第10章原料及原料的選擇

1、玻璃工藝基礎(chǔ)玻璃工藝基礎(chǔ)第第10章章 原料及原料的選擇原料及原料的選擇n用于制備玻璃配合料的各種物質(zhì)，統(tǒng)稱為玻璃原料。用于制備玻璃配合料的各種物質(zhì)，統(tǒng)稱為玻璃原料。(1) 主要原料：系指往玻璃中引入各種組成氧化物的原料。主要原料：系指往玻璃中引入各種組成氧化物的原料。n按氧化物的性質(zhì)分：酸性氧化物原料，堿性氧化物原料，堿土金屬和二價(jià)金屬氧化物按氧化物的性質(zhì)分：酸性氧化物原料，堿性氧化物原料，堿土金屬和二價(jià)金屬氧化物原料，多價(jià)氧化物原料。原料，多價(jià)氧化物原料。n按氧化物在玻璃結(jié)構(gòu)中的作用分：玻璃形成體氧化物原料，中間體氧化物原料和網(wǎng)絡(luò)按氧化物在玻璃結(jié)構(gòu)中的作用分：玻璃形成體氧化物原料，中間體氧化

2、物原料和網(wǎng)絡(luò)外體氧化物原料。外體氧化物原料。(2) 輔助原料：是使玻璃獲得某些必要的性質(zhì)和加速熔制過程的原輔助原料：是使玻璃獲得某些必要的性質(zhì)和加速熔制過程的原料。料。n根據(jù)作用不同分：澄清劑、著色劑、脫色劑、乳濁劑、氧化劑、助熔劑根據(jù)作用不同分：澄清劑、著色劑、脫色劑、乳濁劑、氧化劑、助熔劑(加速加速劑劑)等。等。原料的選擇原則原料的選擇原則主要原料主要原料輔助原料輔助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化原料的分類原料的分類1、 原料的質(zhì)量必須符合要求，而且成分穩(wěn)定原料的質(zhì)量必須符合要求，而且成分穩(wěn)定 純度、礦物組成和顆粒度必須符合要求； 化學(xué)成分要比較穩(wěn)定，波動(dòng)范圍

3、一般根據(jù)玻璃化學(xué)成分所允許的偏差值進(jìn)行確定2 、 易于加工處理易于加工處理 降低設(shè)備投資，減少生產(chǎn)費(fèi)用。如石英砂和砂巖中優(yōu)先選用石英砂，白堊、石灰石、白云石中優(yōu)先選用質(zhì)地松軟的白堊。3、 成本低成本低 采用成本低，廠區(qū)就地就近的原料。 如瓶罐玻璃廠，制造深色瓶時(shí)，可以采用就近的含鐵量較多的石英砂等。4、 少用過輕和對(duì)人體健康有害的原料少用過輕和對(duì)人體健康有害的原料 輕質(zhì)原料易飛揚(yáng)，容易分層。 盡量少用對(duì)人體有害的白砒、氧化鉛。5 、 對(duì)耐火材料的侵蝕要小對(duì)耐火材料的侵蝕要小 氟化物，如螢石、氟硅酸鈉等是有效的助熔劑，但它對(duì)耐火材料的侵蝕較大，在熔制條件允許不使用時(shí)，最好不用。 硝酸鈉對(duì)耐火材料

4、的侵蝕也較大，而且價(jià)格較貴，除了作為澄清劑，脫色劑以及有時(shí)為了調(diào)節(jié)配合料氣體率，少量使用外，一般不作為引入Na2O的原料。原料的分類原料的分類主要原料主要原料輔助原料輔助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化原料的選擇原則原料的選擇原則n石英砂石英砂 又稱硅砂，主要成分是石英。 (1) 來源：石英巖、長(zhǎng)石等風(fēng)化而成，例，長(zhǎng)石風(fēng)化： K2OAl2O36SiO2+2H2O+CO2=Al2O32SiO22H2O+4SiO2+K2CO3 長(zhǎng)石 高嶺土 石英 (2)化學(xué)成分： SiO2為主(9999.8%以上)，常含有，Al2O3、TiO2、CaO、MgO、Fe2O3、Na2O、K

5、2O等雜質(zhì)，其中Fe2O3、Cr2O3、V2O3、TiO2是有害雜質(zhì)(使玻璃著色，降低透明度)。 (3) 石英砂顆粒度與顆粒組成是重要的質(zhì)量指標(biāo)：最適宜顆粒尺寸0.150.8mm，0.250.5mm的顆粒不應(yīng)少于90%，0.1mm以下的顆粒不超過5%。n砂巖砂巖 砂巖是石英砂在高壓作用下，由膠結(jié)物膠結(jié)而成的礦巖 。 質(zhì)量要求：含SiO2 98%以上，含F(xiàn)e2O3不大于0.2%。 砂巖硬度較高，開采比石英砂復(fù)雜，一般需經(jīng)過破碎、粉碎、過篩等加工處理(有時(shí)還要經(jīng)過煅燒再進(jìn)行破碎，粉碎處理)，因而成本比石英砂高。n石英巖石英巖 砂巖的變質(zhì)巖，硬度比砂巖高(莫氏7級(jí))，強(qiáng)度大，使用情況與砂巖相同。n脈

