Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (May 2023)
Sustainable glasses in the SiO2–P2O5–CaO–K2O system from waste and concentrated solar power
Abstract
Sustainable glasses were prepared by green technology including the use of different wastes as raw materials and concentrated solar power (CSP) as renewable energy. The raw materials used to formulate the glasses were animal bone flour ash, which presents high contents of CaO, P2O5 and alkaline oxides; glassy sand from the waste of packaging glass submitted to a primary treatment, composed principally of SiO2; and potassium carbonate of reagent grade. Different exposure times to solar radiation were tested. For comparison, the same composition of glass was melted into a conventional electric furnace. The use of CSP to produce glasses reduces the melting time by approximately 90%, with consequent energy savings. The increased CSP processing time results in more amorphous and thermally stable glasses. The results showed the viability of producing ecofriendly glasses in the SiO2–P2O5–CaO–K2O system, which could be used as matrix-based fertilizers. Resumen: Se prepararon vidrios sostenibles mediante una tecnología alternativa que incluye el uso de diferentes residuos como materias primas y energía solar concentrada (ESC) como fuente de energía renovable. Las materias primas utilizadas para formular los vidrios fueron ceniza de harina de hueso animal, que presenta altos contenidos de CaO, P2O5 y óxidos alcalinos; arena vítrea procedente de residuos de envases de vidrio sometidos a un tratamiento primario, compuesta principalmente por SiO2, y carbonato potásico de grado reactivo. Se evaluó el efecto del tiempo de exposición a la radiación solar sobre las características de los vidrios obtenidos. Como material de referencia se empleó un vidrio de la misma composición obtenido en un horno eléctrico convencional. El uso de la ESC para producir vidrios reduce el tiempo de fusión en aproximadamente un 90%, con el consiguiente ahorro de energía. El aumento del tiempo de procesamiento da lugar a vidrios más amorfos y de mayor estabilidad térmica. Los resultados mostraron la viabilidad de la producción de vidrios sostenibles en el sistema SiO2-P2O5-CaO-K2O, que podrían utilizarse como fertilizantes.
