第七章玻璃用原料与配料【高等教学】.ppt

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1、玻璃工艺学,叶巧明教授,1,行业学习,第六章 玻璃用原料与配料,2,行业学习,一、主要原料,主要原料：往玻璃中引入组成氧化物的原料。 特点：用量多，并决定了玻璃的基本性质。 分类： 按氧化物的性质分：酸性氧化物原料、碱性氧化物原料、碱土金属和二价金属氧化物原料、多价元素氧化物原料 按氧化物在结构中的作用分：玻璃形成体氧化物原料、中间体氧化物原料、网络外体氧化物原料。 按来源分：矿物原料、化工原料,3,行业学习,矿物特征：石英砂又称硅砂，是石英岩、长石等受水、碳酸酐以及温度变化等作用，逐渐分解风化由水流冲击沉积而成。 质地纯净的为白色，一般硅砂因含有铁的氧化物和有机质，故多呈淡黄色、浅灰色或红褐

2、色。 化学成分：SiO2是主要有用成分，并含有少量Al2O3、k2O、Fe2O3等杂质，Fe2O3、Cr2O3、TiO2是有害成分。 高质量的石英砂含SiO2应在99.0%99.9%以上,（一）SiO2原料,1石英砂,作用：玻璃形成体氧化物，以SiO4存在，是玻璃结构的骨架。 原料：主要有石英砂、砂岩、石英岩、脉石英,4,行业学习,颗粒组成： 颗粒过大，熔化困难； 颗粒过小，易飞扬，且一般粒度越小，杂质含量越高 玻璃用硅砂的颗粒直径： 在0.15-0.80mm之间，其中0.25-0.50mm的应不少于90%，0.10mm以下的不超过5%。 矿物组成： 伴生矿物有长石、高岭石、白云石（无害）；

3、也可能有赤铁矿、钛铁矿（可着色）及铬铁矿等重矿物（熔点高）。,5,行业学习,矿物特征 是石英砂颗粒和粘性物质在高压下胶结而成的一种碎屑沉积岩。根据胶结物不同分硅质砂岩、粘土质砂岩、长石质砂岩、钙质砂岩。外观多呈淡黄色、淡红色，铁染现象严重的呈红色。 化学成分：砂岩化学成分与胶结物的性质和含量有关，二氧化硅（硅胶）胶结的砂岩SiO2纯度高，粘土质砂岩中Al2O3含量较高。 化学成分质量要求：SiO2：98%，Fe2O30.2% 特性：硬度高，接近于莫氏硬度七级。 因此开采成本比石英砂高，且破碎加工过程中机械掺铁高。,2砂岩,6,行业学习,矿物特征：是砂岩的变质岩，是硅质砂岩经变质作用使石英颗粒彼

4、此紧密结合，再结晶的岩石。 特性：硬度大（比砂岩大），不易粉碎。 化学成分：氧化硅含量高，杂质含量低。 应用：无色玻璃,3石英岩,4脉石英,矿物特征：脉石英属火成岩。外观一般为纯色，半透明，呈油脂光泽，断口呈贝壳状。无色透明的称为水晶。脉石英有明显的结晶面。 化学成分：主要成分是孪生的石英结晶体。 应用：石英玻璃,7,行业学习,作用与性质：结构、硼氧反常、助熔、料性、挥发 应用：耐热玻璃、医药玻璃、化学仪器玻璃、温度计玻璃等； 原料：硼酸和硼砂（化工原料）、含硼矿物；,（二）B2O3原料,1. 硼酸（H3BO3）,性状：硼酸（H3BO3），相对分子质量为61.82，相对密度1.44。是白色鳞片

