【正文】 玻璃生產(chǎn)工藝 第一節(jié) 概述 玻璃生產(chǎn)基本流程 成 分 設(shè) 計(jì) 原 料 加 工 配 合 料 制 備 熔 化 成 型 退 火 缺 陷 檢 驗(yàn) 一次 制 品 深 加 工 檢 驗(yàn) 二 次 制 品 第二節(jié) 原 料 種類(lèi) 主要原料：在一般玻璃中 ， 它的主要成分有 SiO Na2O、 CaO、Al20 MgO等五種成分 ， 為引入上述成分而使用的原料稱(chēng)主要原料 。 輔助原料：為使玻璃獲得某種必要的性質(zhì) ， 或?yàn)榧铀俨Ａ壑七^(guò)程而引入的原料通稱(chēng)為輔助原料 。 原料的選擇原則 (1) 原料的質(zhì)量應(yīng)符合玻璃制品的技術(shù)要求 ， 其中包括化學(xué)成分穩(wěn)定 、 含水量穩(wěn)定 、 顆粒組成穩(wěn)定 、 有害雜質(zhì)少 (主要指 Fe2O3)等 。 (2) 便于在日常生產(chǎn)中調(diào)整成分； (3) 適于熔化與澄清 ， 揮發(fā)與分解的氣體無(wú)毒性； (4) 對(duì)耐火材料的侵蝕要?。? (5) 原料應(yīng)易加工 、 礦藏量大 、 分布廣 、 運(yùn)輸方便 、 價(jià)格低等 。 一、引人 SiO2的原料 作用： SiO2是玻璃中最主要的成分 ， 它使玻璃具有高的化學(xué)穩(wěn)定性 、 力學(xué)性能 、 電學(xué)性能 、 熱學(xué)性能 ， 但含量過(guò)多時(shí)使熔制的玻璃液粘度過(guò)大 。 （一）硅砂 常用硅砂 純凈硅砂 硅砂礦 硅砂顆粒放大圖 硅砂性能 外觀 ：質(zhì)地純凈的硅砂為白色 ， 一般硅砂因含有鐵的氧化物和有機(jī)質(zhì)而呈淡黃色 、 紅褐色 。 化學(xué)組成 ：它的主要成分是 SiO2， 另含有少量的 Al2ONa2O、 K2O、 CaO等無(wú)害雜質(zhì) 。 主要的有害雜質(zhì)為 氧化鐵 ， 它能使玻璃著成藍(lán)綠色而影響玻璃透明度 。 有些硅砂中尚含有 Cr203， 它的著色能力比 Fe2O3大 35倍 ， 使玻璃著成綠色；TiO2使玻璃著成黃色 ， 若與氧化鐵同時(shí)存在可使玻璃著成黃褐色 。 顆粒組成 ：通常顆粒度越細(xì) ， 其鋁鐵含量也越大 ， 玻璃生產(chǎn)要求的粒徑應(yīng)在 ～ 。 礦物組成 ：與其伴生的無(wú)害礦物有長(zhǎng)石 、 高嶺石 、 白云石 、方解石等；與其伴生的有害礦物主要有赤鐵礦 、 磁鐵礦 、鈦鐵礦等 。 （二）砂巖 是由石英顆粒和粘性物質(zhì)在地質(zhì)高壓下膠結(jié)而成的堅(jiān)實(shí)致密的巖石。根據(jù)粘性物質(zhì)的性質(zhì)可分為粘土質(zhì)砂巖、長(zhǎng)石質(zhì)砂巖和鈣質(zhì)砂巖。所以砂巖成分不僅取決于石英顆粒，而且與粘性物質(zhì)的種類(lèi)和含量有關(guān)。砂巖中的有害雜質(zhì)是氧化鐵。 硅質(zhì)原料的成分范圍 (％ ) SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO H2O 硅砂 9098 15 13 砂巖 9598 二、引人 Al203的原料 1． 長(zhǎng)石 質(zhì)量要求是： A12O3＞ 16％ ； Fe203＜ ％ ； R20＞ 12％ 鈉長(zhǎng)石 鈣長(zhǎng)石 鉀長(zhǎng)石 鉀長(zhǎng)石礦 鈉長(zhǎng)石礦 作用：降低玻璃的析晶傾向，提高化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度、硬度和折射率，減弱玻璃的脆性，減輕玻璃液對(duì)耐火材料的侵蝕，有助于氟化物的浮濁。 2．高嶺土 質(zhì)量要求是 ： A1203＞ 25％； Fe2O3＜ ％。表2— 3— 2為長(zhǎng)石和高嶺土的成分范圍。 高齡土 煅燒高齡土 高齡土粉 臘石 玻璃成分中需要存在堿金屬氧化物時(shí)，引入 A1203 葉臘石 葉臘石 葉臘石 黃臘石 彩臘石 三、引人 Na2O的原料 （一）純堿 純堿是微細(xì)白色粉末 ， 易溶于水 ， 它是一種含雜質(zhì)少的工業(yè)產(chǎn)品 ， 主要雜質(zhì)有 NaCl(不大于 1％ )。 