6、石英脈石英 孿生的石英集晶體，純度較高。引入酸性氧化物的原料引入酸性氧化物的原料引入二氧化硅的原料引入二氧化硅的原料n二氧化硅：二氧化硅：SiO2，分子量，分子量60.06，比重，比重2.42.65，石英熔點(diǎn)，石英熔點(diǎn)1713。 作用：以硅氧四面體作用：以硅氧四面體SiO4結(jié)構(gòu)組元形成不規(guī)則的連續(xù)網(wǎng)絡(luò)，成為玻璃的骨架。結(jié)構(gòu)組元形成不規(guī)則的連續(xù)網(wǎng)絡(luò)，成為玻璃的骨架。 可降低玻璃膨脹系數(shù)，提高熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱性、硬度和機(jī)可降低玻璃膨脹系數(shù)，提高熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱性、硬度和機(jī) 械強(qiáng)度。含量較高時(shí)導(dǎo)致玻璃軟化溫度和粘度增高。械強(qiáng)度。含量較高時(shí)導(dǎo)致玻璃軟化溫度和粘度增高。 用量：在一般

7、日用玻璃中的用量較多，約占配合料重量的用量：在一般日用玻璃中的用量較多，約占配合料重量的6070%以上。以上。原料的分類原料的分類原料的選擇原則原料的選擇原則輔助原料輔助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化主要原料主要原料n硼酸硼酸 H3BO3，分子量，分子量61.82，比重，比重1.44，含，含B2O3 56.45%，H2O 43.55% 白色鱗片狀三斜結(jié)晶白色鱗片狀三斜結(jié)晶 ，具有特殊光擇，觸之有脂肪感覺，易溶于水。，具有特殊光擇，觸之有脂肪感覺，易溶于水。 100失水部分分解，變?yōu)槠鹚崾糠址纸猓優(yōu)槠鹚?HBO2)， 140160，轉(zhuǎn)變?yōu)樗呐鹚?，轉(zhuǎn)變?yōu)樗呐?/p>

8、酸(H2 B4O7)，繼續(xù)加熱完全轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴诘?，繼續(xù)加熱完全轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴诘腂2O3。 熔制玻璃時(shí)，熔制玻璃時(shí)，B2O3會(huì)揮發(fā)，一般為本身重量的會(huì)揮發(fā)，一般為本身重量的515%。n硼砂硼砂 Na 2B4O710H2O，分子量，分子量381.4，比重，比重1.72，含，含B2O3 36.66%，Na2O 16.2%，H2O 47.15%。 含水硼砂是堅(jiān)硬的白色菱形結(jié)晶，易溶于水，加熱則先熔融膨脹而失去結(jié)晶水，含水硼砂是堅(jiān)硬的白色菱形結(jié)晶，易溶于水，加熱則先熔融膨脹而失去結(jié)晶水，最后變?yōu)椴Ａ钗?。在熔制時(shí)同時(shí)引入最后變?yōu)椴Ａ钗?。在熔制時(shí)同時(shí)引入Na 2O和和B2O3，B2O3的揮發(fā)與硼酸相同，必須的

9、揮發(fā)與硼酸相同，必須注意，含水硼砂在貯放中會(huì)失去部分結(jié)晶水發(fā)生成分變化。注意，含水硼砂在貯放中會(huì)失去部分結(jié)晶水發(fā)生成分變化。 無水硼砂或鍛燒硼砂無水硼砂或鍛燒硼砂(Na2B4O7)是無色玻璃狀小塊，比重是無色玻璃狀小塊，比重2.37，含，含B2O369.2%，Na2O30.8%，在熔制時(shí)，它的揮發(fā)損失較小。，在熔制時(shí)，它的揮發(fā)損失較小。 對(duì)硼砂的質(zhì)量要求，對(duì)硼砂的質(zhì)量要求，B2O335%，F(xiàn)e2O30.01%，SO42-30%，F(xiàn)e2O325%，SiO270%，F(xiàn)e 2O 396%， Fe2O460%，F(xiàn)e2O398%，NaCll%，Na2SO40.1%，F(xiàn)e2O398%，F(xiàn)e2O30.01%

10、，NaCl98%98%，KClKCl1%1%，F(xiàn)eFe2 2O O3 30.01%0.01%。原料的分類原料的分類原料的選擇原則原料的選擇原則輔助原料輔助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化主要原料主要原料引入堿金屬氧化物的原料引入堿金屬氧化物的原料引入氧化鋰的原料nLi2O，分子量，分子量29.9n作用：作用：網(wǎng)絡(luò)外體氧化物，作用比Na2O和K2O特殊，當(dāng)O/Si小時(shí)，主要為斷鍵作用，助熔作用強(qiáng)烈，是強(qiáng)助熔劑；當(dāng)O/Si比大時(shí)，因Li+的離子半徑小于鈉鉀的離子半徑，主要為積聚作用。nLi2O代替Na2O或K2O使玻璃膨脹系數(shù)降低，結(jié)晶傾向變小，多量膨脹系數(shù)降低，結(jié)晶傾