5、状三斜结晶，具有特殊光泽，触之有脂肪感觉，易溶于水。,8,行业学习,加热反应： 加热至100：部分失水分解变为偏硼酸（HBO2） 140160：转变为四硼酸（H2B4O7）； 继续加热：熔融的B2O3。 挥发： 自重的515% 影响挥发因素：玻璃组成、熔制温度、熔制时间、熔制气氛、水分含量等。 要求成分： H3BO399%，Fe2O30.01%、SO42-0.2%,9,行业学习,十水硼砂（Na2B4O710H2O） 五水硼砂（Na2B4O75H2O） 性状：色白、菱形结晶、易溶，易失水 挥发：与硼酸相当，为自重的515% 质量要求：B2O335% Fe2O384%、 1mm以上3% 无水硼砂（

6、Na2O2B2O3） 性状：无色、玻璃状小块 挥发：比硼酸和含水硼砂少,2. 硼砂,含水硼砂,10,行业学习,性状：无色晶状粉末，无味，表面有油腻感，易吸水生成硼酸。 质量要求：B2O395.00%、SO42-0.07%、Al2O30.1% 、Cl-0.1%、水不溶物0.2%、粒度（180m）通过85% 应用：助熔剂、半导体材料的掺杂剂等,3. 硼酐（B2O3）,4. 含硼矿物,主要有 硼镁石（2MgOB2O3H2O)、 钠硼解石（2NaCaB5O98H2O)、 硅钙硼石（Ca2B2(SiO4)2(OH)2等,11,行业学习,性质和作用：补网、提高粘度、抑制析晶 原料：长石、高岭土、叶蜡石、氧

7、化铝和氢氧化铝等,（三）Al2O3原料,1长石,性状 ：钾长石( 淡红) 、钠长石(白) 、钙长石(白)，解理面明显。 能引入碱，从而减少纯碱用量，易熔化。 质量要求：Al2O316%、 Fe2O312%,12,行业学习,性状：主要矿物组成是高岭土，色白、易碎、含铁杂质和有机物时呈黑色或灰色。 应用：陶瓷、高铝玻璃、乳浊玻璃 质量要求： Al2O330%、 Fe2O30.4%,2瓷土,3蜡石,性状：是一种水化硅酸铝，主要矿物组成是叶蜡石，含石英和高岭土。色白、易碎、含铁杂质和有机物时呈黑色或灰色。 应用：乳浊玻璃、玻璃纤维等 质量要求： Al2O325%、SiO270% 、Fe2O30.4%,

8、13,行业学习,为化工产品 性状：白色结晶粉末，氧化铝熔点高，氢氧化铝较易熔但易溢料（需加氟化物） 应用：多用于高性能玻璃。 质量要求： 氧化铝：Al2O396%、 Fe2O360%、 Fe2O30.05%,4氧化铝和氢氧化铝,14,行业学习,性质与作用：网络结构、化稳性较差，透紫外性好 应用：光学玻璃、透紫外玻璃、生物玻璃（如CaO-MgO-SiO2-P2O5 系统微晶玻璃）等 原料： 磷酸铝、磷酸二氢铵、磷酸钙等,（四）P2O5原料,15,行业学习,性质和作用：网络外体、助熔、降低粘度 应用：一般玻璃中引入量不超过18% 原料：纯碱、芒硝、硝酸钠、氢氧化钠、,（五）Na2O原料,1纯碱（N

9、aCO3),一般用煅烧纯碱，可分为轻质碱和重质碱 性状：白色粉末、易溶、极易吸水潮解和结块。 挥发：Na2O在熔化过程中容易挥发，约为本身重量的0.5-3.2%，配料计算时应考虑。,16,行业学习,轻质碱 ：密度小，假密度为：0.65g/cm3；白色粉细、易飞扬、分层；碱尘污染大；对耐火材料侵蚀大 假密度质量/假体积（物质体积+闭口气孔体积) 重质碱：密度大，假密度为：1.50g/cm3；白色颗粒粗、表面致密、易均化、不易分层；热效率高、对耐火材料侵蚀小。 质量要求：Na2CO398%、 NaCl1%、 Na2SO40.1%、Fe2O30.1% 天然碱：是干涸碱湖的沉积盐，可作为纯碱的代用原料

