3玻璃讲义生产工艺
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萤石：天然矿物，是由白、绿、蓝、紫色组成的微透明 的岩石。
氟硅酸钠是工业副产品。
萤石
萤石晶体
萤石块料
萤石矿山一角
氟硅酸钠
氟硅酸钠
七、着色剂
1．离子着色剂 常用有
（1）锰化合物的原料：软锰矿(MnO2)、氧化锰(Mn203)、 高锰酸钾(KMnO4)。Mn2O3使玻璃着成紫色，若还原 成MnO则为无色。
3、颗粒组成：通常颗粒度越细，其铝铁含量也越大，玻璃生 产要求的粒径应在0.15～O.8mm之间。
4、矿物组成：与其伴生的无害矿物有长石、高岭石、白云石、 方解石等；与其伴生的有害矿物主要有赤铁矿、磁铁矿、 钛铁矿等。
（二）砂岩
是由石英颗粒和粘性物质在地质高压下胶结而成的坚实致密 的岩石。根据粘性物质的性质可分为粘土质砂岩、长石质 砂岩和钙质砂岩。所以砂岩成分不仅取决于石英颗粒，而 且与粘性物质的种类和含量有关。砂岩中的有害杂质是氧 化铁。
常用硅砂
纯净硅砂
硅砂矿
硅砂颗粒放大图
硅砂性能
1、外观：质地纯净的硅砂为白色，一般硅砂因含有铁的氧化 物和有机质而呈淡黄色、红褐色。
2 、 化 学 组 成 ： 它 的 主 要 成 分 是 SiO2 ， 另 含 有 少 量 的 Al2O3 、 Na2O、K2O、CaO等无害杂质。主要的有害杂质为氧化铁，它 能使玻璃着成蓝绿色而影响玻璃透明度。有些硅砂中尚含 有Cr203，它的着色能力比Fe2O3大3-5倍，使玻璃着成绿色； TiO2使玻璃着成黄色，若与氧化铁同时存在可使玻璃着成黄 褐色。
质量要求是：A12O3＞16％；Fe203＜0.3％；R20＞12％
钾长石 钾长石矿
钠长石
钙长石 钠长石矿
2．高岭土
质量要求是：A1203＞25％；Fe2O3＜O.4％。表 2—3—2为长石和高岭土的成分范围。
高龄土
高龄土粉
煅烧高龄土
3、腊石
玻璃成分中需要存在碱金属氧化物时，引入A1203
叶腊石
在高温放出氧气而起澄清作用。 由于As203的粉状和蒸气都是极毒物质，目前已很少使用。
氧化锑颗粒
纯氧化锑粉
纯氧化砷粉
2．硫酸盐原料
主要有硫酸钠，它在高温时分解逸出气体而起澄清作用。 3．氟化物类原料
以降低玻璃液粘度而起澄清作用。对耐火材料侵蚀大， 产生的气体(HF、SiF4)污染环境，目前已限制使用。
叶腊石
叶腊石
黄腊石
彩腊石
三、引人Na2O的原料
作用：提供游离氧，从而降低玻璃粘度，使玻璃易于熔
融，是良好的助溶剂。Na2O可增加玻璃的热膨胀系 数，降低热稳定性、化学稳定性和机械强度。 （一）纯碱
纯碱是微细白色粉末，易溶于水，它是一种含杂质少的工业 产品，主要杂质有NaCl(不大于1％)。
纯碱易潮解、结块，它的水含量通常波动在9％～10％之间， 应储存在通风干燥的库房内。
精品
3玻璃生产工艺
第二节 原 料
1、种类
主要原料：在一般玻璃中，它的主要成分有SiO2、Na2O、CaO、 Al203、MgO等五种成分，为引入上述成分而使用的原料称主 要原料。
辅助原料：为使玻璃获得某种必要的性质，或为加速玻璃熔制过 程而引入的原料通称为辅助原料。
2、原料的选择原则
(1) 原料的质量应符合玻璃制品的技术要求，其中包括化学成分稳 定、含水量稳定、颗粒组成稳定、有害杂质少(主要指Fe2O3)等。
（2）钴化合物的原料：绿色粉末的氧化亚钴(C0O)、深 紫色的Co2O3和灰色的C0304。热分解后的CoO使玻璃 着成天蓝色。
（ 3 ） 铬 化 合 物 的 原 料 ： 重 铬 酸 钾 (K2Cr2O7) 、 铬 酸 钾 (K2CrO4)。热分解后的Cr203使玻璃着成绿色。
（4）铜化合物的原料：蓝绿色晶体的硫酸铜(CuSO4)、 黑色粉末的氧化铜(CuO)、红色结晶粉末的氧化亚铜 (Cu2O)。热分解后的CuO使玻璃着成湖蓝色。
软锰矿
氧化锰矿山
氧化锰矿石
氧化钴
三氧化二铬
硫酸铜
2．胶体着色剂
（1）金化合物的原料：主要是三氯化金(AuCl3)的溶 液，为得到稳定的红色玻璃，应在配合料中加入Sn02。
质量要求：Na2C03＞98％；NaCl＜1％；Na2SO4＜0.1％； Fe203＜O.1％。
