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时间:2019-03-06
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1、熔制玻璃的化工原料玻璃原料概述用于制备玻璃配合料的各种物质,统称玻璃原料。根据它们的用量和作用不同,分为主要原料和辅助原料两类。主要原料,系指往玻璃中引入各种组成氧化物的原料,如石英砂、石灰石、长石、纯碱、东化合物等。按所引入的氧化物的性质,又分为酸性氧化物原料;碱性氧化性原料;碱土金属和二价金属氧化物原料;多价氧化物原料。按所引入的氧化物在玻璃结构中的作用,又分为玻璃形成氧化物原料;中间体氧化物原料;网络外体氧化物原料。辅助原料,是使玻璃获的一些必要的性质和加速熔制过程的原料。它们的用量少,但他们的作用大,根据作用的不同,分为澄清剂、脱色剂、着色剂、乳浊剂、氧化剂、还
2、原剂、助熔剂等。主要原料引入酸性氧化物原料二氧化硅SiO2,分子量:60.06,D:2.4-2.65二氧化硅是主要的玻璃形成氧化物,以[SiO4]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℃以上的高温下,熔制形成石英玻璃。在Na-Ca-Si玻璃中SiO2能降低玻璃的膨胀系数,提高玻璃的热稳定性、化学稳定性、软化温度、硬度、机械强度、粘度和透紫外光性。但使用量过高需用过高的熔制温度,而且可能导致析晶。引入SiO2的原料石英砂、硅沙、石英岩。在玻璃中用量较大,占配合料的60%-70%以上。1.石英砂石英砂又称为硅沙,它的主要成分是SiO2,含
3、量:98.5%-99.5%以上,含有:Ai2O3、TiO、CaO、MgO、Fe2O3、R2O等杂质。一般内在质量要求:表一玻璃品种Fe2O3Cr2O3TiO水晶料、器皿料、高白料、≤0.01≤0.001≤0.05保温瓶、药用瓶、微晶玻璃≤0.10≤0.025≤0.1乳白料、普白料、棕色玻璃≤≤0.15≤0.03清白料、平板料、化学仪器≤0.25翠绿料、枯叶黄、有色玻璃≤0.35石英砂的颗粒度和颗粒度组成是重的质量指标,颗粒度的大小决定熔化的质量。过大难融化,并在生产过程中产生结石、条纹现象。细的石英砂熔化速度快,但过细的沙容易飞扬、结团,使配合料混合不均匀。在投料过程中
4、,过细的部分及易被燃烧的气体带入蓄热室堵塞筒子砖,降低窑炉的使用寿命,甚至被迫停产,造成巨大的损失,同时使玻璃成分发生变化。因此要严格控制石英砂的颗粒度组成。一般颗粒度组成、水分要求:表二项目20目以上20-60目60-100目120目以下石英砂不许有≤25%≥75%≤5%H2O%≤6%2.砂岩砂岩是石英砂在高压下作用,由胶结物胶结而成的矿岩。根据胶结物的不同,有SiO2胶结的砂岩,粘土胶结的砂岩,石膏胶结的砂岩等。一般来说,砂岩的硬度高,近于莫氏硬度七级,质量要求是含SiO298.5%以上,含Fe2O3不大于0.2%。3.石英岩石英岩是石英颗粒彼此紧密结合而成,是砂岩
5、的变质岩,石英岩硬度比砂岩高莫氏硬度七级,强度大,使用情况与砂岩一样。几种SiO2原料的化学组成(G%)表三原料产地SiO2Fe2O3Al2O3CaOMgOR2OSJ昆明硅砂99.50.0060.46内蒙硅砂86-910.35-61.01-1.5威海硅砂91-950.13-60.12-3沂南硅砂98-990.05-0.150.20.10.5宿迁硅砂88-920.10-0.24.5-6.00.24-6湖州石英98.320.030.960.460.050.25靳春石英99.850.02凤阳石英99.50.02引入氧化硼的原料B2O3,分子量:69.62,D:1.84B2O3
6、是玻璃生成氧化物,它以[BO3]和[BO4]为结构组元,在硼硅酸盐玻璃中与硅氧四面体共同组成结构网络.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、提高博得机械强度。B2O3在高温是能降低玻璃的粘度,在低温时提高玻璃的粘度,所以含B2O3较高的玻璃,成型的温度范围较窄,因之可以提高机械速度。B2O3还起助熔剂的用,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,硼硅酸盐玻璃液表面上因B2O3挥发减少,会产生富含B2O3析晶料皮,当B2O3引入量过高时,由于[BO3]增多,玻璃的膨胀系数反而增加,发生反常现象即—硼反常
7、现象。B2O3是耐热玻璃、化学仪器玻璃、温度计玻璃、光学玻璃、真空玻璃以及其它特种玻璃的重要组成。引入的原料,硼酸、硼砂、硼矿物质1.硼酸H3BO3,分子量:61.82,D:1.44,B2O3=56.45%,H2O4=43.55%。硼酸是白色鳞片状三斜结晶,具有特殊光泽,易溶于水,加热100℃则失去部分水分分解,变为HBO2。在140℃—160℃时,转变为[H2B4O7],继续加热则完全转变为熔融的B2O3。在熔制玻璃时。B2O3的挥发与玻璃的组成和溶制温度、窑炉气氛、配合料的水分、熔制时间有关,一般为自身重量的5—15%,高达15%以上
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