第二章玻璃原料及配合料制备

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玻璃熔窑设计第二章.配合料计算

玻璃熔窑设计第二章.配合料计算
飞散量 纯碱总用量
× 100%
纯碱飞散率于纯碱的物理性质(容重、颗粒组成等) 、配合料水分、加料方 式等因素有关。浮法玻璃配合料使用重质碱时的飞散率小于使用轻质碱的飞散率, 重质碱的飞散率控制在 1.4%~1.8%之间。 ②芒硝含率 芒硝含率=
芒硝中的氧化钠 纯碱引入的氧化钠+芒硝引入的氧化钠
× 100%
5mm 30% 2.5 480
6mm 10% 3.0 400
综合成品率 75%
石灰石 60 天
白云石 60 天
纯碱 30 天
2.4.1 玻璃成品产量计算
通常生产中,一玻璃重量箱= 2mm 玻璃板 10m2( 玻璃的密度取 2.5g/cm3) 。 产品年产量箱数:500000×0.75×345/50=2587500(重量箱) 1. 产品任务见表 2-7。
y 22.34+y
x = 22.31
= 1.6%
y = 0.36kg 见表 2-5
质量份
R2O SO3 含水 量 干基 湿基
⑦把上述计算结果汇总成原料用料表
表 2-5 原料用量单
原料 用量 占混 合料 质量 分数 砂岩 钽铌 石 石灰 3.95 3.23 0.10 0.004 0.04 68.51 7.55 56.05 6.18 66.89 5.01 0.41 1.13 0.10 0.01 0.10 0.01 2 2.03 0.05 0.1 51.7 0.03 0.006 0.50 0.5 1.0 896.8 98.9 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO
17
11
2.各种原料的化学组成
单位:% (质量分数) R2O Na2CO3 Na2SO4 C
MgO
0.08 1.22

玻璃配方计算和配合料制备.

玻璃配方计算和配合料制备.

实验三玻璃配方计算和配合料制备1 目的意义1.1 意义配方计算是根据原料化学成分和所制备的玻璃成分等计算各种原料的需要料。

配合料制备就是按照配方配制并加工原料,使之符合材料高温烧制要求。

配方计算和配合料制备是玻璃乃至各种无机非金属材料新品种研制和生产必不可少的工艺过程。

配方计算也是对后续玻璃熔制工艺参数的预测,配合料制备则直接影响玻璃的熔制效果和成品性能。

1.2 目的(1) 进一步掌握配方计算的方法;(2) 初步掌握配合料的制备方法和步骤;(3) 了解影响配合料均一性的因素。

2 实验原理2.1 玻璃成分的设计首先,要确定玻璃的物理化学性质及工艺性能,并依此选择能形成玻璃的氧化物系统,确定决定玻璃主要性质的氧化物,然后确定各氧化物的含量。

玻璃系统一般为三组分或四组分,其主要氧化物的总量往往要达到90%(质量)。

此外,为了改善玻璃某些性能还要适当加人一些既不使玻璃的主要性质变坏而同时使玻璃具有其他必要性质的氧化物。

因此,大部分工业玻璃都是五六个组分以上。

相图和玻璃形成区域图可作为确定玻璃成分的依据或参考。

在应用相图时,如果查阅三元相图,为使玻璃有较小的析晶倾向,或使玻璃的熔制温度降低,成分上就应当趋向于取多组分,应选取的成分应尽量接近相图的共熔点或相界线。

在应用玻璃形成区域图时,应当选择离开析晶区与玻璃形成区分界线较远的组成点,使成分具有较低的析晶倾向。

为使设计的玻璃成分能在工艺实践中实施,即能进行熔制、成型等工序,必须要加入一定量的促进熔制,调整料性的氧化物。

这些氧化物用量不多,但工艺上却不可少。

同时还要考虑选用适当的澄清剂。

在制造有色玻璃时,还须考虑基础玻璃对着色的影响。

以上各点是相互联系的,设计时要综合考虑。

当然,要确定一种优良配方不是一件简单的工作,实际上,为成功地设计一种具有实用意义,符合预定物化性质和工艺性能的玻璃成分,必须经过多次熔制实践和性能测定,对成分进行多次校正。