纯碱
纯碱库
ห้องสมุดไป่ตู้重碱
轻碱
2．芒硝(Na2SO4) 有无水芒硝和含水芒硝(Na2SO4·10H20)两类。
使用芒硝不仅可以代碱，而且又是常用的澄清剂，为降 低芒硝的分解温度常加入还原剂(主要为碳粉、煤粉 等)。
(2) 便于在日常生产中调整成分；
(3) 适于熔化与澄清，挥发与分解的气体无毒性；
(4) 对耐火材料的侵蚀要小；
(5) 原料应易加工、矿藏量大、分布广、运输方便、价格低等。
一、引人SiO2的原料
作用： SiO2是玻璃中最主要的成分，它使玻璃具有高的 化学稳定性、力学性能、电学性能、热学性能，但含 量过多时使熔制的玻璃液粘度过大。 （一）硅砂
硅质原料的成分范围(％)
硅砂
SiO2 90-98
Al2O3 1-5
Fe2O3 0.1-0.2
CaO 0.1-1
MgO
H2O
0-0.2
1-3
砂岩 95-98 0.3-0.5 0.1-0.3 0.05-0.15 0.1-0.15 0.2-0.5
二、引人Al203的原料
作用：降低玻璃的析晶倾向，提高化学稳定性、热稳定性、 机械强度、硬度和折射率，减弱玻璃的脆性，减轻玻璃液 对耐火材料的侵蚀，有助于氟化物的浮浊。 1．长石
使用芒硝缺点：热耗大、对耐火材料的侵蚀大、易产生 芒硝泡，当还原剂使用过多时，Fe2O3还原成FeS而使玻 璃着成棕色。
质量要求是：Na2SO4＞85％；NaCl＜2％； CaSO4＜4％； Fe203＜O．3％；H20＜5％
天然芒硝
无水芒硝
袋装无水芒硝
芒硝矿
四、引人CaO的原料
石灰石、方解石 两原料均为CaCO3，后者的纯度比前者高。 对含钙原料的质量要求是：CaO≥50％；Fe203＜0.15％。
石灰石矿山
天然石灰石
方解石
透明方解石
方解石矿山
五、引人MgO的原料
主要为白云石(MgCO3·CaCO3)，呈蓝白色、浅灰色、黑灰色。 质量要求：MgO≥20％；CaO≤32％；Fe203＜0.15％。
白云石
白云石
白云石粉
通常采用石灰石和白云石共同引入MgO和CaO。
白云石粉
六、澄清剂
1．氧化砷和氧化锑 均为白色粉末。与硝酸盐组合作用时，它低温吸收氧气，
氟硅酸钠是工业副产品。
萤石
萤石晶体
萤石块料
萤石矿山一角
氟硅酸钠
氟硅酸钠
七、着色剂
1．离子着色剂 常用有
（1）锰化合物的原料：软锰矿(MnO2)、氧化锰(Mn203)、 高锰酸钾(KMnO4)。Mn2O3使玻璃着成紫色，若还原 成MnO则为无色。
3、颗粒组成：通常颗粒度越细，其铝铁含量也越大，玻璃生 产要求的粒径应在0.15～O.8mm之间。
4、矿物组成：与其伴生的无害矿物有长石、高岭石、白云石、 方解石等；与其伴生的有害矿物主要有赤铁矿、磁铁矿、 钛铁矿等。
（二）砂岩
是由石英颗粒和粘性物质在地质高压下胶结而成的坚实致密 的岩石。根据粘性物质的性质可分为粘土质砂岩、长石质 砂岩和钙质砂岩。所以砂岩成分不仅取决于石英颗粒，而 且与粘性物质的种类和含量有关。砂岩中的有害杂质是氧 化铁。
常用硅砂
纯净硅砂
硅砂矿
硅砂颗粒放大图
硅砂性能
1、外观：质地纯净的硅砂为白色，一般硅砂因含有铁的氧化 物和有机质而呈淡黄色、红褐色。
2 、 化 学 组 成 ： 它 的 主 要 成 分 是 SiO2 ， 另 含 有 少 量 的 Al2O3 、 Na2O、K2O、CaO等无害杂质。主要的有害杂质为氧化铁，它 能使玻璃着成蓝绿色而影响玻璃透明度。有些硅砂中尚含 有Cr203，它的着色能力比Fe2O3大3-5倍，使玻璃着成绿色； TiO2使玻璃着成黄色，若与氧化铁同时存在可使玻璃着成黄 褐色。
质量要求是：A12O3＞16％；Fe203＜0.3％；R20＞12％
钾长石 钾长石矿
钠长石
钙长石 钠长石矿
2．高岭土
质量要求是：A1203＞25％；Fe2O3＜O.4％。表 2—3—2为长石和高岭土的成分范围。
高龄土
高龄土粉
煅烧高龄土
3、腊石
玻璃成分中需要存在碱金属氧化物时，引入A1203
叶腊石
在高温放出氧气而起澄清作用。 由于As203的粉状和蒸气都是极毒物质，目前已很少使用。
氧化锑颗粒
纯氧化锑粉
纯氧化砷粉
2．硫酸盐原料