10、。但天然碱成分不稳定,常含有黄土、氯化钠、硫酸盐等杂质，侵蚀性较大。,17,行业学习,分类：有无水芒硝和含水芒硝（Na2SO410H2O）两类。 应用：芒硝不仅可以代碱，还是常用的澄清剂。 性状：无水芒硝（白色或浅绿结晶），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（主要为碳粉、煤粉等），能吸收水分。 挥发：Na2O挥发约6%（纯碱的两倍左右） 质量要求：Na2SO4 85%、CaSO4 4%、 NaCl2%、Fe2O30.3%、H2O5%,18,行业学习,与纯碱比较，使用芒硝有如下缺点： 分解和反应温度高，热耗大； 易侵蚀耐

11、火材料并产生芒硝泡； 需使用还原剂，且用量过多时，Fe2O3被还原成FeS而使玻璃着成棕色； 注意：为保证芒硝能以较低的温度分解在熔化前期，芒硝未完全分解之前，须保持还原气氛；在熔化后期，为防止硫酸盐被还原而生成硫化物并与铁的硫化物生成着色物质，须保持氧化气氛。 纯碱和芒硝的理论Na2O含量分别为58.53%和43.7%，即芒硝中有效Na2O含量较低。 因此，使用纯碱引人Na2O较芒硝为好。但由于芒硝具有澄清作用，因而生产中经常将23的芒硝与纯碱联合使用。,19,行业学习,白色结晶固体，极易吸水潮解，可溶，有腐蚀性；可配成溶液加入中充当配合料粒化时的粘结剂或润湿配合料。,4氢氧化钠（NaOH)

12、,3硝酸钠（NaNO3),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）；脱色剂；与白砒共同使用可起到澄清作用；代替部分碳酸钠提高气体率；侵蚀性较大 质量要求：NaNO3 98%、 NaCl1%、Fe2O30.01%,20,行业学习,性质和作用：网络外体、降低析晶倾向，提高透明度和光泽，降低表面张力（氧化钠不能），双碱效应； 应用：高级器皿玻璃、晶质玻璃、光学玻璃等 原料： 碳酸钾： 性状：白色结晶粉末、极易吸湿潮解； 挥发：以K2O自重的12%计 质量要求：K2CO396%，Na2O98%、KCl1%、Fe2O30.01%,（六）K2O原料,21,行业学习,性质和作用：

13、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； 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%. 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组成；易溶，含铁量低，是较好原料。 锂辉石（Li2O Al2O3 4SiO2)：白色或淡绿色菱形晶体，较难熔。,（七）Li2O原料,22,行业学习,性质和作用：网络外体，增加化学稳定性、机械强度，缩短料性（高温时极化桥氧，削弱Si-O键，降低玻璃粘度，低温时相反，增大粘度，类似Li，B），有积聚作

14、用，过多引入容易析出硅灰石晶体（CaOSiO2)，玻璃发脆。 应用：氧化钙是常用氧化物，一般玻璃中引入量不超过12.5%， 容易分相的玻璃中少用或不用 。 原料：方解石、石灰石、白垩、工业碳酸钙等 钙原料质量要求：CaO 50%，Fe2O30.15%,（八）CaO原料,23,行业学习,方解石 性状：白色（或淡黄、灰色、浅红）岩石，纯度比石灰石高。 应用：适于成分要求高的玻璃；透明结晶体为冰洲石，用于光学玻璃； 石灰石 性状：为粗粒方解石的石灰岩，多为灰色，淡黄或淡红色，很少白色（视含铁量不同）常含石英、粘土、氧化铁等杂质。 白垩 性状：白色，含有水分，须经烘干处理，其它杂质较少。 工业碳酸钙