11、向變小，多量Li2O又使結(jié)又使結(jié)晶傾向增加。晶傾向增加。n用量：用量：一般玻璃中0.10.5%n原料：原料：碳酸鋰和天然的含鋰礦物。原料的分類原料的分類原料的選擇原則原料的選擇原則輔助原料輔助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化主要原料主要原料引入堿土金屬氧化物和其它二價(jià)金屬氧化物的原料引入堿土金屬氧化物和其它二價(jià)金屬氧化物的原料引入氧化鈣的原料引入氧化鈣的原料n氧化鈣氧化鈣CaO，分子量，分子量56.08，比重，比重3.23.4。n作用：二價(jià)網(wǎng)絡(luò)外體氧化物，穩(wěn)定劑，即增加玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)作用：二價(jià)網(wǎng)絡(luò)外體氧化物，穩(wěn)定劑，即增加玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，但含量較高

12、時(shí)，能使玻璃璃的結(jié)晶傾向增大，而且易使玻璃械強(qiáng)度，但含量較高時(shí)，能使玻璃璃的結(jié)晶傾向增大，而且易使玻璃發(fā)脆。發(fā)脆。n用量：一般玻璃中，不超過用量：一般玻璃中，不超過12.5%。n來源：方解石來源：方解石 、石灰石、石灰石 ，白堊，沉淀碳酸鈣，白堊，沉淀碳酸鈣(生產(chǎn)氯化鈣的副產(chǎn)品，生產(chǎn)氯化鈣的副產(chǎn)品，重鈣重鈣)等等原料的分類原料的分類原料的選擇原則原料的選擇原則輔助原料輔助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化主要原料主要原料引入堿土金屬氧化物和其它二價(jià)金屬氧化物的原料引入堿土金屬氧化物和其它二價(jià)金屬氧化物的原料引入氧化鎂的原料引入氧化鎂的原料n氧化鎂氧化鎂MgO，分子量，

13、分子量40.32。n作用：網(wǎng)絡(luò)外體作用：網(wǎng)絡(luò)外體/中間體氧化物，以中間體氧化物，以3.5%以下的以下的MgO代替代替部分部分CaO，可以使玻璃硬化速度變慢，改善玻璃的成形性，可以使玻璃硬化速度變慢，改善玻璃的成形性能。還可降低結(jié)晶傾向和結(jié)晶速度，增加玻璃的高溫粘度，能。還可降低結(jié)晶傾向和結(jié)晶速度，增加玻璃的高溫粘度，提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。n來源：白云石來源：白云石 ，菱鎂礦，菱鎂礦 等。等。原料的分類原料的分類原料的選擇原則原料的選擇原則輔助原料輔助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化主要原料主要原料引入堿土金屬氧化物和其它二價(jià)

14、金屬氧化物的原料引入堿土金屬氧化物和其它二價(jià)金屬氧化物的原料 引入氧化鋇的原料引入氧化鋇的原料n氧化鋇氧化鋇BaO；分子量；分子量153.4，比重，比重5.7。n作用：網(wǎng)絡(luò)外體氧化物。能增加玻璃折射率、密度、光澤和化學(xué)穩(wěn)定作用：網(wǎng)絡(luò)外體氧化物。能增加玻璃折射率、密度、光澤和化學(xué)穩(wěn)定性；少量性；少量BaO(0.5%)能加速玻璃熔化，含量過多時(shí)，由于產(chǎn)生能加速玻璃熔化，含量過多時(shí)，由于產(chǎn)生2BaO+O2 = 2BaO2反應(yīng)，使澄清困難。反應(yīng)，使澄清困難。n用途：高級(jí)器皿玻璃、化學(xué)儀器、光學(xué)玻璃、防輻射玻璃。瓶罐玻璃用途：高級(jí)器皿玻璃、化學(xué)儀器、光學(xué)玻璃、防輻射玻璃。瓶罐玻璃中加入中加入0.51%B

15、aSO4作為助熔劑和澄清劑。作為助熔劑和澄清劑。n來源：硫酸鋇來源：硫酸鋇(重晶石重晶石 )和碳酸鋇和碳酸鋇(毒重石毒重石)。原料的分類原料的分類原料的選擇原則原料的選擇原則輔助原料輔助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化主要原料主要原料引入堿土金屬氧化物和其它二價(jià)金屬氧化物的原料引入堿土金屬氧化物和其它二價(jià)金屬氧化物的原料 引入氧化鉛的原料引入氧化鉛的原料n氧化鉛氧化鉛PbO，分子量，分子量223.0，比重，比重9.39.5。n作用：作用：(1) 中間體氧化物，一般情況下為網(wǎng)絡(luò)外體，當(dāng)中間體氧化物，一般情況下為網(wǎng)絡(luò)外體，當(dāng)PbO含量高時(shí)，鉛離子含量高時(shí)，鉛離子(Pb2

16、+)容易極化變形，或降低其配位數(shù)而居于玻璃的結(jié)構(gòu)網(wǎng)中。容易極化變形，或降低其配位數(shù)而居于玻璃的結(jié)構(gòu)網(wǎng)中。 (2) 增加玻璃比重，提高折射率，使玻璃具有特殊光澤，良好電性能，很高吸收增加玻璃比重，提高折射率，使玻璃具有特殊光澤，良好電性能，很高吸收輻射線的能力。但化學(xué)穩(wěn)定性較差。輻射線的能力。但化學(xué)穩(wěn)定性較差。 (3) 鉛玻璃的硬度小，便于研磨拋光。鉛玻璃的硬度小，便于研磨拋光。 (4) 鉛玻璃高溫粘度小，熔制溫度低，易于澄清。必須在氧化條件下進(jìn)行。鉛玻璃高溫粘度小，熔制溫度低，易于澄清。必須在氧化條件下進(jìn)行。n用途：光學(xué)玻璃，晶質(zhì)器皿玻璃，燈泡芯柱玻璃，用途：光學(xué)玻璃，晶質(zhì)器皿玻璃，燈泡芯柱玻

