CN105837041A - 一种浮法玻璃制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种浮法玻璃制作方法，将尾矿粉、石英砂、冰晶石、蛭石、白云石、纯碱、复合助溶剂混合均匀送入浮法玻璃熔窑，在浮法玻璃熔窑内进行高温熔化成玻璃液，熔化温度为1200～1215℃，玻璃液经过澄清均化后流入工作池，在澄清均化过程中向浮法玻璃熔窑内加入炭粉，澄清均化温度为1200～1215℃，熔液从工作池内的流槽进入成型锡槽内，形成带状连续玻璃板，经退火、切割制成成品浮法玻璃。本发明通过合理利用石棉尾矿、铬铁矿渣和钼尾矿，降低浮法玻璃的生产成本；利用复合助溶剂配合冰晶石、蛭石起到高温助熔、加速玻璃熔化的作用，玻璃熔化温度降低，促进玻璃澄清，玻璃液粘度低，澄清均化温度降低，节约能源，实施效果好。

Description

一种浮法玻璃制作方法
技术领域
本发明涉及一种浮法玻璃制作方法，属于玻璃制造领域。
背景技术
凤阳矿产资源丰富，境内已探明的有石灰石、石英石、大理石、蛭石、石棉、白云石、金、银、铜、铁、锰、钼、锌等矿种达26种，从事矿石开采、加工、经营的企业非常多，产生大量的尾矿、废渣等固废，尾矿、废渣等固废综合利用率低，不但不利于节能环保，而且无形中企业生产成本提高。
浮法玻璃生产企业一直是高能耗、高污染的生产企业。这主要是由于玻璃成分不尽完善，致使玻璃熔化温度较高所造成。在浮法玻璃生产过程中，熔化澄清温度指粘度为10Pa·s对应的温度，是玻璃制造工艺中一个重要指标。普通浮法玻璃的熔化温度为1600℃，熔化温度高会引起一系列的不利后果，例如玻璃液对池壁耐火材料的侵蚀严重，使玻璃池窑的寿命降低，形成巨大的浪费，同时影响玻璃的质量，使玻璃产生结石、条纹等缺陷，玻璃的次品率升高，降低了玻璃的生产效率。其次，在较高的熔制温度下，玻璃配合料飞料严重，会带走大量的热量，造成能源的浪费；玻璃液挥发严重，使玻璃液的成分变化较大。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种浮法玻璃制作方法，具体技术方案如下：
一种浮法玻璃制作方法，包括以下步骤：
步骤一：尾矿处理
将石棉尾矿和铬铁矿渣浸泡在质量分数为5%~10%的硫酸水溶液中60~90min，再将其自然晾干后，用给料器送入球磨机中粉碎成尾矿粉，尾矿粉的粒径小于0.5mm；
步骤二：混料
将尾矿粉、石英砂、冰晶石、蛭石、白云石、纯碱、复合助溶剂按照配方比例称取各组分，将各组分充分混合，得配合料；
步骤三：熔制成型
将混合均匀的配合料送入浮法玻璃熔窑，在浮法玻璃熔窑内进行高温熔化成玻璃液，所述浮法玻璃熔窑内熔化温度为1200～1215℃，玻璃液经过澄清均化后流入工作池，在澄清均化过程中向浮法玻璃熔窑内加入炭粉，澄清均化温度为1200～1215℃，熔液从工作池内的流槽进入成型锡槽内，形成带状连续玻璃板，带状连续玻璃板在锡槽内成型温度为900～910℃；带状连续玻璃板经退火、切割制成成品浮法玻璃。
作为上述技术方案的改进，所述步骤一中石棉尾矿和铬铁矿渣的配比为，石棉尾矿的质量:铬铁矿尾矿的质量=(83~86):(17~19)。
作为上述技术方案的改进，所述复合助溶剂的制造方法为，将钼尾矿、水玻璃、偏硅酸钠搅拌混合均匀后，用球磨机粉碎成粒径小于0.1mm的料粉A，料粉A送入煅烧炉中煅烧，煅烧温度为530~550℃；煅烧后的料粉A与六氟锑酸钾、铋酸钠、四氯铝酸锂、过二硫酸钠、铌酸锂混合均匀制成料粉B；料粉B送入烤箱中烘烤，烘烤温度为120~150℃，烘烤后的料粉B送入球磨机中粉碎即制成所述复合助溶剂，复合助溶剂的粒径小于0.05mm；复合助溶剂中钼尾矿、水玻璃、偏硅酸钠、六氟锑酸钾、铋酸钠、四氯铝酸锂、过二硫酸钠、铌酸锂的配比为，钼尾矿的质量:水玻璃的质量:偏硅酸钠的质量:六氟锑酸钾的质量:铋酸钠的质量:四氯铝酸锂的质量:过二硫酸钠的质量:铌酸锂的质量=(33.7~35.1):(17.7~18.9):(2.6~3.1):(7.6~8.1):(1.1
~1.3):(5.5~6.2):(0.8~1.1):(0.3~0.5)。
