物料衡算

沈阳化工大学学士学位毕业设计第六章技术经济评价

物料衡算

原料的确定

⑴引入2SiO 的原料：石英砂

2SiO 是构成硅酸盐玻璃的一种主体氧化物，其含量一般都在65～75%之间。石英砂是引入二氧化硅的主要原料。

石英砂，也称硅砂，主要是由石英颗粒所组成。质地纯净的硅砂为白色，一般硅砂因含有铁质和有机物质，故多呈淡黄色或黄白色。

石英砂的纯度直接影响到玻璃的透明度，故本厂对石英砂作如下要求：

2SiO >90%，32O Al <5.2%，32O Fe <0.35%

进厂水分<7%，通常在4%左右

粒度要求40目全通过

⑵引入O Na 2的原料：纯碱

纯碱（3NaCO ）又名苏打，是引入玻璃中O Na 2的主要原料。

O Na 2是玻璃网络外体氧化物。在玻璃中引入氧化钠的主要目的是降低玻璃粘度，使

其易于熔化，是玻璃良好的助熔剂。但引入量也不宜过高，一般瓶罐玻璃大都在14～16%之间。

纯碱为白色粉末，易溶于水，置于空气中极易吸收空气中的水分而潮解。为此，在使用前必须进行水分的测定。在熔制玻璃时氧化钠的挥发量约为本身重量的0.5～3.2%，在计算时应予以补足。 对纯碱的质量要求是：

O Na 2>98%，NaCl <1%，42SO Na <0.1%

进厂水分<3%，正常在0.2～0.3%之间

粒度要求20目全通过

⑶引入CaO 的原料：石灰石

石灰石是引入CaO 的主要原料。CaO 是二价的网络外体氧化物，在玻璃中是主要的稳定剂，能增加玻璃的化学稳定性，防止制品日久“霉变”和大大增加玻璃的机械强度。

石灰石在自然界中分布极广，为白色、灰色块状物。 对石灰石的质量要求是：

CaO >51%，32O Fe <0.1%。水分<1%

粒度要求20目全通过

⑷作为澄清剂的原料：白砒+硝酸钠

白砒主要成分是32O As ，一般为白色结晶粉末，其为无定形的玻璃状物质。白砒是剧毒的原料，因此使用时要特别注意，并由专人保管。与硝酸盐共同使用；

硝酸钠，主要成分为3NaNO 。 ⑸作为助溶剂的原料：萤石

萤石的主要成分是2CaF ，能够加速玻璃形成反应，降低玻璃液的粘度和表面张力，促进玻璃液的澄清和均化，增加玻璃液的透热性。 ⑹碎玻璃

生产过程中产生的玻璃制品以及从熔炉放入的玻璃液经水骤冷的玻璃碎块、熔炉翻建过程的炉底料与从社会上包括玻璃制品使用厂家和物质回收部门收集的废旧玻璃制品、碎片等统称为碎玻璃。

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碎玻璃在使用过程中又称熟料，其应用对工艺制度影响很大。在玻璃瓶罐行业中，生产中使用的碎玻璃的用量在30～60%。碎玻璃的使用，能够降低生产成本、碱耗、能耗，增加熔炉出料率，消除废渣公害和改善生态环境等。

对碎玻璃的要求是：

①成分与颜色应与熔制的玻璃相符合，否则将使玻璃体的组成不一致，易产生缺陷。所以当循环使用或是从外厂而来的碎玻璃时要进行化学成分分析，并补充其他原料以校正其化学组成。在循环使用时，主要由于碱金属氧化物等的挥发，应进行挥发氧化物的补充。

②块度大小不一的碎玻璃，会引起玻璃体的条纹等缺陷。因此要求同样大小的碎玻璃应该有90%，且粒度在20～50mm之间。

③在使用碎玻璃时，必须要进行挑拣、破碎、洗涤、除杂和磁选除铁以保证碎玻璃的质量。

原料的选择

选择原料的起码前提是能满足产品质量要求和工艺要求。

1、料的质量必须符合要求，且成分稳定。

原料的化学成分、矿物组成、颗粒度都应符合规定要求。特别是原料的纯度和铁含量一定要在规定范围之内。此外，化学成分要稳定。

2、尽量少用质轻、易飞扬的原料。

质轻原料易飞扬，易分层，一则影响工人身体健康，二则易使玻璃产生缺陷。当然，原料的颗粒度大小也是影响粉尘的因素。

3、尽量少用有害和影响环境的原料。

对人体有害的白砒等应尽量少用，或与氧化二锑共用。使用铅化合物时，要注意劳动防护，并定期检查身体。萤石、食盐等对大气的污染严重，应尽量少用或不用。4、价格低廉，运输方便，供应有保障。

对于一个工厂，原料价格的高低将直接影响产品成本和工厂的效益，应在保证质量的前提下，尽量采用价格低、产地近的原料。同时原料及时稳定的供应与原料产地的地理位置、运输条件极为相关。

5、少用对耐火材料侵蚀严重的材料。

为延长窑炉使用寿命，对诸如萤石、冰晶粉、硝酸钠、芒硝等助熔剂，因对耐火材料侵蚀较大，应尽量少用或不用。

6、充分利用天然矿物原料。

在这方面，应首先了解产品的价值、用途、销售对象，以便决定原料的等级。要权衡利弊，充分利用天然矿物原料。

原料产地的确定

原料产地见表3-2

表3-2 原料产地

原料产地价格（元/吨）

石英砂内蒙甘旗卡30

纯碱大连化工厂1400

石灰石本溪60

萤石湖南1700

白云石大连70

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硝酸钠 山东淮坊 1000 碎玻璃

全国各地

120

玻璃成分的确定

本设计玻璃成分是参考《玻璃成分设计与调整》一书中的高白料瓶罐成分而定的。本设计玻璃要求成型性能良好，便于澄清、均化。 设计和参考玻璃成分见表3-3：

表3-3 玻璃参考、设计成分

2SiO

32O Al 32O Fe CaO

MgO O K 2

O Na 2 合计

参考 70.57 4.15 0.28 9.92 0.74 0.19 14.16 100.00 设计

70.00

4.20

0.30

9.90

0.75

0.65

14.20 100.00

原料干基化学组成见表3-4： 表3-4 原料干基组成

2SiO 32O Al CaO MgO 32O Fe

O K 2 O Na 2

32O As O H 2

石英砂 91.2 4.8 0.4 0.09 0.44 2.18 1.2 5.0 石灰石 50.3 3.09 0.12 白云石 2.4 46.0 纯碱 57.94 长石 70.0 16.2 0.18 硝酸钠 38.3 1 萤石 66.8 1 白砒

99.9