表2-1给出两种易熔的Na2O-CaO-SiO2系统玻璃配方,可根据自己的要求进行修改。

玻璃原料及加工工艺

玻璃原料及加工工艺

玻璃原料及加工工艺一、玻璃生产用原料的种类、作用及质量要求1.玻璃的化学组成和作用玻璃化学成分的选择,是由玻璃制品的用途和成型方法来决定的。

平板玻璃属于钠钙硅酸盐玻璃,采用的玻璃成分以二氧化硅(SiO2)、氧化钙(CaO)和氧化钠(Na2O)为主。

其成分相对含量分别为:SiO269%~75%,CaO 5%~10%,Na2O13%~15%。

为了防止析晶和改善化学稳定性,在该系统组成中引入了氧化铝(Al2O3)、氧化镁(MgO),其中,Al2O30~2.5%、MgO 1%~4.5%。

Al2O3主要是替代SiO2,而MgO则是替代CaO,有时引入少量B2O3以便于改善热稳定性,引入BaO和PbO等以改善光学性能。

几种不同生产工艺的平板玻璃成分(质量百分比)见表2.1。

表2.1 平板玻璃化学组成这些氧化物在玻璃熔制和成型过程中的作用及对玻璃性能的影响如下:(1)二氧化硅(SiO2)SiO2是制造平板玻璃最主要的成分,是玻璃的“骨架”,能增加玻璃液的黏度,降低玻璃的结晶倾向,提高化学稳定性和热稳定性,在玻璃中含量不低于70%。

(2)三氧化二铝(A12O3)A12O3对增加玻璃液黏度的影响程度比SiO2大。

因此,玻璃中Al2O3含量的增加,不仅会使熔化速度减慢、澄清时间拖长,而且对玻璃液在锡槽中摊平、展薄、抛光也不利。

但A12O3能降低玻璃的结晶倾向和结晶速度,降低玻璃的膨胀系数,从而提高玻璃的热稳定性、化学稳定性和机械强度。

Al2O3一般含量小于2%。

(3)氧化钙(CaO)CaO是玻璃的主要成分之一,它能加速玻璃的熔化和澄清过程,并提高玻璃的化学稳定性;但CaO会使玻璃产生结晶的倾向;CaO含量增加,玻璃料性变短,为高速度拉引玻璃创造有利条件。

但玻璃中CaO的含量也不宜太大,如大于10%则会增加玻璃的脆性。

(4)氧化镁(MgO)MgO能提高玻璃的化学稳定性和机械强度,降低玻璃的结晶倾向和结晶速度。

MgO对玻璃黏度的影响较为复杂,当温度高于1 200℃时,会使玻璃液的黏度降低;而由1 200℃降至900℃的过程中,又有使玻璃液的黏度增加的倾向;低于900℃,反而使玻璃的黏度下降。

(2)玻璃制件的生产工艺

(2)玻璃制件的生产工艺

(1) 人工拉管 手工拉制法与吹制相似。用一般方 法挑料,滚料及吹制。拉制时,需向管内吹气并不 停地同步转动两根 铁管子,以免拉制的玻璃管弯 曲变形。 (2)机械拉管 水平引制法拉制的玻 璃管直径都 在50毫米以下,压缩空气不断从吹管中吹入,以 形成玻璃管。牵引机除起拉引作用外,还能自动切 割并传送 玻璃管。 3.压制成型 压制成型适合于制造形状简单的厚壁玻璃制品或 厚壁空心制品。其优点是操作简单,生产效率高, 制品规格一致,且不需要 太高的操作技能。
(2)水分 在配合料中加水对于减少粉尘,防止分层,提高 混合均匀性,加快熔制速度,有其重要的作用。 1)使砂粒表面润湿,形成水膜,利于助熔剂的 溶解与粘附(水膜约能溶解5%的纯碱和芒硝), 能加速玻璃的熔制过程。 2)加水使配合料粘性增加,减少分层现象。 3)减少粉尘飞扬,利于改善作业环境。 4)水分能增强配合料的热传导,加速配合料的 熔化。 5)水分受热变成蒸汽,能翻动玻璃液带出小气 泡,加速玻璃液的澄清与均化。
玻璃制件的生产工艺
李 军
一、配料 配合料要求: 配合料的质量对玻璃制品的质量有较大的影响, 玻璃原料的选用及配制过程具有严谨、规范的科 学性,是关系玻璃产品质量好坏的源头。原料的 颗粒度、纯度、碎玻璃的规格、洗净程度、杂质 含量、颜色等,将影响玻璃的质量。对配合料的 基本要求是; (1)颗粒组成 构成配合料的各种原料的颗粒组成,直接影响配 合料的均匀度,熔制速度和玻璃液的质量。配合料 的颗粒组成不仅要求同一原料有适宜的颗粒度,而 且要求各原料间有一定的粒度比,其目的在于提高 混合质量与防止配合料在运输过程中的分层。
玻璃的熔制是一个十分复杂的过程,它包括一系 列的物理变化,如配合料的脱水,晶型的转化,组 分的挥发;包括一系列的化学变化,如结合水的排 除,碳酸盐的分解,硅酸盐的形成;还包括一系列 的物理化学变化,如共熔体的生成,固态料的溶解, 玻璃液与耐火材料间的作用等。 从加热配合料到熔制成玻璃,分为如下五个阶段: (1)硅酸盐形成阶段 :配合料中的各组分在加热 过程中经过了一系列的物理和化学变化,结束了主 要的反应过程,大部分气态产物逸散,配合料变成 了由硅酸盐和石英砂组成的烧结物,对普通钠钙硅 玻璃而言,这一阶段在800—900℃结束。