17、璃，X-射線防護(hù)與防輻射玻璃，人造射線防護(hù)與防輻射玻璃，人造寶石等。寶石等。n來源：鉛丹來源：鉛丹(Pb3O4)、密陀僧、密陀僧 (PbO)和硅酸鉛（和硅酸鉛（3PbO.2SiO2）。）。原料的分類原料的分類原料的選擇原則原料的選擇原則輔助原料輔助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化主要原料主要原料引入堿土金屬氧化物和其它二價(jià)金屬氧化物的原料引入堿土金屬氧化物和其它二價(jià)金屬氧化物的原料 引入氧化鋅的原料引入氧化鋅的原料n氧化鉛氧化鉛ZnO，分子量，分子量81.4，比重，比重5.6。n作用：作用：(1) 中間體氧化物，一般情況下為網(wǎng)絡(luò)外體中間體氧化物，一般情況下為網(wǎng)絡(luò)外體

18、ZnO6，當(dāng)游離氧含量高時(shí)，降低其配位數(shù)，當(dāng)游離氧含量高時(shí)，降低其配位數(shù)而以而以ZnO4居于玻璃的結(jié)構(gòu)網(wǎng)中；居于玻璃的結(jié)構(gòu)網(wǎng)中； (2) 提高折射率，降低膨脹系數(shù)，提高熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性；提高折射率，降低膨脹系數(shù)，提高熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性； （3）阻止）阻止PbO揮發(fā)，有利于減少鉛玻璃的條紋；揮發(fā)，有利于減少鉛玻璃的條紋； （4）阻止）阻止Se的揮發(fā)，有利于顯色；的揮發(fā)，有利于顯色； （5）增加氟乳濁玻璃的乳濁度和光澤。）增加氟乳濁玻璃的乳濁度和光澤。n用途：光學(xué)玻璃，化學(xué)儀器玻璃、藥用玻璃、高級(jí)器皿玻璃、微晶玻璃、乳濁玻璃等。用途：光學(xué)玻璃，化學(xué)儀器玻璃、藥用玻璃、高級(jí)器皿玻璃、微晶玻璃、

19、乳濁玻璃等。n來源：鋅氧粉（來源：鋅氧粉（ZnO）和菱鋅礦（）和菱鋅礦（ZnCO3）。）。原料的分類原料的分類原料的選擇原則原料的選擇原則輔助原料輔助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化主要原料主要原料引入四價(jià)金屬氧化物的原料引入四價(jià)金屬氧化物的原料引入二氧化鍺的原料引入二氧化鍺的原料nGeO2，分子量，分子量104.6，白色粉末。，白色粉末。n玻璃形成氧化物，以鍺氧四面體玻璃形成氧化物，以鍺氧四面體GeO4為結(jié)構(gòu)組元。為結(jié)構(gòu)組元。n提高玻璃折射率，色散和密度。鍺酸鹽玻璃比硅酸鹽玻璃的熔提高玻璃折射率，色散和密度。鍺酸鹽玻璃比硅酸鹽玻璃的熔融溫度低，化學(xué)穩(wěn)定性差。融溫度

20、低，化學(xué)穩(wěn)定性差。n用于制造高折射率的光學(xué)玻璃。用于制造高折射率的光學(xué)玻璃。原料的分類原料的分類原料的選擇原則原料的選擇原則輔助原料輔助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化主要原料主要原料引入四價(jià)金屬氧化物的原料引入四價(jià)金屬氧化物的原料 引入二氧化鈦的原料引入二氧化鈦的原料nTiO2，分子量，分子量79.9。n作用：中間體氧化物。在硅酸鹽玻璃，部分作用：中間體氧化物。在硅酸鹽玻璃，部分TiO2以鈦氧四面體以鈦氧四面體TiO4進(jìn)入進(jìn)入結(jié)構(gòu)網(wǎng)中，一部分為八面體處于結(jié)構(gòu)網(wǎng)外。結(jié)構(gòu)網(wǎng)中，一部分為八面體處于結(jié)構(gòu)網(wǎng)外。n可以提高玻璃的折射率和化學(xué)穩(wěn)定性，增加吸收可以提高玻璃的折射率

21、和化學(xué)穩(wěn)定性，增加吸收X-射線和紫外線的能力。射線和紫外線的能力。n用途：高折射率光學(xué)玻璃，吸收用途：高折射率光學(xué)玻璃，吸收X-射線和紫外線的防護(hù)玻璃和作為鋁硅酸射線和紫外線的防護(hù)玻璃和作為鋁硅酸鹽微晶玻璃的晶核劑。鹽微晶玻璃的晶核劑。n來源：由鈦鐵礦和金紅石制取的二氧化鈦粉末來源：由鈦鐵礦和金紅石制取的二氧化鈦粉末原料的分類原料的分類原料的選擇原則原料的選擇原則輔助原料輔助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化主要原料主要原料引入四價(jià)金屬氧化物的原料引入四價(jià)金屬氧化物的原料 引入二氧化鋯的原料引入二氧化鋯的原料nZrO2，分子量，分子量123.22n中間體氧化物。能提高