純堿易潮解 、 結(jié)塊 ， 它的水含量通常波動(dòng)在 9％ ～ 10％ 之間 ，應(yīng)儲(chǔ)存在通風(fēng)干燥的庫(kù)房?jī)?nèi) 。 質(zhì)量要求： Na2C03＞ 98％ ； NaCl＜ 1％ ； Na2SO4＜ ％ ；Fe203＜ ％ 。 純堿 純堿庫(kù) 重堿 輕堿 作用：提供游離氧，從而降低玻璃粘度，使玻璃易于熔 融，是良好的助溶劑。 Na2O可增加玻璃的熱膨脹系 數(shù)，降低熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。 2． 芒硝 (Na2SO4) 有無(wú)水芒硝和含水芒硝 (Na2SO4178。 10H20)兩類(lèi) 。 使用芒硝不僅可以代堿 ， 而且又是常用的澄清劑 ， 為降低芒硝的分解溫度常加入還原劑 (主要為碳粉 、 煤粉等 )。 使用芒硝缺點(diǎn)：熱耗大 、 對(duì)耐火材料的侵蝕大 、 易產(chǎn)生芒硝泡 ， 當(dāng)還原劑使用過(guò)多時(shí) ， Fe2O3還原成 FeS而使玻璃著成棕色 。 質(zhì)量要求是： Na2SO4＞ 85％ ； NaCl＜ 2％ ； CaSO4＜ 4％ ；Fe203＜ O． 3％ ； H20＜ 5％ 天然芒硝 無(wú)水芒硝 袋裝無(wú)水芒硝 芒硝礦 四、引人 CaO的原料 石灰石、方解石 兩原料均為 CaCO3，后者的純度比前者高。 對(duì)含鈣原料的質(zhì)量要求是： CaO≥50％； Fe203＜ ％。 天然石灰石 石灰石礦山 方解石 透明方解石 方解石礦山 五、引人 MgO的原料 主要為白云石 (MgCO3178。CaCO 3)，呈藍(lán)白色、淺灰色、黑灰色。 質(zhì)量要求： MgO≥20 ％； CaO≤32 ％； Fe203＜ ％。 白云石 白云石 白云石粉 白云石粉 通常采用石灰石和白云石共同引入 MgO和 CaO。 六、澄清劑 1． 氧化砷和氧化銻 均為白色粉末 。 與硝酸鹽組合作用時(shí) ， 它低溫吸收氧氣 ，在高溫放出氧氣而起澄清作用 。 由于 As203的粉狀和蒸氣都是極毒物質(zhì) ， 目前已很少使用 。 氧化銻顆粒 純氧化銻粉 純氧化砷粉 2． 硫酸鹽原料 主要有硫酸鈉 ， 它在高溫時(shí)分解逸出氣體而起澄清作用 。 3． 氟化物類(lèi)原料 以降低玻璃液粘度而起澄清作用 。 對(duì)耐火材料侵蝕大 ，產(chǎn)生的氣體 (HF、 SiF4)污染環(huán)境 ， 目前已限制使用 。 螢石：天然礦物 ， 是由白 、 綠 、 藍(lán) 、 紫色組成的微透明的巖石 。 氟硅酸鈉是工業(yè)副產(chǎn)品 。 螢石 螢石晶體 螢石塊料 螢石礦山一角 氟硅酸鈉 氟硅酸鈉 七、著色劑 1． 離子著色劑 常用有 （ 1） 錳化合物的原料：軟錳礦 (MnO2)、 氧化錳 (Mn203)、高錳酸鉀 (KMnO4)。 Mn2O3使玻璃著成紫色 ， 若還原成 MnO則為無(wú)色 。 （ 2） 鈷化合物的原料：綠色粉末的氧化亞鈷 (C0O)、 深紫色的 Co2O3和灰色的 C0304。 熱分解后的 CoO使玻璃著成天藍(lán)色 。 （ 3） 鉻化合物的原料：重鉻酸鉀 (K2Cr2O7)、 鉻酸鉀(K2CrO4)。 熱分解后的 Cr203使玻璃著成綠色 。 （ 4） 銅化合物的原料：藍(lán)綠色晶體的硫酸銅 (CuSO4)、 黑色粉末的氧化銅 (CuO)、 紅色結(jié)晶粉末的氧化亞銅(Cu2O)。 熱分解后的 CuO使玻璃著成湖藍(lán)色 。 軟錳礦 氧化錳礦山 氧化錳礦石 氧化鈷 三氧化二鉻 硫酸銅 2． 膠體著色劑 （ 1） 金化合物的原料：主要是三氯化金 (AuCl3)的溶 液 ， 為得到穩(wěn)定的紅色玻璃 ， 應(yīng)在配合料中加入 Sn02。 （ 2） 銀化合物的原料有：硝酸銀 (AgNO3)、 氧化銀 (Ag20)、碳酸銀 (Ag2CO3)。 其中以 AgN03所得的顏色最為均勻 ，添加 Sn02能改善玻璃的銀黃著色 。 （ 3） 銅化合物的原料有： Cu2O及 CuSO4， 添加 SnO2能改善銅紅著色 。 銅紅盤(pán) 金紅玻璃 3． 化合物著色劑 硒與硫化鎘：常用原料有金屬硒粉 、 硫化鎘 、 硒化鎘 。單體硒使玻璃著成肉紅色； CdSe著成紅色； CdS使玻璃著成黃色； Se與 CdS的不同比例可使玻璃著成由黃到紅的系列顏色 。 鎘紅 鎘黃玻璃棒 硒鎘黃 硒鎘紅 八 、 脫色劑 按脫色機(jī)理可分為化學(xué)脫色劑和物理脫色劑兩類(lèi) 。 常用物理