玻璃工艺学12-13原料和配合料制备

玻璃工艺学12-13原料和配合料制备

结 晶 水 10
32-35.4 ℃
35.4℃以上
玻璃工艺学
7
1
15
注意:需要保持纯碱库干燥、通风,否则很容易吸水结块, 受热时 又放出水分时配和料成糊状,另外,低温时, 若纯碱本身比 较潮湿,吸附有结晶水,则配料时可 用蒸汽或热水处理,将 结晶水析出,并保持在 35.4℃以上,否则纯碱会迅速地吸 收水分成结晶水 时配合料胶结,阻碍配合料的输送。
(3) 、引入氧化锂的原料
I、性质作用:网络外体、断网并强烈助熔(桥氧多时),积 聚(非桥氧多时),少量引入时降低析晶能力, 过多则增加析晶能力; II、应用:在电气玻璃、微晶玻璃含量约为3-4%,一般玻璃 中可 引入0.1-0.5%. III、原料:碳酸锂、含锂矿物。
碳酸锂:无色或白色结晶,较纯净,价高。 含锂矿物: 锂云母:淡紫色、灰色、白色的宽片和小鳞片成; 易溶,含铁量低,是较好原料。 锂辉石(Li2O· 2O3· Al 4SiO2):白色或淡绿色菱形晶 体较难熔。
NaCl<2%、Fe2O3<0.3%、H2O<5%
玻璃工艺学
粒度要求:一般 0.1-0.5mm占90-95%
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硝酸钠和氢氧化钠
I、硝酸钠:
无色或淡黄色六角形结晶,能吸湿潮解,可溶; 可作氧化剂(如用于铅玻璃)、低温澄清剂和脱色剂, 代替部分碳酸钠提高气体率;侵蚀性较大
质量要求:NaNO3 >98%、 NaCl<1%、Fe2O3<0.01%
芒硝
性状:无水芒硝 白色或浅绿,助熔性好,熔化温度 884 ℃, 沸点1430 ℃,分解温度高 (1120-1220 ℃),需要 加入本身重量的 4%的还原剂(如煤粉,焦碳),能吸收水 分,另外芒硝又是一种高温澄清剂。 挥发:Na2O挥发约6%(纯碱的两倍左右) 但是,因为: 1)热耗大,难分解; 2)侵蚀性大(包括芒硝蒸汽、硝水);

玻璃配合料的制备(掌握).

玻璃配合料的制备(掌握).