15、性状：白色，纯度高（含量在98%以上）， 应用：高级器皿玻璃、光学玻璃等。,24,行业学习,，,性质和作用：配位数6或4但属网络外体，部分取代CaO时，料性加长、密度降低、硬度减小（形成MgO4进入网络）、易脱片，降低析晶倾向； 应用：保温瓶玻璃中少用或不用，一般玻璃中不超过3.5%。 原料：白云石（苦灰石）、菱镁矿（菱苦石，略） 白云石（CaCO3MgCO3)： 性状：蓝白色或淡灰色，伴生矿有石英、方解石、黄铁矿等，能吸水；同时引入CaO和MgO 。 质量要求： MgO 20% ，CaO32%，Fe2O30.15% 菱镁矿 性状：灰白色、淡经色或肉红色。 当白云石引入MgO量不足时，才使用菱

16、镁矿。,（九）MgO原料,25,行业学习,性质和作用：网络外体，增加折射率、密度、化稳性，吸收辐射能力强（Pb、Cd、Cr类似），有毒；少量时助熔，过多时会使澄清困难及产生二次气泡。 应用：高级器皿玻璃、化学仪器玻璃、防辐射玻璃，显象管玻璃、瓶罐玻璃等 原料：硫酸钡和碳酸钡 硫酸钡（重晶石）： 性状：白色晶体，分解温度高（可加还原剂），可做澄清剂，其加入BaO量一般不超过5%，其余用碳酸钡加入。天然重晶石中石英、铁、粘土较多，不用于高质量玻璃。 质量要求：BaSO495%、 SiO21.5 %、 Fe2O3 0.5%,（十）BaO原料,26,行业学习,碳酸钡（毒重石）： 性状:天然的为黄色或绿

17、色，杂质多，常用工业碳酸钡 质量要求:BaCO397%、Fe2O3 0.1%、酸不溶物3%,（十一）ZnO原料,性质和作用：网络中间体，适当引入降低膨胀系数、提高化稳性和热稳性，提高玻璃表面光滑度；最大特点是提高玻璃的折射率、防止硒挥发（用量可达13-15%,与硒生成胶体，用于红宝石玻璃）。一般玻璃中不超过5-6%，过多易析晶。 应用：光学玻璃、药用玻璃、温度计玻璃、高级器皿玻璃、微晶玻璃、低熔点玻璃、乳白玻璃、硒红玻璃等,27,行业学习,原料：氧化锌（锌白）和菱锌矿 氧化锌（锌白） 性状：白色粉末，较细、容易结块、配合料不易均匀。 质量要求：ZnO96%，水溶性盐1.5%，水分0.1%，酸不

18、溶物0.25% 菱锌矿 性状：色白，主要成分是碳酸锌 质量要求：原矿精选后直接使用。,28,行业学习,性质和作用：网络中间体（一般为外体），高色散、高折射、高电阻、高比重，吸收X-射线，有助熔作用，侵蚀性强；金属桥结构；熔制时须保持氧化气氛，否则玻璃发黑、易导致耐火材料穿蚀，挥发性大(14%左右）。 应用：光学玻璃、电气玻璃、封接玻璃、晶质玻璃、X-射线防护玻璃、人造宝石等 原料：铅丹（红丹）、黄丹（密陀僧）、硅酸铅,（十二）PbO原料,29,行业学习,铅丹（Pb3O4) 性状：橙红色粉末，又称红丹，易挥发，有毒。易被还原，必须在氧化气氛中熔制。 质量要求：Pb3O495%、Fe2O30.03

19、%、SiO20.3% 黄丹（PbO) 性状：黄色粉末，易被还原而不用。 硅酸铅（PbOSiO2) 性状：黄色颗粒，具有粉尘少、杂质少、挥发少，还原倾向小。是减少铅污染的措施之一。,30,行业学习,辅助原料：使玻璃获得某些必要的性质和加速玻璃熔制过程的原料。 澄清剂、着色剂、脱色剂、乳浊剂、氧化剂、助熔剂等,二. 辅助原料,（一）澄清剂,在高温下本身能气化或分解放出气体以促进玻璃液中气泡的排除的物质。 选用澄清剂时，须根据熔制温度、熔制气氛、比重匹配，对玻璃着色、性能影响等多方面考虑。,31,行业学习,常用的澄清剂有： 白砒、三氧化二锑、硫酸盐、硝酸盐、氟化物、氧化铈、铵盐等 性状：白色结晶粉末

