CN104909392B - 一种能够加快硝酸钾熔液澄清与除杂的方法及添加剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种能够加快硝酸钾熔液澄清与除杂的方法，包括以下步骤：1)选取硝酸钾、碳酸钾、α相二氧化硅、β相三氧化二铝与三氧化二锑；2)将硝酸钾加热至熔融温度以上，使硝酸钾熔化；3)将碳酸钾与三氧化二锑加入熔融的硝酸钾熔盐中，搅拌；4)将α相二氧化硅与β相三氧化二铝加入通过步骤3)制备的熔盐中，搅拌；5)将上述熔盐保温、静置10小时以上，溶液澄清后即可开始钢化作业。本发明所述的添加剂能够快速去除钾盐中的有害杂质，有效地缩短硝酸钾熔盐的澄清时间，降低硝酸钾熔盐中有害杂质离子浓度，提高化学钢化玻璃表面应力、应力层深度与弯曲强度，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种添加剂，尤其涉及一种能够加快硝酸钾熔液澄清与除杂的方法及添加剂。
背景技术
化学钢化(也称离子交换)能够有效地提高玻璃表面应力及其弯曲强度，是薄玻璃及其制品有效强化方法之一。为降低化学钢化成本，通常采用工业级纯度的硝酸钾。工业级纯度硝酸钾通常还有较多的无用成分与降低化学钢化效果的有害杂质离子，如铵根离子、钙离子、镁离子等。工业级硝酸钾多采用硝酸铵转化法生产，因此硝酸钾盐中通常含有较多的铵根离子。如果硝酸钾熔盐澄清时间不够，其中的铵根离子没有完全挥发，会导致玻璃的腐蚀，降低玻璃钢化效果与表面质量。如果延长澄清时间，则会较大地增加钢化成本。因此，在进行玻璃化学钢化前，需要有效地消除硝酸钾熔盐中无用成分，降低有害离子浓度，加快熔盐澄清，从而降低化学钢化成本，提高玻璃化学钢化的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够加快硝酸钾熔液澄清与除杂的方法及添加剂。
本发明为解决上述技术问题所采用的方案为：
一种能够加快硝酸钾熔液澄清与除杂的添加剂，它包括碳酸钾、α相二氧化硅、β相三氧化二铝与三氧化二锑；各组分的质量比为KNO3:K2CO3:α-SiO2:β-Al2O3:Sb2O3＝100:0.1～3:0.05～1:0.05～1:0.1～2。
上述方案中，所述的硝酸钾为工业级纯度产品；所述的碳酸钾、α相二氧化硅、β相三氧化二铝与三氧化二锑均为分析纯或以上纯度级别的产品。
一种能够加快硝酸钾熔液澄清与除杂的方法，包括以下步骤：
1)备料，按照KNO3:K2CO3:α-SiO2:β-Al2O3:Sb2O3＝100:0.1～3:0.05～1:0.05～1:0.1～2选取硝酸钾、碳酸钾、α相二氧化硅、β相三氧化二铝与三氧化二锑；
2)将硝酸钾加热至熔融温度以上，使硝酸钾熔化；
3)将碳酸钾与三氧化二锑加入熔融的硝酸钾熔盐中，搅拌；
4)将α相二氧化硅与β相三氧化二铝加入步骤3)制备的熔盐中，搅拌；
5)将上述熔盐在步骤2)所述的熔融温度保温、静置8-12小时，溶液澄清后即可开始钢化作业。
上述方案中，所述步骤2)中的硝酸钾熔化温度区间为340～470℃。
上述方案中，所述步骤2)中的硝酸钾分批次加入盐槽，避免盐槽内局部过热。
上述方案中，所述步骤3)中的搅拌时间为20分钟以上，至熔盐中大气泡消失为止，优选为20-40分钟。
上述方案中，所述步骤4)中的搅拌时间为20分钟以上，至熔盐中小气泡基本消失为止，优选为20-40分钟。
本发明相比现有技术具有如下有益效果：
1)使用本发明所提出的添加剂配方，能够有效地加快硝酸钾熔液的澄清，降低其中有害杂质离子浓度，提高玻璃化学钢化效果。其中，添加剂碳酸钾与二氧化硅(α相)能够与硝酸钾熔盐中的铵根离子反应，生成可逸出气体，从而加快铵根离子的去除速度，缩短硝酸钾熔盐的澄清时间。添加剂碳酸钾能够与熔盐中的钙离子、镁离子等生成难熔性沉淀；二氧化硅(α相)与三氧化二铝(β相)能有效地吸附熔盐中与玻璃表面的钙离子、镁离子等，从而提高硝酸钾熔盐的纯度，提高化学钢化的效果。
2)使用工业级硝酸钾，配合使用本发明中的添加剂，能使工业级硝酸钾熔液的澄清时间从现有技术中的几十个小时缩短至10小时。同时，吸附杂质的存在对离子交换有阻碍作用，降低化学钢化的速度；而添加剂能够有效地吸附玻璃表面的这些杂质离子，从而加快化学钢化的速度，提高钢化效果，进而提高钢化后玻璃表面应力与应力层深度。采用国产低铝浮法玻璃，本发明钢化时间可缩短至6小时以内；仅仅在6小时以内，就可以实现钢化后玻璃的表面应力达500MPa以上，应力层深度达12μm以上，达到建材行业标准JC/T977-2005的要求。
