1. دور مسحوق خام الكروم في تلوين الزجاج
المكونات الرئيسية
المكون الرئيسي لمسحوق خام الكروم هو أكسيد الكروم (Cr₂O₃ بشكل أساسي)، والذي قد يحتوي على كمية صغيرة من الشوائب مثل Fe₂O₃ وAl₂O₃.
تأثير تلوين Cr³+: في مصهور الزجاج، تمتص أيونات Cr³+ الضوء بطول موجي محدد (الضوء الأزرق البنفسجي) وتنعكس الضوء الأصفر والأخضر، مما يجعل الزجاج يبدو باللون الأخضر (تطبيقات نموذجية مثل اللون الأخضر الداكن لزجاجات البيرة).
تنظيم اللون
تأثير التركيز: عادةً ما تكون كمية Cr₂O₃ المضافة ٠٫١٪ – ٢٪ من إجمالي كتلة الزجاج. ستؤدي الزيادة المفرطة إلى لون داكن جدًا (أخضر داكن) أو تعكر.
حالة الأكسدة والاختزال:
ظروف الأكسدة (الصهر الغني بالأكسجين): Cr³+ مستقر ويبدو باللون الأخضر.
ظروف الاختزال (الصهر في ظل نقص الأكسجين): يتم اختزال بعض Cr³+ إلى Cr²+، والذي قد يبدو أزرق-أخضر أو غير متساوٍ في اللون.
٢. خطوات استخدام مسحوق الكروميت كملون للزجاج
: ١. المعالجة المسبقة للمواد الخام
: التنقية والطحن:
أزل الشوائب (مثل الحديد والسيليكون) من مسحوق الكروميت لتجنب التأثير على لونه.
اطحنه إلى ١٠٠-٢٠٠ شبكة لضمان توزيع متساوٍ في دفعة الزجاج.
2. تصميم الصيغة
التركيب الأساسي للزجاج: يتكون بشكل أساسي من زجاج الصودا والجير (SiO₂-Na₂O-CaO) أو زجاج البورسليكات.
كمية مسحوق الكروميت المضافة:
أخضر فاتح: 0.1%-0.5% Cr₂O₃.
أخضر غامق: 0.5%-2% Cr₂O₃.
مادة ملونة مساعدة:
التوافق مع Fe₂O₃: ضبط درجة اللون (مثل الأخضر الزيتوني).
إضافة CoO: تعزيز اللون الأزرق والأخضر.
3. عملية الانصهار
درجة حرارة الانصهار: 1400-1600 درجة مئوية (اعتمادًا على نوع الزجاج).
التحكم في الأكسدة والاختزال:
قم بإدخال الهواء أو أضف نترات الصوديوم (NaNO₃) للحفاظ على جو مؤكسد لضمان استقرار Cr³+.
تجنب خلط المواد المختزلة (مثل الكربون) لمنع اختزال Cr³+.
معالجة التجانس: قم بتحريك المصهور بالكامل لتجنب اختلاف اللون أو الخطوط.
4. القولبة والتلدين القولبة
: القولبة في المنتجات المطلوبة من خلال عملية النفخ أو التقويم أو التعويم.
التلدين: تبريد بطيء (نطاق 500-600 درجة مئوية) لإزالة الضغط الداخلي ومنع تشقق الزجاج.
ثالثا. مزايا وعيوب استخدام مسحوق خام الكروم
المزايا
ثبات اللون: يتميز Cr³+ بمقاومته لدرجات الحرارة العالية والشيخوخة في الزجاج، كما أن لونه يدوم طويلا.
منخفض التكلفة: مسحوق خام الكروم الطبيعي أكثر اقتصادا من أكسيد الكروم الاصطناعي (Cr₂O₃).
التوافق البيئي: يتميز Cr³+ الموجود في مسحوق خام الكروم بسمية منخفضة ويلبي متطلبات إنتاج الزجاج الصديق للبيئة (ملاحظة: يجب تجنب تكوين Cr⁶+).
العيوب
حساسية الشوائب: قد تسبب شوائب الحديد لونًا مصفرًا أو عكرًا.
مراقبة صارمة للعملية: يجب التحكم بدقة في حالة الأكسدة والاختزال الناتجة عن الصهر، وإلا فمن السهل حدوث اختلاف في اللون.
المخاطر الصحية: قد يؤدي التشغيل غير السليم (مثل استنشاق الغبار) إلى الإضرار بصحة العمال.
رابعًا: النقاط الرئيسية:
التحكم في الشوائب:
استخدم مسحوق خام الكروم عالي النقاء (محتوى Cr₂O₃> 90٪)، أو قم بإزالة شوائب الحديد من خلال الفصل المغناطيسي والتخليل.
حماية السلامة:
ارتدِ قناعًا للغبار أثناء التشغيل لتجنب استنشاق غبار الكروم.
يجب التعامل مع نفايات الخبث باعتبارها نفايات خطرة (إذا كانت تحتوي على Cr⁶+).
البدائل:
إذا كنت بحاجة إلى لون أخضر أنقى، فيمكن استخدام أكسيد الكروم الاصطناعي (Cr₂O₃) بدلاً من ذلك، ولكن التكلفة أعلى.
بالنسبة للمشاهد ذات متطلبات حماية البيئة العالية للغاية (مثل حاويات الطعام)، فمن الضروري التأكد من عدم وجود خطر ذوبان Cr³+.
5. أمثلة التطبيق
: زجاجة بيرة زجاجية: أضف 0.5% -1% من مسحوق خام الكروم، واضبط اللون إلى اللون الأخضر الداكن باستخدام Fe₂O₃، واحجب الأشعة فوق البنفسجية لحماية نكهة البيرة.
الزجاج الفني: يخلط مع الأزرق الكوبالتي (CoO) لصنع زجاج متدرج اللون الأزرق والأخضر.
زجاج الفلتر: استخدم خاصية امتصاص الأشعة فوق البنفسجية لـ Cr³+ للأجهزة البصرية أو المصابيح.
ملخص:
يكمن جوهر مسحوق خام الكروم، كملوّن زجاجي، في الحصول على اللون الأخضر من خلال الامتصاص الانتقائي لأيونات الكروم³+. يجب أن يركز تطبيقه على نقاء المادة الخام، والتحكم في الأكسدة والاختزال في الصهر، واستقرار العملية. يمكن أن يُراعي الاستخدام المعقول التكلفة والأداء، ولكن يجب إدارة الشوائب والسلامة التشغيلية بدقة لتجنب المخاطر البيئية والصحية.