帯7章 R 合科制备rraj玻璃组成的设计和确定 配合料的计算 配合料的制备7. 1 玻璃组成的设计和碼定(熱恳) 设计依据—I 玻璃的物理和化学性质.7.1 7.2 7.3 玻璃组成的表示 以组成玻璃的化合物的质童分数依据7.2 艮舍料的计募(MXt )以玻璃的组成和>5^料的化学成分为基础,计算出熔化100kg 玻璃液所需各种原料的 用量,再算出每副配合料中,即500kg 或 1000kg 玻璃配合料各种原料的用童・ 方法预算法和联立方程式法•・先进行粗算 •进行校正-把计算结果换算成实际料单 参圾材P221 -225计算过程作业 选择原料和设计浮法玻璃成分,进行配料 计算(下次上课时间)I 步霖fc 令44针耳就《屮*九个X 艺泰厳(1) 纯碱(苦硝)挥发率指纯碱中未参与反应而挥发、飞散量与总量 饗需散料纯碱挥般量50% 纯磺用量是一个经验值,与加料方式、熔化方法、懐制 温度、纯截的特性寻有关.一般为0,2 - 3.5%(2) 碳粉含率由碳粉列入的固定破与芒硝引入的N a2SO4 之比•即 碳粉X C 含詈碳粉含率= ——X100%芒硝X Na2SO4含量 生产上一般控制在3-5%(3)芒硝含率由芒对引入的Na2O 与芒硝和纯碱計入的 卿牡一 X 100%芒硝和纯碱引入的Na2O一般掌握在5-8%(4)萤石含率由萤石引入的CaF2量与玻璃总量之比. 萤石含率H 萤石xCaF2 玻璃总量 一般在1 %以下fc 令*Kt 耳竝翟屮*鬼个艺泰厳X 100%fc令*i针耳竝《申*九水X艺泰厳(5 )碎玻璃掺入率指配合料中碎玻璃用量与配合料量之比碎玻璃量配合料的质量要求原料的运输和贮存原料的加工处理配合料的称量配合料的泯合配合料的输送与贮存配合料的质量检验与粒化碎玻璃樓入”生料量5玻璃童50%一般控制在25-30%7. 3 配令料的制备(喪如)7.3.17.3.27.3.37,3.47,3.57.3.67,3.7配合料的质■要求 必须具有正确性和稳定性 具有一定的水份:用水润溟配合莉,加水童 随颗粒不同而不同.越细加水量越多.纯緘 配合料加水量3 - 5%,芒硝配合料加水量5 - 7%・ 水温>359,否则,Na2C03将转化为Na2C03.7H20t»Na2C03-10H20, 使配合料产生胶结作用•要有一定的颗粒组成:可减少配合料的分层 和提高泯合质量.纯緘的颗粒度应比石英大 一个筛号.7,3」配合料的质■要求4 具有一定的气体率:易于清和均化.一般钠钙硅玻璃的气体率为16-20%.血逸出气体量P 体军 -------------- X 100%配合料5 必须渦合均匀:配合料混合不均匀,会使玻璃产生结石、条纹,气泊等缺陷,易熔物较多的 还会侵蚀耐火材料.卜-般玻璃制品对配合料均匀度要求 水不滚枷允许误差小于士 0/1% 酸不溶物:允许误差小于± 0J% 含瑕量;允许误差小于士 0.6% 水分:允许误差小于土 0.6%7.3,1 注意7.3.2原料的运输和贮存1 原料的运输-原料在运输■进厂前,要经过有关部门的化验和鉴定.•原料运输分厂内和厂外两科.运输时应尽童减少粉尘,不使原料彼此污染,要注意除铁.2原料的储存要满足一定的数量,考虑一定的储存期,分块状、粉状、化工、有垂原料的储存.「參曲届屛爱音I硅砂.砂岩、长石为1.8;I各种原料务重I石灰石、白云石为1.7; 纯诚0・9;硫酸钠1・0;7. 3.3原料的加工处理原料的加工处理包括破碎、粉碎.过筛等1工艺流程・单系统流程:各种矿物料共同使用一个破碎、粉碎、过算系统・小型玻璃工厂・多系统流程:每科原料各有一套破碎.粉碎、过筛系统. 大中型玻璃工厂•混合系统:用量较多的原料单独为一个加工系统,用量小的性质相近的共用一个系统・大中型玻璃工厂«t«P2287. 3. 3原料的加工处理2原料的干燥目的:为了介于过筛.贮存和干法配料,须将水分含量的原料进行干燥.-硬度高的预先煥烧,可在躱料内部产生许多裂纹,提高破碎比;减少机械铁的引入.砂岩発在1000C以砂7. 3. 3原料的加工处理破粉碎方法:石灰石、白云石、长石、黄石常用那式破碎机粗破,锤式破碎机进行粉碎.化工原料用桂式破碎机或笼形砒.4原料的过筛方法:离心脱水、蒸汽加热,回转干燥筒,热风炉千燥器爭.3原料的破碎的粉碎•破粉碎方法选择依据:依療料的粒度、硬度和需要粉碎的程度.目的:满足一定的颍粒组成以保证配合料的均匀泯合和避免分层.过筛设备:夭角筛、振动筛、摇筛等I控制I硅砂:36-49孔/屋米2;----- 砂岩、石英岩,长石:81孔/厘米2;纯戏、芒硝、石灰石、白云石:64孔/厘米27. 3. 3原料的加工处理5原料的除铁目的:保证玻靖的含铁量苻合规定要求.方法無理余铁筛分、淘洗:水力分级、翅声波浮选和當选等帚用疵寂1悬社式电磁铁习化学除彼(湿法、千法)除去石英原料中的铁化合物.6粉状原料的输送与料仓分层-用溜管、皮皆机、斗式提升机竽机械设备和气力输送设备进行输送入仓.•加料与卸料方式会够响颗粒发生分层.配合料的称■要求:快速、准确.称量方法:分别称量、累计称量・I适用于排仓在每个粉料仓下面4殳一稅原料称量后分别钾到皮带机上送入混合机中• :用一个称依次称量各种原料,每次累计计算重量,称后直接送入混合机•适用于排仓和塔仓称:自动称和台称(磅称).精度一般为1/500(1/1000).要定期校正、维修.7. 3.45 7. 3.5配合料的混合1 配合料的加料顺序石英(喷水)、长石.石灰石.白云石.纯欣 和澄清刑.脱色剂;石英(喷水)、纯威.长石.石灰石・小料; 加料为设备容积的30-50%,混合时间2 ~ 5刑 2混合设备重力式(鼓形混合机、滚筒式混合机)强制式(浆叶式、艾立赫式等)配合料的混合小料予混合芒硝、燃料予混合机MH80(搅拌容积80 升.混合时间1分钟)或V 型混合机.碎玻璃的混合依屁合机不同• 一般在配合料泯合终了将近 却料时再加入;直接加入在配合料内.注意选择混料机的混料时,应考虑秤量和混合 周期,一般前一付料混合时,后一付料开 始称量,可缩短配料车间的毎日工作班数7. 3.57. 3,6配合料的输送与贮存要■求■保证生产的连续性和均衝性,避免分层结块和飞料.工艺布置:配料车尽量靠近烷制车间,输送时应避免震动和减少钾料落差. 输送设备皮带机:有分层现象,大型厂使用.单元料:用单轨电葫芦用垂i和水平输送.小型厂采用.配含料贮存用窑头料仓,<8小时ra评定配合枷量的标准和些?' 配合料粒化的目的和意义何在?7. 3-7配合料的质■检验与粒化。