22、玻璃粘度、硬度、彈性、折射率，化學(xué)穩(wěn)定性，降中間體氧化物。能提高玻璃粘度、硬度、彈性、折射率，化學(xué)穩(wěn)定性，降低熱膨脹系數(shù)。含低熱膨脹系數(shù)。含ZrO2的玻璃比較難熔、含量超過的玻璃比較難熔、含量超過5%時(shí)、易析晶。時(shí)、易析晶。n用途：制造良好化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的玻璃，特別是耐堿玻璃，以及高用途：制造良好化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的玻璃，特別是耐堿玻璃，以及高折射率的光學(xué)玻璃。也用作微晶玻璃的晶核劑和優(yōu)質(zhì)耐火材料的原料。折射率的光學(xué)玻璃。也用作微晶玻璃的晶核劑和優(yōu)質(zhì)耐火材料的原料。n來源：斜鋯石來源：斜鋯石(ZrO2)和鋯英石和鋯英石 (ZrO2.SiO2)原料的分類原料的分類原料的選擇原則原料的選擇

23、原則輔助原料輔助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化主要原料主要原料天然含堿原料與礦渣原料天然含堿原料與礦渣原料天然含堿原料天然含堿原料n天然含堿原料需要進(jìn)行煅燒、粉碎，富選等加工處理。天然含堿原料需要進(jìn)行煅燒、粉碎，富選等加工處理。n己采用的有霞石己采用的有霞石(Na2OAl2O32SiO2)、珍珠巖、瓷石、精選稀有金屬、珍珠巖、瓷石、精選稀有金屬的尾礦與火山灰、食鹽等。的尾礦與火山灰、食鹽等。原料的分類原料的分類原料的選擇原則原料的選擇原則輔助原料輔助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化主要原料主要原料天然含堿原料與礦渣原料天然含堿原料與礦渣

24、原料礦渣原料礦渣原料n高爐礦渣：高爐礦渣：主要用以引入玻璃中的主要用以引入玻璃中的Al2O3、SiO2、CaO，可制造深色瓶罐，可制造深色瓶罐玻璃或礦渣微晶玻璃。化學(xué)組成為：玻璃或礦渣微晶玻璃。化學(xué)組成為：SiO2 3565%，CaO 3045%，Al2O3 520%，F(xiàn)e2O3 5%以下，以下，MnO2 2%，K2O+Na2O 2%以下，以下，S 24%。n錳礦廢料：錳礦廢料：化學(xué)組成為：化學(xué)組成為：MnO2 3850%，Al2O3 0.853%，F(xiàn)e2O3 3.5%，CaO1.74%，Na2O 2.53.3%，酸不溶物，酸不溶物3.14.4%，可用以生產(chǎn)斑紋玻璃，可用以生產(chǎn)斑紋玻璃及有色玻

25、璃。及有色玻璃。n鉻礦渣：鉻礦渣：采用鉻鐵礦制鉻酸鹽后的殘?jiān)?，化學(xué)組成為：采用鉻鐵礦制鉻酸鹽后的殘?jiān)?，化學(xué)組成為： SiO2 1318%，Al2O3 35%，F(xiàn)e2O3 68%以下，以下， CaO 2325%， MgO 2126%，Cr2O3 3.55%原料的分類原料的分類原料的選擇原則原料的選擇原則輔助原料輔助原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化主要原料主要原料澄清劑澄清劑 往玻璃配合料或玻璃熔體中，加入一種高溫時(shí)本身能氣化或分解放出氣往玻璃配合料或玻璃熔體中，加入一種高溫時(shí)本身能氣化或分解放出氣體，以促進(jìn)排除玻璃中氣泡的物質(zhì)，稱為澄清劑。體，以促進(jìn)排除玻璃中氣泡的物

26、質(zhì)，稱為澄清劑。白砒白砒n三氧化二砷三氧化二砷As2O3，分子量，分子量197.8，比重，比重3.74，一般為白色結(jié)晶粉末或?yàn)闊o定，一般為白色結(jié)晶粉末或?yàn)闊o定形的玻璃狀物質(zhì)。白砒是極毒的原料，形的玻璃狀物質(zhì)。白砒是極毒的原料，0.06克即能致人死命?？思茨苤氯怂烂?。nAs2O3熔塊用于坩堝爐熔制，由于它比重大于玻璃液，沉于坩堝底部，并立熔塊用于坩堝爐熔制，由于它比重大于玻璃液，沉于坩堝底部，并立即升華變?yōu)檎魵?，吸吮玻璃中的小氣泡上升排除到玻璃熔體外面。劇毒，蒸即升華變?yōu)檎魵猓辈Ａе械男馀萆仙懦讲Ａ垠w外面。劇毒，蒸氣應(yīng)立即排除到室外。氣應(yīng)立即排除到室外。n現(xiàn)已很少單獨(dú)使用白砒作澄清劑