20、或玻璃状无定形物质，极毒（致死量0.06g） 单独使用易升华，应与硝酸盐配用，灯工时易被还原生成单质砷。 属于高温型澄清剂.,1.白砒（As2O3）,32,行业学习,作用过程: 用量：一般为配合料的0.2-0.6%，硝酸盐用量为白砒的4-8倍。 适于熔制易熔玻璃如铅玻璃，软质玻璃等。 三氧化二锑作用温度比白砒低，过程与白砒相似，同属低温澄清剂；比重较大，更适于熔制比重大的玻璃(如铅玻璃)。,33,行业学习,澄清机理： 高温释放的氧气（或其它气体）要生成新气泡需要克服很大的表面能，而玻璃液中又已经达到饱和，所以被迫进入临近的已成型的小气泡中，从而使原气泡中除次气体外的其它气体分压减小，这样玻璃中

21、的这些气体析出进入气泡，气泡长大，上升速度加快并最溢出玻璃液面破裂，达到促进气泡排除的效果。 多种澄清剂的共同使用，可以拓宽澄清作用的温度范围，增加气体的种类，气泡中每种气体的分压就愈小，从而吸收玻璃液中的溶解气体的能力愈强，澄清效果也就愈好。,34,行业学习,主要包括硝酸钠、硝酸钾、硝酸钡。 硝酸钡分解温度高，澄清效果较好，常用于含钡的光学玻璃中。 硝酸盐常与白砒、三氧化二锑澄清剂共用。 主要是硫酸钠、硫酸钡、硫酸钙。 （1）硫酸钠 性状：分解温度高，在1200以上，最活跃是在1450左右，属高温型澄清剂，适于一般的钠钙硅玻璃；同时一般须加入适量还原剂（煤粉），一般保持CO：CO2=1：20

22、左右，且熔化后阶段（热点之后）氧化气氛，否则减弱澄清效果。,2.硝酸盐,3.硫酸盐,35,行业学习,（Na2SO3化学性质活泼，能与石英砂、白云石、方解石等反应放出气体。） 用量：一般配合料的1-1.5% 硫酸钡多用于瓶罐玻璃的配合料中，用量为Na2O含量的0.5%。,澄清过程：,36,行业学习,常用的有：萤石、氟硅酸钠（有毒）。 萤石： 性状：白、绿、蓝、紫色等多种颜色的透明状岩石。 成分要求：CaF280%，Fe2O30.3% 氟硅酸钠：淡黄色粉末、有毒。 氟化物的部分氟能在玻璃中生成HF、SiF4、NaF Si-O-Si + Na+ F- Si-O-Na+ +F-Si 氟化物本身又是乳浊

23、剂、助熔剂。 用量：一般按引入配合料中0.5%计，过多则玻璃软化点降低，侵蚀加剧。,4.氟化物,37,行业学习,食盐是一种高温澄清剂，适用于熔化温度高于1500的玻璃，依靠本身的气化挥发（温度较高）和FeCl3挥发物起澄清作用； 用量：配合料的1.3-3.5%，过多引入使玻璃结构中网络空穴增多，易乳化，机械强度降低以及侵蚀耐火材料。常用于硼硅酸盐玻璃中。,5.食盐,38,行业学习,二氧化铈在1400左右分解放出氧气，属高温澄清剂，同时兼有氧化剂，对Fe2+起化学脱色作用。稀土类原料，价格昂贵。常与硝酸盐共用。 主要有硫酸铵、硝酸铵、氧化铵,7.铵盐,6.二氧化铈,39,行业学习,（二）着色剂,

