锂(氧化锂材料：锂云母)在玻璃行业中的应用

玻璃行业分析（河北、河南、山东）氧化锂引入玻璃行业的经济效益

锂的性能与作用

宜春钽铌矿是钠长石、锂云母花岗岩型，为含钽、铌、锂、铷、铯等多种稀有金属的特大型露天矿体。矿山钽铌工业储量约占全国已探明的44.3%，氧化锂工业储量约110万吨，矿石储量2亿吨，占全国已探明的可供开采的89.2%，是全球最大的矿石型锂矿山。矿体产状平缓，三面裸露地表，水文地质条件简单，矿床赋存条件好，品位变化均匀，矿石自然白度高，原矿杂质少，含铁量低于0.1%，有用矿物元素呈均匀分布，成分稳定，可选性能好，按现有生产能力开采年限在二百年以上。

锂云母分子式为R2O.Al2O3.3SiO2.(F,OH),是一种具有连续层状四面体结构的含氟铝硅酸盐，属于单斜晶系，晶形呈板状或细鳞片状，质韧，硬度2.5~4.0，比重2.8。宜春钽铌矿的锂云母中氧化锂的含量约为5%。

锂是比重最轻的金属（1.534），具有熔点低（179℃）、沸点高1317℃）等特性。

由于锂元素的特殊作用和产品价格低廉，锂云母精矿广泛用于玻璃、陶瓷、锂盐、连铸保护渣等多个行业。锂元素在玻璃中的应用逐渐成熟，益处也愈发显著，在玻璃配方中加入锂云母精矿，引入

0.1~0.5%的氧化锂，具有以下显著效果：

①降低玻璃熔化温度，有明显的助熔效果，有利于轻量化的推广；

②部分代替纯碱、氢氧化铝，降低熔体粘度，有显著的澄清均化效果，能提高产品的透明度、光洁度；③降低热膨胀系数，改善玻璃制品的化学稳定性、表面光洁度、透明度以及抗热、抗震和耐酸耐碱腐蚀性能，有显著的提高品质效果；④可以加大配方中碎玻璃的用量，降低生产成本；⑤玻璃料性利于成型，提高玻璃制品的出料率和成品率，抗冲击性能大有提高，降低能耗，延长炉龄，有显著的降低成本效果；

⑥适合浅层澄清式窑坎中使用；⑦降低煤炭和芒硝或元明粉的用量，减少硫排放，环保安全。

锂对节约原料成本的效果

经工业试验，分别对中性硼硅玻璃、低硼硅医药玻璃、微晶玻璃钠钙硅玻璃等各种玻璃引入氧化锂原料（锂云母），对玻璃成品的黏度点、拉管性能、始熔温度、熔化温度、表面张力、热膨胀、机械强度、耐化学腐蚀性、分相与析晶、电学性质等各种性能系数进行研究测定，研究数据表明：引入氧化锂原料后，氧化锂的含量为0.02%-0.4%时，各项性能系数均有显著提升，且达到最佳。以氧化锂含量为0.3时，可达成：

玻璃熔化温度降低约3%，可降低能耗约7%；纯碱用量可节省约4%，粉料成本基本平衡。

以生产100kg玻璃液为计，未引入氧化锂之前，原料成本约38.5

元，引入氧化锂后，原料成本约37.6元。每t玻璃可降低原料生产成本约9元。（测试计算方式详见下表）

锂对节约燃料成本的效果

上图为玻璃的成本构成，由图可读取，原料占比37%，燃料占比44%，由原料成本可推算燃料成本：（以生产1t玻璃液为计）引入氧化锂之前：

生产1t玻璃液，原料成本为385元，（占比37%）

燃料成本为（385元÷37%）×44%=458元

原料与燃料成本总和为：385+458=843元

引入氧化锂原料之后：

引入氧化锂按0.3%计，氧化锂原料（锂云母：含氧化锂按5%计）的重量为：1t×0.3%÷5%=0.06t；

原料成本降低为376元，降低了9元。

可降低能耗约7%；

燃料成本为：458×（1-0.7%）=426元

燃料成本降低了：458-426=32元

原料成本与燃料成本总和为：376+426=802元

引入氧化锂后生产1t玻璃可节约的成本

在玻璃生产中，以确保玻璃成本各项性能参数最佳的前提下，引入氧化锂原料可幅度降低玻璃的生产成本，仅原料成本与燃料成本便可节减成本约40元/t，（840-802=41元）。

玻璃行业的产值（重点分析河北、河南、山东三省）

调研对象的确定（浮法平板玻璃）

玻璃是由纯碱、石灰石、石英等为主要原材料，在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化致使其结晶的硅酸盐类非金属材料。

根据玻璃的制作工艺方法、成分、用途等等可进行多维分类。简单来说，可分为平板玻璃和特种玻璃，平板玻璃也称白片玻璃或净片玻璃。平板玻璃主要分为三种：即引上法平板玻璃(分有槽/无槽两种)、平拉法平板玻璃和浮法玻璃。浮法玻璃正成为玻璃制造方式的主流，占比超过85%。

特种玻璃基本上都是基于平板玻璃的生产加工的基础之上，因此，一方面（浮法）平板玻璃既占据了玻璃行业的绝大份额，又是玻璃行业中其它产品的基础，因此（浮法）平板玻璃的各项经济指数几乎等同于玻璃产业的经济指数。为便于统计，本文以（浮法）平板玻璃为调研对象。

平板玻璃年产量

据中商产业研究院提供的数据，2014年我国及河北、河南、山东三省的平板玻璃产量，统计如下表：

经分析可得，山东、河北、河南三省占比分别为：9.61%，15.5%，1.84%，三省总计213671811.7重量箱，共计占比高达26.96%。

平板玻璃生产中引入氧化锂后的经济效益

1重量箱=50kg=0.05t

全国、山东、河北、河南的平板玻璃年产量分别为：15852312t，1523716t，2458526t，291194t。山东、河北、河南生产总和为18602032t。

平板玻璃生产过程中引入氧化锂既可以优化玻璃的各项性能指标，又不需要另行投入建设，还无需增加额外成本，并且能够大量降低能耗与成本。玻璃生产工艺中引入氧化锂的工业技术亦已成熟，在玻璃生产过程中全面引入氧化锂既有益又可行。

若平板玻璃生产过程中全面引入氧化锂：

可节约生产成本约：

全国：15852312t×40元/t=6.3亿元；

山东：152371660t×40元/t=0.95亿元；

河北：2458526t×40元/t=0.98亿元；

河南：291194t×40元/t=0.12亿元。

山东、河北、河南总计可节约生产成本：0.95+0.98+0.12=1.71亿元。

经核算，1t玻璃引入0.06t锂云母最佳，全面引入氧化锂：

需使用锂云母的量约为：

全国：15852312t×0.06t/1t玻璃=95万t；

山东：152371660t×0.06t/1t玻璃=9.1万t；

河北：2458526t×4×0.06t/1t玻璃=14.8万t；

河南：291194t×0.06t/1t玻璃=1.7万t。

山东、河北、河南总计可节约生产成本：9.1+14.8+1.7=25.6万