27、，主要以粉狀白砒與硝酸鹽共同使用?，F(xiàn)已很少單獨(dú)使用白砒作澄清劑，主要以粉狀白砒與硝酸鹽共同使用。n用量：一般為配合料的用量：一般為配合料的0.20.6%，硝酸鹽為白砒用量的，硝酸鹽為白砒用量的48倍。一般為配合倍。一般為配合料量的料量的1.55%。在鉛玻璃中白砒的用量可達(dá)配合料量的。在鉛玻璃中白砒的用量可達(dá)配合料量的1.0%。原料的分類原料的分類原料的選擇原則原料的選擇原則主要原料主要原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化輔助原料輔助原料澄清劑澄清劑 三氧化二銻三氧化二銻nSb2O3，分子量，分子量291.5，比重，比重5.1，白色結(jié)晶粉末。，白色結(jié)晶粉末。n作用：澄清作

28、用與白砒相似，必須與硝酸鹽共同使用，才能達(dá)到良好的澄清作用：澄清作用與白砒相似，必須與硝酸鹽共同使用，才能達(dá)到良好的澄清效果。效果。n優(yōu)點(diǎn)：毒性小，由五價(jià)銻轉(zhuǎn)變?yōu)槿齼r(jià)銻的溫度較白砒低。優(yōu)點(diǎn)：毒性小，由五價(jià)銻轉(zhuǎn)變?yōu)槿齼r(jià)銻的溫度較白砒低。n用量：用量：Sb2O3用量比三氧化二砷稍多，在平板玻璃中用量用量比三氧化二砷稍多，在平板玻璃中用量1%。原料的分類原料的分類原料的選擇原則原料的選擇原則主要原料主要原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化輔助原料輔助原料澄清劑澄清劑 硝酸鹽硝酸鹽n包括：硝酸鈉，硝酸鉀，硝酸鋇。包括：硝酸鈉，硝酸鉀，硝酸鋇。Ba(NO3)2分解溫度較高，比分解

29、溫度較高，比NaNO3和和KNO3澄清效果好，常用于含鋇的光學(xué)玻璃中。澄清效果好，常用于含鋇的光學(xué)玻璃中。n單獨(dú)以硝酸鹽為澄清劑時(shí)，其用量以硝酸鈉為例，在鈉單獨(dú)以硝酸鹽為澄清劑時(shí)，其用量以硝酸鈉為例，在鈉-鈣鈣-硅酸鹽玻璃中為配硅酸鹽玻璃中為配合料的合料的34%，在硼，在硼-硅硅酸鹽玻璃中為硅硅酸鹽玻璃中為12%，在鉛玻璃中一般為，在鉛玻璃中一般為46%。n硝酸鹽常與硫酸鈉，白砒，三氧化二銻等共用。硝酸鹽常與硫酸鈉，白砒，三氧化二銻等共用。原料的分類原料的分類原料的選擇原則原料的選擇原則主要原料主要原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化輔助原料輔助原料澄清劑澄清劑 硫酸鹽

30、硫酸鹽n硫酸鈉，硫酸鋇，硫酸鈣硫酸鈉，硫酸鋇，硫酸鈣n分解溫度較高，是高溫澄清劑。分解溫度較高，是高溫澄清劑。n硫酸鈉常用于瓶罐玻璃及一般鈉硫酸鈉常用于瓶罐玻璃及一般鈉-鈣硅酸鹽工業(yè)玻璃中，用量為配合料的鈣硅酸鹽工業(yè)玻璃中，用量為配合料的115%；n硫酸鋇常用于日用玻璃，特別是棕色瓶罐玻璃中，用量為引入玻璃中硫酸鋇常用于日用玻璃，特別是棕色瓶罐玻璃中，用量為引入玻璃中Na2O含含量的量的0.5%，常與氟化物共用。，常與氟化物共用。n硫酸鈣硫酸鈣(石膏石膏)用于高鋁，低堿或無堿玻璃中。其用量為引入玻璃中用于高鋁，低堿或無堿玻璃中。其用量為引入玻璃中CaO含量的含量的0.5%，常與引入，常與引入2

31、4%氟的氟化物共用。氟的氟化物共用。原料的分類原料的分類原料的選擇原則原料的選擇原則主要原料主要原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化輔助原料輔助原料澄清劑澄清劑 氟化物氟化物n螢石螢石 (氟化鈣氟化鈣CaF2 ) ，硅氟化鈉，硅氟化鈉Na2SiF6n螢石用量，一般按引入配合料螢石用量，一般按引入配合料0.5%的氟計(jì)算。的氟計(jì)算。n硅氟化鈉分子量硅氟化鈉分子量188.08，比重，比重2.7，是化工產(chǎn)品，為黃白色粉末，有毒。一般，是化工產(chǎn)品，為黃白色粉末，有毒。一般用量為用量為Na2O含量的含量的0.40.6%。n氟化物也是助熔劑和乳濁劑。氟化物也是助熔劑和乳濁劑。原料的分