浮法玻璃原料及配合料制备

浮法玻璃原料及配合料制备

浮法玻璃原料及配合料制备浮法玻璃原料及配合料制备1、浮法玻璃化学成分浮法玻璃化学成分根底系统为Na-Ca-Si三元系统,满足三个要求:〔1〕产品的使用要求;〔2〕生产工艺要求;〔3〕生产本钱要求。

浮法玻璃的化学成分主要包括:二氧化硅〔SiO2〕、氧化钠〔Na2O〕、氧化钙〔CaO〕、氧化镁〔MgO〕、氧化铝〔Al2O3〕、氧化铁〔Fe2O3〕等。

根本含量:Na2O:12%~15%; CaO: 8%~12% ;SiO2: 69%~73% 2、浮法玻璃的成分特点经过人们长时间生产实践得出“高钙、中镁、低铝、微铁〞的化学组合成分是生产优质浮法玻璃的条件之一。

高钙:浮法玻璃拉引速度快,在成型中必须采用硬化速度快的“短〞性玻璃成分,即调整CaO到8%~9%。

中镁:CaO含量增加,使玻璃发脆并容易产生硅灰石析晶〔CaO.SiO2 〕。

因此MgO控制在4%左右,以改善玻璃的析晶性能。

低铝:铝高将增加玻璃的粘度,不利于均化和澄清,将Al2O3的含量降低到1.3%以下,微铁:熔化时着色能力强的Fe2+被氧化为着色能力弱的Fe3+,但在锡槽中又被复原成Fe2+因此严格限制在0.1%以内。