24、40,行业学习,1.化学脱色剂 常用的有硝酸盐、白砒、三氧化二锑、氧化铈等 (1)白砒和氧化锑 不与CeO2、Mn2O3共用； 曝光效应（Solarization)： 4MnO+As2O5 2Mn2O3+As2O3 可作硒脱色时的稳定作用： Se+As2O5SeO2+As2O3 对于普通钙玻璃，两者共用效果更好，对于铅玻璃则只用白砒即可。 用量： 白砒200-500g/100石英砂、硝酸钠3000g/100石英砂,（三）脱色剂,41,行业学习,（2）硝酸盐（NaNO3、KNO3、Ba（NO3）2） 分解温度低，与白砒、氧化锑共用时可提高脱色效果。 用量为配合料的1-1.5% （3）卤化物（氟化

25、物、氯化物） 生成挥发性物质FeF3、FeCl3，减轻着色； 生成无色络合离子FeF63-； （4）氧化锰 FeO + Mn2O3Fe2O3 + MnO 氧化锰容易被还原，难以稳定控制脱色效果。 （5）氧化铈 CeO2 Ce2O3 + O2 FeO+O2 Fe2O3 是一种强烈的氧化剂，脱色效果好。,42,行业学习,1.物理脱色剂 一般氧化铁含量在0.06-0.07%以下时，物理脱色法效果较好。 氧化铁含量大于0.2%时，玻璃总透过率太低，效果不好。 常用物理脱色剂原料： 硒： 使玻璃成浅紫色，当氧化铁的含量小于0.1%时脱色效果好。 对铅玻璃不能用： Se + Pb2+ +2e=PbSe（棕

26、色） 而用氧化镍 缺点：对熔制条件敏感 ，挥发量变化大（可加入白砒或锑粉起稳定作用，或者用硒化合物引入）。,43,行业学习,二氧化锰： 在玻璃中成紫色，与玻璃的浅绿色互补，同时有化学脱色作用。 缺点：对熔制条件很敏感，重复性差。 氧化亚钴：脱色稳定，可以抵消Fe3+的黄色。 氧化亚镍： 对温度与气氛不敏感，重复性好，适用于含钾尤其含量高的玻璃及铅玻璃。 缺点：容易受基玻璃组成的影响。 氧化钕：吸收光谱范围很狭窄，能很准确补偿Fe2+颜色，透过率高，受熔制条件和基玻璃组成影响小。 缺点：价格较高。 氧化铒：着粉红色，可与绿色中和。 缺点：着色能力低，用量大，价格较高。,44,行业学习,物理脱色剂

27、的引入量： 对一般情况（Fe2O3 0.02-0.04%） 硒用量（无白砒或氧化锑） ：0.5g/100kgGlass 硒用量（有白砒或氧化锑） ：3-4g /100kgGlass 钴用量（有白砒或氧化锑） ：0.05-0.2g /100kgGlass 关于硒钴的稀释： 为精确称量硒或氧化钴至0.01克，先将之与一定量的干燥、过筛的石英砂或其它大宗原料按照某一比例（如1：100，1：50等）均匀混合，这样每单位用量的预混料中就含有1/100或1/50的硒或氧化钴，从而达到精确度要求。,45,行业学习,加速玻璃熔制过程的原料称助熔剂（加速剂）。 常见的有：氟化物、硼化合物、硝酸盐、钡化合物、硫酸