主要有硫酸钠，它在高温时分解逸出气体而起澄清作用。 3．氟化物类原料
以降低玻璃液粘度而起澄清作用。对耐火材料侵蚀大， 产生的气体(HF、SiF4)污染环境，目前已限制使用。
叶腊石
叶腊石
黄腊石
彩腊石
三、引人Na2O的原料
作用：提供游离氧，从而降低玻璃粘度，使玻璃易于熔
融，是良好的助溶剂。Na2O可增加玻璃的热膨胀系 数，降低热稳定性、化学稳定性和机械强度。 （一）纯碱
纯碱是微细白色粉末，易溶于水，它是一种含杂质少的工业 产品，主要杂质有NaCl(不大于1％)。
纯碱易潮解、结块，它的水含量通常波动在9％～10％之间， 应储存在通风干燥的库房内。
精品
3玻璃生产工艺
第二节 原 料
1、种类
主要原料：在一般玻璃中，它的主要成分有SiO2、Na2O、CaO、 Al203、MgO等五种成分，为引入上述成分而使用的原料称主 要原料。
辅助原料：为使玻璃获得某种必要的性质，或为加速玻璃熔制过 程而引入的原料通称为辅助原料。
2、原料的选择原则
(1) 原料的质量应符合玻璃制品的技术要求，其中包括化学成分稳 定、含水量稳定、颗粒组成稳定、有害杂质少(主要指Fe2O3)等。
（2）钴化合物的原料：绿色粉末的氧化亚钴(C0O)、深 紫色的Co2O3和灰色的C0304。热分解后的CoO使玻璃 着成天蓝色。
（ 3 ） 铬 化 合 物 的 原 料 ： 重 铬 酸 钾 (K2Cr2O7) 、 铬 酸 钾 (K2CrO4)。热分解后的Cr203使玻璃着成绿色。
（4）铜化合物的原料：蓝绿色晶体的硫酸铜(CuSO4)、 黑色粉末的氧化铜(CuO)、红色结晶粉末的氧化亚铜 (Cu2O)。热分解后的CuO使玻璃着成湖蓝色。
软锰矿
氧化锰矿山
氧化锰矿石
氧化钴
三氧化二铬
硫酸铜
2．胶体着色剂
（1）金化合物的原料：主要是三氯化金(AuCl3)的溶 液，为得到稳定的红色玻璃，应在配合料中加入Sn02。
质量要求：Na2C03＞98％；NaCl＜1％；Na2SO4＜0.1％； Fe203＜O.1％。
纯碱
纯碱库
ห้องสมุดไป่ตู้重碱
轻碱
2．芒硝(Na2SO4) 有无水芒硝和含水芒硝(Na2SO4·10H20)两类。
使用芒硝不仅可以代碱，而且又是常用的澄清剂，为降 低芒硝的分解温度常加入还原剂(主要为碳粉、煤粉 等)。
(2) 便于在日常生产中调整成分；
(3) 适于熔化与澄清，挥发与分解的气体无毒性；
(4) 对耐火材料的侵蚀要小；
(5) 原料应易加工、矿藏量大、分布广、运输方便、价格低等。
一、引人SiO2的原料
作用： SiO2是玻璃中最主要的成分，它使玻璃具有高的 化学稳定性、力学性能、电学性能、热学性能，但含 量过多时使熔制的玻璃液粘度过大。 （一）硅砂
硅质原料的成分范围(％)
硅砂
SiO2 90-98
Al2O3 1-5
Fe2O3 0.1-0.2
CaO 0.1-1
MgO
H2O
0-0.2
1-3
砂岩 95-98 0.3-0.5 0.1-0.3 0.05-0.15 0.1-0.15 0.2-0.5
二、引人Al203的原料
作用：降低玻璃的析晶倾向，提高化学稳定性、热稳定性、 机械强度、硬度和折射率，减弱玻璃的脆性，减轻玻璃液 对耐火材料的侵蚀，有助于氟化物的浮浊。 1．长石
使用芒硝缺点：热耗大、对耐火材料的侵蚀大、易产生 芒硝泡，当还原剂使用过多时，Fe2O3还原成FeS而使玻 璃着成棕色。
质量要求是：Na2SO4＞85％；NaCl＜2％； CaSO4＜4％； Fe203＜O．3％；H20＜5％
天然芒硝
无水芒硝
袋装无水芒硝
芒硝矿
四、引人CaO的原料
石灰石、方解石 两原料均为CaCO3，后者的纯度比前者高。 对含钙原料的质量要求是：CaO≥50％；Fe203＜0.15％。
石灰石矿山
天然石灰石
方解石
透明方解石
方解石矿山
五、引人MgO的原料
主要为白云石(MgCO3·CaCO3)，呈蓝白色、浅灰色、黑灰色。 质量要求：MgO≥20％；CaO≤32％；Fe203＜0.15％。
白云石
白云石
白云石粉
通常采用石灰石和白云石共同引入MgO和CaO。
白云石粉
六、澄清剂
1．氧化砷和氧化锑 均为白色粉末。与硝酸盐组合作用时，它低温吸收氧气，