玻璃配料的计算

玻璃配料的计算

玻璃配料的计算

题目：某玻璃厂的一种玻璃配料工艺参数与所设数据如下：

纯碱挥散率 2.8%；玻璃获得率 82.5%；

碎玻璃掺入率 22%；萤石含率 0.87%；

芒硝含率 18%；煤粉含率 4.7%；

计算基础 100Kg玻璃液；计算精度 0.01。

设有30%的CaF2与SiO2反应，生成SiF4而挥发，SiO2的摩尔量为60.09，CaF2的摩尔量为78.08。

玻璃的设计成分见表1，各种原料的化学成分见表2。

表1 玻璃的成分设计（质量%）

SiO2Al2O3Fe2O3CaO MgO Na2O SO3总计

72.4 2.10 <0.2 6.4 4.2 14.5 0.2 100

表2 各种原料的化学成分（%）

原料含

水

量

SiO2Al2O3Fe2O3CaO MgO Na2O Na2SO4CaF2 C

硅

砂

4.5 89.43

5.26 0.34 0.42 0.16 3.48

砂

岩

1.0 98.76 0.56 0.10 0.14 0.02 0.19

菱

镁

石

— 1.74 0.29 0.42 0.71 46.29

白

云

0.3 0.65 0.14 0.13 33.37 20.12

石

纯

碱

1.8 57.94

芒

硝

4.2 1.15 0.29 0.14 0.50 0.37 41.47 9

5.03

萤

石

—24.62 2.18 0.43 51.56 70.08

煤

粉

—82.11

根据已知条件，

（1）试设计合适的原料配量表。

（2）画出玻璃制备工艺流程图，并简要叙述各环节主要工艺参数与注意事项。解：具体计算过程如下：

1.1 萤石用量的计算根据玻璃获得率得原料总量为：

100／0.825=121.21kg

设萤石用量为xkg,根据萤石含率得

0.87%=0.7008x×100%／121.21 x=1.51kg

由表2可知，引入1.47kg萤石将带入的氧化物量分别为

SiO

2

1.51×24.62%-0.12=0.25kg

Al

2O

3

1.51×

2.18%=0.04kg

Fe

2O

3

1.51×0.43%=0.01kg

CaO 1.51×51.56%=0.78kg -SiO

2

=-0.12kg

上式中的-SiO

2是SiO

2

的挥发量，按下式计算：

SiO

2+2CaF

2

=SiF

4

+2CaO

设有30%的CaF

2与 SiO

2

反应，生成SiF

4

而挥发，设SiO

2

的挥发量为xkg, SiO

2

摩尔量为60.09，CaF

2

的摩尔量为78.08，则

x=60.09×1.51×70.08%×30%/(2×78.08)=0.12kg

1.2 纯碱和芒硝的用量计算设芒硝引入量为xkg,根据芒硝含率得下式

0.4147x/14.5=18% x=6.29kg

芒硝引入的各氧化物量见表1-3

表1-3由芒硝引入的各氧化物量（kg）

SiO

2Al

2

O

3

Fe

2

O

3

CaO MgO Na

2

O

0.07 0.02 0.01 0.03 0.02 2.61

1.3 煤粉用量设煤粉用量为xkg，根据煤粉含率得

0.8211x/(6.29×0.9503)=4.7% x=0.34kg

1.4 硅砂和砂岩用量的计算设硅砂用量为xkg，砂岩用量为ykg，则

0.8943x+0.9876y=72.4-0.25-0.07=72.08

0.0526x+0.0056y=2.10-0.04-0.02=2.04

得x=34.32kg y=44.91kg

由硅砂和砂岩引入的各氧化物量见表2-4

表2-4 由硅砂和砂岩引入的各氧化物量（kg）

原料SiO

2Al

2

O

3

Fe

2

O

3

CaO MgO Na

2

O

硅砂30.69 1.81 0.12 0.14 0.06 1.19

砂岩41.39 0.24 0.04 0.06 0.01 0.08

1.5 白云石和菱镁石用量的计算设白云石用量为xkg，菱镁石用量为ykg，则

0.3337x+0.0071y=6.4-0.78-0.03-0.14-0.06=5.39

0.2012x+0.4629y=4.2-0.06-0.01-0.02=4.11

得x=16.11kg y=1.88kg

由白云石和菱镁石引入的各氧化物量见表1-5

表1-5 由白云石和菱镁石引入的各氧化物量（kg）

原料SiO

2Al

2

O

3

Fe

2

O

3

CaO MgO

白云石0.11 0.02 0.02 5.38 3.24

菱镁石0.03 0.01 0.01 0.01 0.87

1.6 校正纯碱用量和挥发量设纯碱理论用量为xkg，挥发量为ykg，则

0.5794x=14.5-2.61-1.19-0.08=10.62 x=18.33kg

y/(18.33+y)=0.028 y=0.53kg

1.7 校正硅砂和砂岩用量设硅砂用量为xkg，砂岩用量为ykg，则