28、钠等。 （1）氟化物 性质： 降低玻璃粘度和表面张力，促进澄清和均化； 与Fe2O3生成FeF3挥发或生成Na3FeF6（无色），提高玻璃透热性； 易生成含氟挥发性污染物，能在人体中富集，毒性比SO2大，使用时注意大气污染。,（四）助熔剂,46,行业学习,原料：萤石、氟硅酸钠 引入量： 按引入玻璃中0.5-1%计。（注意：氟化物在用作乳浊剂、助熔剂、澄清剂的用量差别。）过多则玻璃软化点降低，侵蚀加剧。 （2）硼化合物 性质：网络形成体、硼氧反常、助熔、料性、挥发。高温下，在低碱的硅酸盐玻璃中，硼保持它的三角平面配位，减弱了硅酸盐玻璃的三维内聚性，硼经常在要求抗热冲击性的工业玻璃中用来代替碱性氧

29、化物作助熔剂，适量引入对玻璃的结构有加强作用。 原料：硼酸、硼砂 引入量：往玻璃中引入1.5%的B2O3。注意硼化合物在作主要原料、助熔剂时的不同用量。,47,行业学习,（3）钡化合物 引入量为配合料的0.25-0.5%，多用于瓶罐玻璃。 （4）硝酸盐 分解温度低，与石英砂生成低共熔物，同时起澄清、氧化的作用。引入量为玻璃中R2O量的10-15%。 主要有氟化物、磷酸盐、锡化合物、氧化砷和氧化锑 注意： 氟化合物须在含氧化铝玻璃中采用，用量F-为3-7%。 采用磷酸盐时须加入防止析晶的Al2O3、B2O3、ZnO等， 加入量。,（五）乳浊剂,48,行业学习,氧化剂：玻璃熔制时能分解放出氧的原料

30、。 有：硝酸盐、三氧化二砷、氧化铈等 还原剂：玻璃熔制时能夺取氧的原料。 有：碳、酒石酸钠、锡粉及化合物、锑粉、铝粉等 氧化还原指数：玻璃配合料或玻璃熔制过程中的氧化还原值。 氧化还原指数为正值氧化性， 氧化还原指数为负值还原性。 控制氧化还原指数的作用：澄清过程（特别是含硫小气泡的排除）、颜色 影响氧化还原指数的控制：氧化剂还原剂的种类和用量。,（六）氧化剂与还原剂,49,行业学习,1.碎玻璃的作用： (1)回收重熔碎玻璃可以变废为宝、保护环境； (2)从工艺上看，合理引入碎玻璃，会加速熔制过程，降低玻璃熔制的热消耗（由实验得知，一般玻璃原料中碎玻璃使用的比率变化10%时，熔化玻璃所需的燃料

31、将变化2.5%)，从而降低生产成本、增加产量。 2.碎玻璃的用量 根据行业不同产品不同，加入量为配合料的15-85%（一般的玻璃配合料中引入量为25-30%）；高硼玻璃、高硅玻璃配合料中用量可达70-100% 。 碎玻璃的使用影响到配合料的熔化、澄清、热耗、玻璃制品的性能、加工性能和大窑生产率等。,（七）碎玻璃,50,行业学习,3.引入碎玻璃需注意： (1)二次挥发：在碎玻璃重熔后，易挥发组分（如碱金属氧化物、氧化硼、氧化铅、氧化锌等）将进行第二次挥发，如重熔后的Na2O比重熔前平均低0.15%，所以必须补挥发。 (2)二次积累： 由于玻璃液对耐火材料的侵蚀，碎玻璃中Fe2O3和Al2O3的含

32、量增加，重熔时就会产生二次积累。 (3)碎玻璃表面与内部成分的差异： 碎玻璃（尤其是化稳性较差的玻璃）表面由于断键多，很快吸附水分和大气并水解成胶态，造成表面成分与内层成分的差别，若熔制温度偏低或缺少有效对流，熔制后玻璃就常产生明显的线痕。 以上三个因素，正是碎玻璃引入量过多时玻璃内部存在不均匀的所谓细胞组织而使制品发脆的原因！,51,行业学习,(4)重熔的玻璃液的还原性： 碎玻璃重熔时，其中某些组分挥发生热分解并释出氧气，进入周围气泡后逸出玻璃液，造成玻璃液的还原性，对以变价元素为基础的颜色玻璃产生色泽的变化。 色泽的变化是碎玻璃引入时又一个不利影响！ (5)澄清： 碎玻璃中含有少量的化学结