3、浮法玻璃中各种氧化物的作用SiO2:是形成浮法玻璃最主要的氧化物。

SiO2以硅氧四面体的结构单元形成不规那么的连续网络,成为玻璃的“骨架〞。

它能赋予玻璃一系列优良性能,能增加玻璃的粘度,提高玻璃的热稳定性和化学稳定性;玻璃的密度和热膨胀系数随SiO2含量增加而降低。

其缺点是熔点高、粘度大,使玻璃熔化、澄清和均化困难,能耗增加。

CaO:它能加速玻璃的熔化和澄清过程,并提高玻璃的机械强度、硬度及化学稳定性。

适量的CaO在高温时能降低玻璃液的粘度,有利于熔化和澄清,低温时增加玻璃液的粘度,即可以调整玻璃的料性,加快玻璃硬化速度,有利于玻璃的快速成型。

因此浮法玻璃成分中采用较高含量的CaO来适应浮法生产工艺高速拉引、快速成型的要求。

第二章玻璃原料及配合料制备2

第二章玻璃原料及配合料制备2
由于它们的分解温度低,必须与白砒和三氧化二锑共用, 由于它们的分解温度低,必须与白砒和三氧化二锑共用, 脱色效果才好。 脱色效果才好。
白砒和三氧化二锑
氧化作用。还能消除用硒和氧化锰脱色时, 氧化作用。还能消除用硒和氧化锰脱色时,因用量过多而 形成的淡红色。 形成的淡红色。
二氧化铈
用作脱色剂时能保证最好的脱色,其脱色作用基于在玻璃 用作脱色剂时能保证最好的脱色, 熔制的温度下分解放出氧,通常与硝酸盐共同使用。 熔制的温度下分解放出氧,通常与硝酸盐共同使用。
3、硫、硒化合物
硒与硫化镉 单体硒的胶体粒子,使玻璃着成玫瑰红色。 单体硒的胶体粒子,使玻璃着成玫瑰红色。硒与硫化镉共用 可以制成由黄色到红色的玻璃。 可以制成由黄色到红色的玻璃。 锑化合物 在钠—钙玻璃中加入三氧化二锑、硫和煤粉, 在钠—钙玻璃中加入三氧化二锑、硫和煤粉,在熔制过程 中生成硫化钠,经过加热显色,硫化钠与三氧化二锑形成 中生成硫化钠,经过加热显色, 硫化锑的胶体微粒,使玻璃着成红色。 硫化锑的胶体微粒,使玻璃着成红色。
1、离子着色剂
锰化合物——与铁共用 与铁共用, 一、锰化合物——与铁共用,可以获得橙黄色到暗红紫色的 玻璃。与重铬酸盐共用,可以制成黑色玻璃。 玻璃。与重铬酸盐共用,可以制成黑色玻璃。 二、钴化合物——它使玻璃能获得略带红色的蓝色,加入0.1% 钴化合物——它使玻璃能获得略带红色的蓝色 加入0.1% 它使玻璃能获得略带红色的蓝色, 的一氧化钴,可以获得明亮的蓝色。 的一氧化钴,可以获得明亮的蓝色。 三、镍化合物——能使钾—钙玻璃着成浅红紫色,钠—钙玻璃 镍化合物——能使钾 钙玻璃着成浅红紫色, 能使钾— 着成紫色(有生成棕色的趋向) 着成紫色(有生成棕色的趋向)。 四、铜化合物——与Cr2O3或Fe2O3共用,可制得绿色玻璃。 铜化合物——与 共用,可制得绿色玻璃。
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引入氧化铅PbO的主要原料为铅丹和密陀僧。
铅丹(Pb3O4,红丹) :橙红色粉末,大于550分解放出氧。
要求:Pb3O4>95%,Fe2O3<0.03%,SiO2<0.3%。 铅易被还原,必须在氧化气氛中熔制。
红丹 密陀僧(黄丹,PbO),黄色粉末,含有Pb等杂质, 和 黄 丹 都
且易被还原。玻璃工业中常用红丹。 硅酸铅PbO· SiO2,黄色颗粒,粉尘小、杂质少,
其它成分要求稳定。 叶腊石:A12O3>25%;Fe2O3<0.4%;SiO2<70%
2.1.1.3引入氧化钠的原料
氧化钠在玻璃中的作用:
氧化钠Na2O是普通玻璃的主要组分之一,它是网络外体
氧化物,钠离子居于玻璃结构网络的空穴中。 Na2O能提供游离氧使玻璃结构中的O/Si比值增加,发生 断键,因而可以降低玻璃的黏度,使玻璃易于熔融,是 玻璃良好的助熔剂。
2、镁质原料的应用与技术要求
玻璃工业
白云石和菱镁矿是引入MgO的主要原料。 MgO可以降低玻璃液的硬化速度。
2.1.1.5引入氧化钡的原料
氧化钡BaO:由硫酸钡和碳酸钡引入。
氧化钡的作用:
玻璃中,BaO也是二价的网络外体氧化物。它能增加玻璃
的折射率、密度、光泽和化学稳定性; 在制造光学玻璃时,有时用硝酸钡Ba(NO3)2,或氢氧 化钡Ba(OH)2来引入BaO。