具体实施方式
以下结合实施例进一步对本发明进行说明，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
选取100重量份工业级一等品硝酸钾盐，纯度99.7％。硝酸钾熔融后，加入1.5重量份碳酸钾与0.5重量份三氧化二锑后搅拌20分钟；再加入0.2重量份二氧化硅(α相)与0.2重量份三氧化二铝(β相)，搅拌均匀后在460℃保温10小时；采用钠钙硅玻璃在该温度钢化4小时。钢化完成后，玻璃表面应力为511.2±7.0MPa，应力层深度为17.3±0.3μm，达到JC/T977-2005标准中所规定产品要求CSB-II-A。
实施例2
选取100重量份工业级一等品硝酸钾盐，纯度99.7％。硝酸钾熔融后，加入1.5重量份碳酸钾与1.0重量份三氧化二锑后搅拌20分钟；再加入0.1重量份二氧化硅(α相)与0.1重量份三氧化二铝(β相)，搅拌均匀后在440℃保温10小时；采用钠钙硅玻璃在该温度钢化4小时。钢化完成后，玻璃表面应力为646.1±7.4MPa，应力层深度为12.4±0.1μm，达到JC/T977-2005标准中所规定产品要求CSB-III-A。
实施例3
取100重量份工业级一等品硝酸钾盐，纯度99.7％。硝酸钾熔融后，加入3重量份碳酸钾与2重量份三氧化二锑后搅拌20分钟；再加入1重量份二氧化硅(α相)与1重量份三氧化二铝(β相)，搅拌均匀后在450℃保温10小时；采用钠钙硅玻璃在该温度钢化4小时。钢化完成后，玻璃表面应力为586.7±6.2MPa，应力层深度为14.7±0.3μm，达到JC/T977-2005标准中所规定产品要求CSB-II-A。
对比例1
工业级一等品硝酸钾盐，纯度99.7％。硝酸钾熔融后在430℃保温10小时后，采用钠钙硅玻璃在该温度钢化4小时。钢化完成后，玻璃表面有腐蚀，成蒙砂状；无法检测表面应力与应力层深度。
对比例2
工业级一等品硝酸钾盐，纯度99.7％。硝酸钾熔融后在460℃保温30小时后，采用钠钙硅玻璃在460℃钢化4小时。钢化完成后，玻璃表面有肉眼可见的腐蚀，无法检测表面应力与应力层深度。
以上实施例是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，本发明的具体实施方式并不仅局限于这些说明。对于本发明所属领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种能够加快硝酸钾熔液澄清与除杂的添加剂，其特征在于，它包括碳酸钾、α相二氧化硅、β相三氧化二铝与三氧化二锑；各组分的质量比为KNO3:K2CO3:α-SiO2:β-Al2O3:Sb2O3＝100:0.1～3:0.05～1:0.05～1:0.1～2。
2.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于，所述的硝酸钾为工业级纯度产品；所述的碳酸钾、α相二氧化硅、β相三氧化二铝与三氧化二锑均为分析纯或以上纯度级别的产品。
3.一种能够加快硝酸钾熔液澄清与除杂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)备料，按照KNO3:K2CO3:α-SiO2:β-Al2O3:Sb2O3＝100:0.1～3:0.05～1:0.05～1:0.1～2选取硝酸钾、碳酸钾、α相二氧化硅、β相三氧化二铝与三氧化二锑；
2)将硝酸钾加热至熔融温度以上，使硝酸钾熔化；
3)将碳酸钾与三氧化二锑加入熔融的硝酸钾熔盐中，搅拌；
4)将α相二氧化硅与β相三氧化二铝加入步骤3)制备的熔盐中，搅拌；
5)将上述熔盐在步骤2)所述的熔融温度保温、静置8-12小时，溶液澄清后即可开始钢化作业。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中的硝酸钾熔化温度区间为340～470℃。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中的硝酸钾分批次加入。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中的搅拌时间为20-40分钟。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤4)中的搅拌时间为20-40分钟。
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