33、合的气体重熔时产生相当于二次气泡的微小气泡，因此加入碎玻璃量多时就难以澄清。 这是第三个不利影响！,52,行业学习,(6)碎玻璃的粒度：,图1 碎玻璃粒度与熔化时间,从图1可知：粒度取小于0.25mm和粒度为2-20mm时，熔化效果好，为减少粉碎动力，应采用后者。通常加工到20-40mm即可。,53,行业学习,基础数据：玻璃的重量百分比组成和原料的干湿基化学成分（重量百分含量）。 计算程序 1、先以100公斤玻璃为计算基准，求出各原料的用量： 对含两种以上主要成分的原料，列出多元联立方程式，求解各原料的需要量； 对含单一成分的原料，若 2 中算中已有某原料含此成分时，首先扣除其引入量，再计算还

34、应加入的量。不然，则单独求其需要量； 2、计算辅助原料的需要量，若同时引入了主要成分，则须减去引入此成分的主要原料相应的用量； 3、对挥发性成分，补加所挥发的量；,三、配合料计算,54,行业学习,4、计算配料的气体率和产率：,5、换算成一付配合料的原料用量并计算碎玻璃用量： 一付配合料（包括碎玻璃在内）的总重量由所选的混料机加工能力决定，如500公斤。,55,行业学习,6、计算每付配合料原料湿基用量：,7、计算配合料中生料加水量：,56,行业学习,注意： 先计算干基用量，后计算湿基用量； 计算配合料的气体率，应在引入辅助原料和补挥发之后进行，必要的情况下需调整气体率，可用引入同量组成氧化物条件

35、下气体生成量大的原料代替生成量小的原料，增加气体率；相反的替换则降低气体率。如碳酸钠与硝酸钠、白云石与碱式碳酸镁等之间的替换等。 若原料化学组成为湿基，则需求出干基总重，然后求加水量。,57,行业学习,经过计算，应得出下列结果： 熔制100公斤玻璃液时所需的各种原料用量； 配合料气体率； 各挥发性原料补入量； 校正后配合料的料方； 按每付配料量（除去碎玻璃）求出增大系数，计算出每付配合料的干基料方； 湿基原料的用量； 配合料的加水量； 每付配合料中碎玻璃用量。,58,行业学习,1、具有正确性和稳定性： 即各原料的化学成分，配合料的水分和粒度要求正确并保持稳定。这就要求原料组成正确、稳定，料方计

36、算正确，针对原料成分变化及时调整，经常校正称量设备，做到称量准确。 2、具有一定量的水分： 加入一定量的水分，可以起减少粉尘、防止分层、加速熔化（先润湿石英原料，形成水膜，溶解3-5%的纯碱和芒硝）、提高混合均匀度的作用。 含水量：一般纯碱配合料在3-5%，芒硝配合料在3-7%，砂粒越细，所需水量越多。 注意纯碱配合料的水化特性造成的影响和针对措施。,四、配合料的要求,59,行业学习,3、具有一定的气体率： 受热分解后所逸出的气体对配合料和玻璃液的搅拌作用有利于硅酸盐形成和玻璃均化。 过高和过低的气体率都不利于澄清。钠钙硅玻璃配合料气体率应在15-20%内，硼硅酸盐玻璃配合料则在9-15%内。,60,行业学习,4、具有高均匀度： 配合料均匀度高是熔制均匀玻璃液的前提。均匀度低会造成熔制的不同步，导致缺陷产生和对耐火材料侵蚀的加剧。 配合料均匀度的测定方法有滴定法、电导法、比重法、筛分析法等。 5、适当加入碎玻璃 经济、工艺的要求 6、避免金属和杂质的混入,61,行业学习,五、配合料的制备,62,行业学习,