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玻璃原料的粒度与颗粒组成要求

2013年2月11日

    原料粒度与颗粒组成对配合料混合均匀度、熔化速率及玻璃液的均化密切相关。原料粒度和颗粒组成合理，可以提高玻璃配合料的混合均匀度，有利于提高玻璃熔化速率和玻璃液均化的效率。

    (1) 原料粒度与颗粒组成对配合料均匀度的影响混合均匀的配合料在储存和输送过程中受振动和成堆作用会产生分层，分层的原因一般分为两种，粒度差分层和密度差分层。粒度差分层是当原料粒度差过大时在输送过程中由于振动作用，粗颗粒原料向下和向边部移动，细颗粒原料向上和向中部移动，产生粗细颗粒的离析，使得配合料均匀度变差。而在卸料成堆过程中，由于配合料做自由下落，细颗粒部分会集中在料堆顶部和中间，形成一个以细颗粒为中心的锥体，而大颗粒部分，由于粒度大，具有较高的能量，将围绕细颗粒位于锥体外面，从而形成成堆分层。密度差分层是当各种原料密度差过大时，由于密度不同在输送过程中受到振动作用会产生离析，密度大的颗粒向边部移动，密度小的颗粒留在中部。为避免分层发生，一般要求轻物料颗粒大一些，重物料颗粒小一些。玻璃的各种原料，除各自的粒度分布要合理外，它们相互间的粒度分布要合理匹配，其目的在于提高混合质量与防止配合料在运输过程的分层，使配合料分层降低到最小程度，使配合料均匀度处于最佳状态。为此，应使各种原料的颗粒密度相近，对难熔原料其粒度要适当减小。实践证明，纯碱和硅砂两种物料混合物的平均粒径比为0．8时，可获得混合物最小程度的分层。粒径比偏离0．8，配合料均匀度标准偏差逐渐增大，偏离越远，分层越严重。这也是浮法玻璃采用重质碱的原因。未来可能采用配合料粒化或块化技术，既可保持配合料的均匀度，又可以增加传热效率，促进配合料熔化和玻璃液均化。

    (2) 原料粒度与颗粒组成对配合料熔化和均化的影响如果各种原料的粒度级差过大，在储存、运输过程中，受振动和成堆作用的影响，粗细颗粒间产生强烈的离析，配合料的均匀度变差，使得进入熔窑的原料化学成分，处于极不稳定状态，增加了玻璃熔化和均化的困难。石英砂颗粒度与颗粒组成，是重要的质量指标。颗粒大时会使熔化困难，并常常产生结石、条纹等缺陷。实验证明，硅砂的熔化时间与其粒径成正比，粒度粗，熔化时间长，粒度细，熔化时间短，熔化O．4mm粒径的硅砂比熔化0．8mm粒径的硅砂所需的时间少3／4左右。但过细的砂容易飞扬、结块，使配合料不易混合均匀，同时过细的砂常含有较多的黏土，而且由于其比表面大，附着的有害杂质也较多。细砂在熔制时虽然玻璃的形成阶段可以较快，但在澄清阶段却多费很多时间。当往熔炉中投料时，细砂容易被燃烧气体带进蓄热室，堵塞格子体，同时也使玻璃成分发生变化。采用湿法配合料，配合料粒化或制成块状，可以适当提高细石英砂的比例。研究发现，采用较大粒级的白云石、石灰石作为玻璃配合料原料有助于配合料的熔化和澄清，这是由于较大颗粒存在具有下面两方面的作用。在配合料熔化的低温阶段，大粒径自云石、石灰石能阻滞碳酸盐分解和碳酸复盐的生成。而且对初生液相偏硅酸钠——NaO?Si02和Na2 O?2S102的润湿性差。所以初生液相能顺利通过大颗粒白云石、石灰石之间的缝隙，对硅砂进行均匀润湿包围，进一步加大硅酸盐反应的速率。相反，如果白云石、石灰石粒度细，会阻滞初生液相对硅砂颗粒的润湿包围，降低硅酸盐反应速率。在熔化的高温阶段，粗粒白云石、石灰石急剧分解，放出大量C02气体，有利于玻璃液的均化和澄清。据此国外一些生产厂家将白云石和石灰石粒度的控制上限放宽到1～3mm。我国浮法玻璃厂也放宽了对白云石、石灰石的控制粒度，最大粒径由0．83mm增大到2．5mm，玻璃熔化反应良好。

    (3)浮法玻璃用主要原料的粒度要求如前所述，在原料粒度分布上，对于不同原料的要求不尽相同，但从熔化和均化方面考虑，一般要求分散性越小越好，但若从成本和经济性出发，只需控制在一定范围，满足优质玻璃生产需要即可。

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