一、原料简介
1.引入二氧化硅的原料
二氧化硅,SiO2,分子量60.06,比重2.4--2.65.。
二氧化硅是重要的玻璃形成氧化物,以硅氧四面体SiO4的结构组元形成不规则的连续网络,成为玻璃的骨架。
单纯的SiO2,可以在1800℃以上高温下,熔成石英玻璃,SiO2的熔点为1800℃。在钠钙硅酸盐玻璃中SiO2能降低玻璃的热膨胀系数,提高玻璃的热稳定性、化学稳定性、软化温度、耐热性、硬度、机械强度、粘度和透紫外光性,但含量高时,需要较高熔融温度,而且可能导致析晶。
引入SiO2的原料主要有石英砂、砂岩、石英岩、脉石英,它们在一般日用玻璃中的用量较多,约占配合料重量的60——70%以上。高硼硅玻璃中占80%左右。本厂用的石英砂质量要求如一下:
A.精砂:SiO2≥99.3% Fe2O3≤0.03% Ni Cr不允许有。全部通过60#,60-140#≥80% 200#以下≤5%。
B.粗砂:SiO2≥99.5% Fe2O3≤0.03% Ni Cr不允许有。全部通过28#,全部通过28# 28-160#≥80%
2.引入B2O3的原料
B2O3分子量69。62,比重1。84
B2O3是玻璃的形成氧化物,它以硼氧三角体和硼氧四面体为结构组元。在硼硅酸盐玻璃中与硼氧四面体共同组成结构网络,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,增强玻璃的折射率,改善玻璃的光泽,提高玻璃的机械性能。B2O3在高温时降低玻璃的粘度,在低温时则提高玻璃的粘度,所以含B2O3较高的玻璃,成形的温度范围较狭,因之可以提高机械成型的机速。B2O3还起助熔剂的作用加速玻璃的澄清和降低玻璃的结晶能力。B2O3常随水蒸气挥发,硼硅酸玻璃液面上因B2O3挥发减少,会产生富含SiO2的析晶料皮。当B2O3引入量过高时,由于硼氧三角体增多,玻璃的膨系数等反而增大,发生硼反常现象。B2O3是耐热玻璃,化学仪器玻璃,温度计玻璃,部分光学玻璃,电真空玻璃,以及其它特种玻璃的重要组成成分。
引入B2O3的原料为硼砂、硼酸和含硼矿物。本厂引入B2O3的原料为硼酸、十水硼砂。
A.硼酸
硼酸H3BO3,分子量61。82,比重1。44,含B2O356.45%,H2O43.55%
硼酸是白色鳞片状三斜结晶,具有特殊光泽,触之有脂肪感觉,易溶于水,加热至100℃则失水而部分分解,变为偏硼酸(HBO2)。在140-160℃时,转变为四硼酸(H2B4O7)继续加热则完全转变为熔融的B2O3。
B.硼砂
硼砂Na2B4O7.10H2O,分子量381.4,比重1.72,含B2O336.65%,Na2O16.2%
H2O47.15%。
含水硼砂是坚硬的白色菱形结晶,易溶于水,加热则先熔融膨胀而失去结晶水,最后变为玻璃状物。
本厂的质量标准:
硼酸成份:B2O3≥56% Fe2O3≤0.01%。
十水硼砂成份:B2O3≥34.8% Na2O≥15% Fe2O3≤0.01%
3.引入氧化铝的原料
氧化铝Al2O3,分子量101.94,比重3.84
Al2O3属于中间体氧化物,当玻璃中Na2O与Al2O3的分子比大于1时,则形成铝氧四面体并与硅氧四面体组成连续的结构网,当Na2O与Al2O3的分子比小于1时,则形成八面体,为网络外体而处于硼氧结构网的空穴中。 Al2O3能降低玻璃的结晶倾向,提高玻璃的化学稳定性,热稳定性、机械强度、硬度和折射率,减轻玻璃对耐火材料的侵蚀,并有助于氟化物的乳浊。Al2O3能玻璃的粘度,绝大多数玻璃中都引入1—3.5%的Al2O3,一般不起过8—10%。在水表玻璃和高压水银灯等特殊玻璃中,Al2O3的含量可达20%以上。
引入Al2O3的原料有长石、粘土、蜡石、氧化铝,氢氧化铝等。
本厂引入Al2O3的原料是氢氧化铝,平拉也用长石。
本厂氢氧化铝的质量标准:Al2O3≥62% Fe2O3≤0.03% 。
4.辅助原料
A.硝酸钠
硝酸钠NaNO3,又称硝石,分子量85,比重2.25,含Na2O3 6.5%。硝酸钠是无色或浅黄色六角形的结晶。
B.食盐
食盐在高温时气化挥发,促进玻璃澄清。一般用量为配合料的1.3---3.5%。
C.氟硅酸钠
氟硅酸钠分子量188.08,比重2.7,为黄白色粉末,有毒.
5.碎玻璃
在配合料中使用碎玻璃,不但可以做到废物利用,而且在合理使用下,可以加速玻璃熔制过程,降低玻璃熔制的热量消耗,从而降低玻璃的生产成本和增加产量。碎玻璃的用量,一般以配合料的28~30%较好,对于高硼硅玻璃,在添加澄清剂、助熔剂和补充某些挥发损失的氧化物(B2O3 ,Na2O)后,进行第二次重熔。
使用碎玻璃时,要确保碎玻璃的粒度大小,用量,方法合理的熔制制度,以保证玻璃的快速熔制与均化。当循环使用本厂碎玻璃时,要补充氧化物的挥发损失,并调整料方,保持玻璃的成分不变。碎玻璃比例大时,要补充澄清剂的用量。使用外来碎玻璃时,要进行清洗,除去杂质。同时,必须取样,进行化学分析。根据其化学成分进行配料。
碎玻璃的粒度,没有严格规定,但应当均匀一致根据实践,如碎玻璃的粒度与配合料的其它原料的粒度相当,则纯碱将优先与碎玻璃反应,使石英砂熔解困难,整个熔制过程要变慢变坏。碎玻璃的粒度,应当比其它原料的粒度大得多,这样有助于防止配合料分层,并使熔制融加快。一般来说,碎玻璃粒度在2~20mm之间,熔制较快,但考虑到片状,管状等碎玻璃加工处理等因素,通常采用20~ |