还原剂:煤粉、焦炭粉、锯末等。
用量不足时Na2SO4不能充分分解,会产生过量的“硝水”,
对熔炉耐火材料侵蚀较大,使玻璃制品产生白色的芒硝泡。
用量过多时会使玻璃中的Fe2O3还原成FeS和生成Fe2S3,与 多硫化钠形成棕色的着色团——硫铁化钠,从而使玻璃着成 棕色。 硝水中除Na2SO4外,还有NaCl与CaSO4。 为了防止硝水的产生,芒硝与还原剂的组成最好保持稳定,
水分含量和熔制时间。
硼砂Na2B4O7•10H2O 含硼矿物
硼砂在熔制时同时引入Na2O和B2O3,B2O3的挥发与硼酸相同。
天然含硼矿物主要有: 硼镁石、钠硼解石和硅钙硼石。
B2O3的作用
B2O3能降低玻璃的膨胀系数,提高玻璃的热稳 定性、化学稳 定性,增加玻璃的折射率,改善 玻璃的光泽,提高玻璃的机 械性能。
煅烧纯碱可分为轻质和重质两种。一般选重质。
对纯碱的质量要求:
Na2CO3>98%,NaCl<1%,Na2SO4<0.1%,Fe2O3<0.1%。
2、芒硝
芒硝:硫酸钠(Na2SO4)。 使用含水芒硝:要预先熬制,以除去其结晶水,再粉碎、 过筛,然后使用。 无水芒硝或化学工业的副产品硫酸钠(盐饼),884℃熔融, 热分解温度在1120~1220℃之间。但在还原剂的作用下,其分 解温度可以降低到500~700℃,反应速度也相应地加快。
3、硫、硒化合物
硒与硫化镉
单体硒的胶体粒子,使玻璃着成玫瑰红色。硒与硫化镉共用 可以制成由黄色到红色的玻璃。 锑化合物 在钠—钙玻璃中加入三氧化二锑、硫和煤粉,在熔制过程 中生成硫化钠,经过加热显色,硫化钠与三氧化二锑形成 硫化锑的胶体微粒,使玻璃着成红色。
2.1.2.5脱色剂
物理脱色剂:在玻璃中加入一定数量的能产生互补色的着
色剂,使玻璃由于FeO、 Fe2O3、Cr2O3、 TiO2所产生的黄绿色到蓝绿色得到互补而消 色。
脱色剂
化学脱色剂:借助于脱色剂的氧化作用,使玻璃被有机物
沾染的黄色消除,以及使着色能力强的低价 铁氧化物变成为着力能力较弱的三价铁氧化 物,以便使用物理脱色法进一步使颜色和, 接近于无色,使玻璃的透光度增加。
五.铬化合物——在还原条件下使玻璃着成绿色;在氧化条件下, 使玻璃着成黄绿色;在强氧化条件下CrO3数量
增多玻璃成为淡黄色至无色。 六.钒化合物——钒的氧化物能使玻璃着成黄色(V5+)~黄绿色 (V3+),蓝色(V4+)。钒氧化物用以制造吸收 紫外线和红外线玻璃,如护目镜等。 七.铁化合物——氧化亚铁能将玻璃着成蓝绿色;氧化铁能将玻璃 着成黄色;氧化铁与锰的化合物,或与硫及煤粉 共同使用,使玻璃着成琥珀色。 ‘ 八.硫——硫在一般玻璃中主要是形成硫化物(硫铁化钠和硫化铁)使 玻璃着色棕色或黄色。硫必须与还原剂,如煤粉或其它 含炭物质共同使用。 九.铀化合物——铀的氧化物使玻璃带荧光的黄绿色或荧光绿色。 用量为配合料的0.5~2%。
1、化学脱色剂
硝酸钠(分解温度350℃)硝酸钾(分解温度400℃)
由于它们的分解温度低,必须与白砒和三氧化二锑共用, 脱色效果才好。
白砒和三氧化二锑
氧化作用。还能消除用硒和氧化锰脱色时,因用量过多而 形成的淡红色。
二氧化铈
用作脱色剂时能保证最好的脱色,其脱色作用基于在玻璃 熔制的温度下分解放出氧,通常与硝酸盐共同使用。
是有毒原料, 使用时应当注 意。
还原倾向小,在配合料中不易结团,挥发损失少,
易于熔制等。
PbO的作用:
PbO是玻璃中间体氧化物。 PbO能增加玻璃的比重,提高玻璃的折射率,使玻璃 具有特殊的光泽,良好的电性能。 铅玻璃的高温粘度小,熔制温度低,易于澄清。铅玻璃 的硬度小,便于研磨抛光。 在熔制时,必须在氧化条件下进行。 铅玻璃的化学稳定性较差,但吸收辐射线能力强。
Na2O增加玻璃的热膨胀系数,降低玻璃的热稳定性、化
学稳定性和机械强度,所以不能引入过多的Na2O,一般 不超过18%。
引入Na2O的原料主要为纯碱和芒硝,有时也采用一
部分氢氧化钠和硝酸钠。
1、纯碱(碳酸钠) Na2CO3
纯碱是引入玻璃中Na2O的主要原料,分为结晶纯碱
(Na2CO3· 2O)与煅烧纯碱(Na2CO3)两类。玻璃工业中 10H 采用煅烧纯碱。