32、類原料的分類原料的選擇原則原料的選擇原則主要原料主要原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化輔助原料輔助原料 著色劑著色劑n使玻璃著色的物質(zhì)，稱為玻璃的著色劑。使玻璃著色的物質(zhì)，稱為玻璃的著色劑。n作用：使玻璃對(duì)光線產(chǎn)生選擇性吸收，顯出一定的顏色，作用：使玻璃對(duì)光線產(chǎn)生選擇性吸收，顯出一定的顏色，機(jī)理參見第機(jī)理參見第9章章n種類：離子著色劑，膠態(tài)著色劑和硫硒化物著色劑種類：離子著色劑，膠態(tài)著色劑和硫硒化物著色劑原料的分類原料的分類原料的選擇原則原料的選擇原則主要原料主要原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化輔助原料輔助原料 脫色劑脫色劑n配合料中起消除

33、玻璃顏色作用的原料。配合料中起消除玻璃顏色作用的原料。n化學(xué)脫色劑化學(xué)脫色劑 常用的化學(xué)脫色劑有硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸鋇、白砒、三氧化二銻、氧常用的化學(xué)脫色劑有硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸鋇、白砒、三氧化二銻、氧化鈰等。化鈰等。 As2O3+6FeO=3Fe2O3+2As 2As2O3+3Se=4As+3SeO2 As2O3+2Mn2O3=4MnO+As2O5n物理脫色劑物理脫色劑 物理脫色法可能使玻璃色調(diào)消除、但也使玻璃光吸收增加，使玻璃透明物理脫色法可能使玻璃色調(diào)消除、但也使玻璃光吸收增加，使玻璃透明度降低，物理脫色法常與化學(xué)脫色法結(jié)合使用。度降低，物理脫色法常與化學(xué)脫色法結(jié)合使用。常用物理脫色劑：

34、常用物理脫色劑： 二氧化錳二氧化錳紫色與玻璃中的淺綠色互補(bǔ)，不穩(wěn)定，基本不用；紫色與玻璃中的淺綠色互補(bǔ)，不穩(wěn)定，基本不用； 硒硒使玻璃成淺或瑰色，與淺綠色中和，常受到溫度及熔爐氣氛的影響；使玻璃成淺或瑰色，與淺綠色中和，常受到溫度及熔爐氣氛的影響； 氧化鈷氧化鈷使玻璃著成藍(lán)色，與玻璃的淺黃色中和，脫色作用比較穩(wěn)定使玻璃著成藍(lán)色，與玻璃的淺黃色中和，脫色作用比較穩(wěn)定 氧化釹氧化釹使玻璃呈淡紫紅色，與鐵的藍(lán)綠色互補(bǔ)。使玻璃呈淡紫紅色，與鐵的藍(lán)綠色互補(bǔ)。 氧化鎳氧化鎳使鉀使鉀-鈣玻璃著成灰紫紅色，鈉鈣玻璃著成灰紫紅色，鈉-鈣玻璃著成灰紫色。與綠色中和后，鈣玻璃著成灰紫色。與綠色中和后，玻璃產(chǎn)生灰色。

35、氧化鎳受溫度的作用及熔窯氣氛的影響小。玻璃產(chǎn)生灰色。氧化鎳受溫度的作用及熔窯氣氛的影響小。原料的分類原料的分類原料的選擇原則原料的選擇原則主要原料主要原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化輔助原料輔助原料乳濁劑乳濁劑n使玻璃產(chǎn)生不透明的乳白色的物質(zhì)，稱為乳濁劑。使玻璃產(chǎn)生不透明的乳白色的物質(zhì)，稱為乳濁劑。n機(jī)理：小顆粒散射機(jī)理：小顆粒散射n種類：氟化物、磷酸鹽、氧化錫、氧化銻、氧化種類：氟化物、磷酸鹽、氧化錫、氧化銻、氧化砷等。砷等。原料的分類原料的分類原料的選擇原則原料的選擇原則主要原料主要原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化輔助原料輔助原料助熔

36、劑助熔劑(加速劑加速劑) 能促使玻璃熔制過程加速的原料稱為助熔劑或加速劑。能促使玻璃熔制過程加速的原料稱為助熔劑或加速劑。n氟化合物氟化合物 氟化合物能加速玻璃形成的反應(yīng)，降低玻璃液的粘度和表面張力，促進(jìn)玻氟化合物能加速玻璃形成的反應(yīng)，降低玻璃液的粘度和表面張力，促進(jìn)玻璃液的澄清和均化，也可以將有害雜質(zhì)的璃液的澄清和均化，也可以將有害雜質(zhì)的Fe2O3和和FeO變?yōu)樽優(yōu)镕eF3揮發(fā)排除或生揮發(fā)排除或生成無色的成無色的Na3FeF6，增加玻璃液的透熱性。，增加玻璃液的透熱性。 螢石、硅氟化鈉等。往玻璃中引入螢石、硅氟化鈉等。往玻璃中引入0.51%的氟，可以提高熔制速度的氟，可以提高熔制速度1516

