
có ưu ñiểm hơn NaNO
3
ở chỗ nó phân hủy ở
nhiệt ñộ cao hơn, giúp cho việc ôxy tốt hơn.
Quá trình phản ứng của muối KNO
3
trong quá trình nấu thủy tinh: Nóng chảy
ở nhiệt ñộ 336

o
C và bị phân hủy ở nhiệt ñộ khoảng 500
o
C tạo thành muối nitrit
và ôxy và ở nhiệt ñộ trên 500
o
C, KNO
2
phân hủy thành N
2
, O
2
.





23
III. THỰC NGHIỆM NGHIÊN CỨU
Thiết bị và dụng cụ nấu thí nghiệm
1. Cân ñiện tử
2. Lò nung thí nghiệm
3. Cốc nấu thí nghiệm
4. Máy nghiền men siêu tốc
5. Tủ sấy
6. Các dụng cụ khác.
1. Nấu thử nghiệm lần thứ 1
Căn cứ các tiêu trí trên, nhóm nghiên cứu ñã ñưa ra các thành phần hoá học
thử nghiệm sau:

Bảng 9: Thành phần hóa học dự kiến của frit chìm [ TL%]
Kí hiệu
SiO
2
B
2
O
3
Al
2
O
3
CaO MgO R
2
O PbO V
2
O
5
ZnO
FC01
25,51

10,48 0,60 1,07 0,72 5,56 53,98 0,00 1,98
FC02
23,54

9,66 0,56 0,99 0,66 5,13 49,80 7,75 1,83
Với các thành phần hoá của Frít ñã chọn, nhóm nghiên cứu ñã tính toán và
ñưa ra các ñơn phối liệu ñể nấu thử thí nghiệm. Việc tính toán có xem xét ñến ñộ
ẩm các nguyên liệu, sự hao hụt thành phần do bay hơi trong quá trình nấu.

24
Bảng10: ðơn phối liệu các thành phần Frit ñã ñịnh hướng [ %TL]
ðơn cho FC01
ðơn cho FC02
STT Tên nguyên liệu
FC01-1 FC01-2 FC02-1 FC02-2
1
Thủy tinh chì phế thải
40,00 0 37 0
2
Chì ñỏ (Pb
3
O
4
)
40,00 47 37 44
3

H
3
BO
3
– Trung Quốc
17,00 15 15,5 13
4
Na
2
B
2
O
7
.5H
2
O – Trung Quốc
0 4 0 4
5
V
2
O
5
- Trung Quốc
0 0 8,0 8,0
6
Trường thạch - Hào Phú
0 15 0 13
7
Kẽm oxyt - Tuyên Quang
0 2,5 0 2,5

8
ðôlômit - Hà Nam
3,00 0 2,5 0
9
Talc - Thanh Hóa
0 3,5 0 3,5
10
Quarzt men – Yên Hà
0 7,5 0 7,5
11
Na
2
SiF
6
- Lâm Thao Phú Thọ
0 5,5 0 5,5

Tổng
100 100 100 100
Nấu thử nghiệm
1. Kiểm tra lò nung ñiện cực, thiết bị ño nhiệt, trước khi ñặt chế ñộ nhiệt
cho lò nung. ðảm bảo lò nâng lên ñến nhiệt ñộ nấu.
2. Chuẩn bị nguyên liệu.
3. Cân ñịnh lượng theo ñơn phối liệu, lượng cân là 400 gam phối liệu khô.
4. Trộn phối liệu.
5. Nạp phối liệu vào cốc ở nhiệt ñộ cao 900
o
C. Phối liệu ñược nạp nhiều lần
cho hết toàn bộ lượng phối liệu ñã trộn.
6. Nâng lên nhiệt ñộ nấu dự kiến và lưu ở nhiệt ñộ nấu trong khoảng từ 20

÷30 phút.
7. Chuẩn bị nước cho frít hoá, lượng nước chuẩn bị 5 lit.
8. Gắp cốc nấu ra và ñổ rót ngay. Quan sát ñộ chảy của frit.
9. Sấy khô frít, cân lượng frít thu hồi.
10. ðánh giá các ñơn frít.