含钡原料都有毒性,使用时应注意。
2.1.1.6引入氧化锌原料
引入氧化锌ZnO的原料为锌氧粉和菱锌矿 氧化锌的作用: ZnO主要用于光学玻璃,化学仪器玻璃,药用玻璃,
高级器皿玻璃,微晶玻璃,低熔点破璃,乳白玻璃和
硒与硫化镉着色的玻璃中。 氟乳浊 Nhomakorabea璃 硒镉着色玻璃
铅玻璃 一般玻璃
2.1.1.7引入氧化铅的原料
在玻璃生产中,根据着色剂在玻璃中呈现的状态不同, 分为以下几种:
离子着色剂 着色剂 胶态着色剂 硫硒化物着色剂
1、离子着色剂
一、锰化合物——与铁共用,可以获得橙黄色到暗红紫色的 玻璃。与重铬酸盐共用,可以制成黑色玻璃。
二、钴化合物——它使玻璃能获得略带红色的蓝色,加入0.1%
的一氧化钴,可以获得明亮的蓝色。 三、镍化合物——能使钾—钙玻璃着成浅红紫色,钠—钙玻璃 着成紫色(有生成棕色的趋向)。 四、铜化合物——与Cr2O3或Fe2O3共用,可制得绿色玻璃。
2、胶态着色剂
金化合物
在配合料中加入0.01%金,就可以制得玫瑰色的玻璃。在无铅 玻璃中,加入0.02~0.03%的金,可制得红宝石玻璃。在铅玻璃
中,则只需加入0.015~0.02%的金,就可得同样颜色的金红玻璃。
银化合物 硝酸银在熔制时能析出银的胶体粒子,加热显色后使玻璃看 成黄色。 铜化合物 胶体铜的微粒使玻璃着成红色。
纯碱缺乏时,用芒硝引入Na2O
芒硝除引入Na2O外,还有澄清作用,因而在采用纯碱引
入Na2O 的同时,也常使用部分芒硝(2~3%)。 芒硝能吸收水分而潮解,应储放在干燥有屋顶的堆场或库内, 并 且要经常测定其水分。 芒硝的质量要求:
Na2SO4>85%,NaCl<2%,CaSO4<4%,
2.1.1.2长石类原料在玻璃生产中的作用 主要提供A12O3,同时引入K2O、Na2O、SiO2等成分,
减少纯碱用量。质量较高的玻璃不用长石配料。 技术要求: A12O3>16%;Fe2O3<0.3%; R2O(K2O+Na2O>12%。 代用原料:有高岭土、叶腊石等。 其技术要求是:
高岭土:A12O3>30%;Fe2O3<0.4%;
卤素化合物
如萤石、硅氰化钠、冰晶粉以及氯化钠 形成挥发性的FeF3,或FeCl3,或成为无色的氟铁化钠Na3FeF6。
2、物理脱色剂
预先充分混合,并保持稳定的热工制度。
在坩埚熔制中,用烧热的耐火砖或红砖,除去硝水。
芒硝与纯碱比较有以下的缺点:
芒硝分解温度高,二氧化硅与硫酸钠反应温度高,反应
速度慢。因此,熔制玻璃温度高,热耗高。
芒硝蒸汽对耐火材料有强烈的侵蚀作用,未分解的芒硝, 在玻璃液面上形成硝水,加速对耐火材料的侵蚀,使玻 璃产生缺陷。 芒硝配合料必须加入还原剂,并在还原气氛下进行熔制。 芒硝较纯碱含Na2O量低,往玻璃中引入同样数量的Na2O 时,所需芒硝的量比纯碱多34%,相对的增加了运输和加 工储备等生产费用。
2.1.2.3澄清过程
通常所说的玻璃液的澄清过程是指排除玻璃液中可见
气泡中的气体。根据以上所述的气体平衡关系,要消除可
见气泡,有两种途径:


使可见气泡上浮到液面破裂,气体进入炉气中;
使可见气泡中的气体溶解到玻璃液中。 通常不可行
2.1.2.4着色剂
定义:使物质着色的物质,称为物质的着色剂。 作用:使物质对光线产生选择性吸收,显出一定的颜色。 陶瓷、水泥、玻璃均使用着色剂。
配合料的气体率,也常用硝酸钠来代替一部份纯碱。
硝酸钠是引入Na2O的原料,也是澄清剂、脱色剂和氧化剂。
硝酸钠一般纯度较高,质量要求:
NaNO3>98%,Fe2O3<0.01%,NaCl<1
2.1.1.4镁质原料
玻璃工业常用之作溶剂原料
1、镁质原料的种类与性质
常用的天然镁质原料:菱镁矿、白云矿、滑石等。 菱镁矿,亦称菱苦土,主要成分MgCO3。 白云矿,又叫苦灰石,分子式为CaCO3· MgCO3。 滑石是天然的含水硅酸镁矿物,其特征是沿一定方向 解理,所以多半呈鳞片状。 化学通式:3MgO· 4SiO2· 2O。 H
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