37、%。由于氟化合物揮發(fā)后污染大氣，已不宜使用。由于氟化合物揮發(fā)后污染大氣，已不宜使用。n硼化合物硼化合物 硼化合物主要是硼砂和硼酸，引入硼化合物主要是硼砂和硼酸，引入1.5%的的B2O3能提高熔制速度能提高熔制速度1516%，與氟化合物共同使用效果更好。與氟化合物共同使用效果更好。n硝酸鹽硝酸鹽 硝酸鹽可以和硝酸鹽可以和SiO2形成低共熔物，同時(shí)還有氧化、澄清作用，因而加速形成低共熔物，同時(shí)還有氧化、澄清作用，因而加速了玻璃的熔制。一般引入量相當(dāng)于了玻璃的熔制。一般引入量相當(dāng)于Na2O或或K2O的的1015%。n鋇化合物鋇化合物 鋇化合物主要是碳酸鋇鋇化合物主要是碳酸鋇(BaCO3)和硫酸鋇和硫

38、酸鋇(BaSO4)，引入量為，引入量為0.250.5%時(shí)，能提高熔制速度時(shí)，能提高熔制速度1015%。原料的分類原料的分類原料的選擇原則原料的選擇原則主要原料主要原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化輔助原料輔助原料氧化與還原劑氧化與還原劑n在玻璃熔制時(shí)，能分解放出氧的原料，稱為氧化劑，反之，在玻璃熔制時(shí)，能分解放出氧的原料，稱為氧化劑，反之，能奪取氧的原料，稱為還原劑。能奪取氧的原料，稱為還原劑。n作用：提供氧化性或還原性的熔制條件。作用：提供氧化性或還原性的熔制條件。n常用氧化劑：硝酸鹽、三氧化二砷、氧化鈰等。常用氧化劑：硝酸鹽、三氧化二砷、氧化鈰等。n常用的還原劑：

39、碳常用的還原劑：碳(煤粉、焦碳粉、木炭、木屑煤粉、焦碳粉、木炭、木屑)，酒石酸，酒石酸(KHC4H4O6)，錫粉及化合物，錫粉及化合物(氧化亞錫、二氯化錫氧化亞錫、二氯化錫)、金屬銻、金屬銻粉、金屬鋁粉等。粉、金屬鋁粉等。原料的分類原料的分類原料的選擇原則原料的選擇原則主要原料主要原料碎玻璃的作用碎玻璃的作用稀土元素稀土元素原料均化原料均化輔助原料輔助原料n破碎的和不合格的玻璃制品，以及將玻璃液在水中驟冷得到的玻璃碎塊，生破碎的和不合格的玻璃制品，以及將玻璃液在水中驟冷得到的玻璃碎塊，生產(chǎn)中產(chǎn)生的玻璃碎片和社會(huì)上玻璃的廢棄物，均可以用作玻璃的原料，統(tǒng)稱產(chǎn)中產(chǎn)生的玻璃碎片和社會(huì)上玻璃的廢棄物，均

40、可以用作玻璃的原料，統(tǒng)稱為碎玻璃。為碎玻璃。n作用：作用：搪洗新坩堝或池爐；搪洗新坩堝或池爐； 加速熔制過程；加速熔制過程；降低熱量消耗，減低生產(chǎn)降低熱量消耗，減低生產(chǎn)成本，增加產(chǎn)量成本，增加產(chǎn)量n用量：一般以配合料的用量：一般以配合料的2530%較好。鈉鈣硅玻璃用量超過較好。鈉鈣硅玻璃用量超過50%，會(huì)降低玻璃，會(huì)降低玻璃質(zhì)量，使玻璃發(fā)脆，機(jī)械強(qiáng)度下降；高硅和高硼玻璃，用量可以高達(dá)質(zhì)量，使玻璃發(fā)脆，機(jī)械強(qiáng)度下降；高硅和高硼玻璃，用量可以高達(dá)70100%。n使用：使用：粒度均勻，一般粒度均勻，一般220mm；碎玻璃可預(yù)先與配合料中的其它原料碎玻璃可預(yù)先與配合料中的其它原料均勻混合，也可以與配合

41、料分別加入到熔爐中。均勻混合，也可以與配合料分別加入到熔爐中。原料的分類原料的分類原料的選擇原則原料的選擇原則主要原料主要原料輔助原料輔助原料稀土元素稀土元素原料均化原料均化碎玻璃的作用碎玻璃的作用 僅應(yīng)用于制造光學(xué)玻璃，特殊技術(shù)玻璃與高級(jí)藝術(shù)玻璃制品。僅應(yīng)用于制造光學(xué)玻璃，特殊技術(shù)玻璃與高級(jí)藝術(shù)玻璃制品。n氧化鑭氧化鑭 氧化鑭氧化鑭La2O3，分子量，分子量325.84，白色粉末。，白色粉末。 增加玻璃的抗水性，提高折射率和降低色散，用于制造高折射率低色散增加玻璃的抗水性，提高折射率和降低色散，用于制造高折射率低色散的光學(xué)玻璃。的光學(xué)玻璃。n二氧化鈰二氧化鈰 CeO2，分子量，分子量172，檸檬黃色粉末。，檸檬黃色粉末。 作用：提高玻璃吸收紫外線的能力作用：提高玻璃吸收紫外線的能力; 在玻璃的熔制溫度下，在玻璃的熔制溫度下，CeO2能分解放出氧，是一種強(qiáng)氧化劑能分解放出氧，是一種強(qiáng)氧化劑; 4CeO2=2Ce2O+3O2 CeO2與與TiO2共用能使玻璃著成金黃色。共用能使玻璃著成金黃色。 用途：著色劑、脫色劑、