作为上述技术方案的改进，所述配合料中的尾矿粉、石英砂、冰晶石、蛭石、白云石、纯碱、复合助溶剂的配比为，尾矿粉的质量:石英砂的质量:冰晶石的质量:蛭石的质量:白云石的质量:纯碱的质量:复合助溶剂的质量=(53~59):(17~20):(5.5~6.8):(6.6~7.9):(13.7~15.6):(1.6~2.3):(7.1~9.9)。
作为上述技术方案的改进，所述炭粉的质量与复合助溶剂的质量之间的比值为0.02。
作为上述技术方案的改进，所述石棉尾矿包含以下化学成分，以重量百分比计，SiO2为57.3~58.4%，MgO为28.2~29.3%，Fe2O3为4.1~4.7%，NiO为0.38~0.41%，Al2O3为0.5~0.7%，CaO为0.09~0.13%，Cr2O3为0.05~0.07%；
所述铬铁矿渣包含以下化学成分，以重量百分比计，SiO2为56.7~59.3%，Al2O3为12.2~13.6%，MgO为9.1~9.3%，CaO为1.1~1.3%，Cr2O3为0.9~1.1%，Fe2O3为2.9~3.1%。
作为上述技术方案的改进，所述钼尾矿包含以下化学成分，以重量百分比计，SiO2为49~55%，Al2O3为6~9%，K2O为2~4%，MgO为9~12%，CaO为12~14%，Na2O为2~3%，Fe2O3为0.5~0.9%。
本发明中利用硫酸水溶液对石棉尾矿和铬铁矿渣进行清洗和提纯，石棉尾矿和铬铁矿渣中的部分金属氧化物转换为硫酸盐，使得尾矿粉中的SiO2含量均能上升至80%以上，而且对石棉尾矿和铬铁矿渣进行球磨粉碎，进一步提高尾矿粉的表面活性，有助于尾矿粉在后续熔化成玻璃液时能够分散均匀。并且，尾矿粉中还含有硫酸盐，有助于降低高温下玻璃液的粘度。
白云石化学成分为CaMg(CO3)2，不但提供浮法玻璃所需的钙元素、镁元素，冰晶石结晶状态为晶质体，在高温下逐级分解产生气体，具有连续澄清能力，降低玻璃液粘度。
蛭石是一种属于硅酸盐，在高温作用下会发生膨胀，并且具有离子交换的能力。当玻璃液中产生微小气泡时，在蛭石的作用下，微小气泡易发生膨胀，最后被消除，使得玻璃液中微小气泡含量低，玻璃液粘度低。
冰晶石化学成分为六氟铝酸钠，熔融状态的冰晶石能溶解氧化铝，具有促进复合助溶剂中的四氯铝酸锂的助熔能力。六氟铝酸钠在高温下逐级分解产生气体，具有连续澄清能力，进一步降低玻璃液粘度，降低配合料熔化难度。六氟铝酸钠初步分解产生的铝酸钠，铝酸钠在高温熔融状态下易吸附配合料中的难熔杂质并与之结合成渣，降低熔化温度。其中，四氯铝酸锂在高温下逐级分解产生气体，并且在分解过程中与配合料中的杂质结合成渣，如其生成的氧化铝在冰晶石的助熔下，能降低配合料的熔化温度。
钼尾矿、水玻璃、偏硅酸钠经过球磨机粉碎和高温煅烧后，不但除去其中的结晶水，而且还使得钼尾矿中的金属氧化物活性提高，钼尾矿中的SiO2、MgO、CaO在硅酸钠的调和下，助熔效果进一步提高。偏硅酸钠的硅氧键减弱，起到了高温助熔、加速玻璃熔化的作用。
六氟锑酸钾在高温下逐级分解产生气体，具有连续澄清能力，进一步降低玻璃液粘度，降低配合料熔化难度。其中，六氟锑酸钾初步分解产生的锑酸钾，锑酸钾易吸附配合料中的杂质，经过再次分解为氧化锑和氧化钾与难熔杂质结合成渣，进一步降低熔化温度。
铋酸钠在玻璃液中的沉淀能力强，玻璃液粘度低，铋酸钠在其中易与酸性助熔剂二氧化硅配合，将难熔杂质吸附、沉淀，进一步降低熔化温度。
过二硫酸钠具有有强氧化性，加热至较高温度时分解，放出氧而变为焦硫酸钠，焦硫酸钠再次受热分解为三氧化硫和硫酸钠，该过程中不但促进配合料熔化，使得熔化温度降低，而且降低玻璃液粘度，便于难熔杂质沉淀。其中，铌酸锂在氧化钾的促进下，铌酸锂的熔点大幅度降低，熔融的铌酸锂化学稳定性好，易促进玻璃液在较低的温度（1200～1215℃）开始结晶，防止浮法玻璃析晶，并形成稳定的化学结构。
在120~150℃烘烤的作用是将复合助溶剂中的结晶水除去，球磨机粉碎使得复合助溶剂具有优良的表面活性，有助于其分散均匀。
炭粉作为还原剂，与复合助溶剂中氧化成分进行氧化还原反应，进一步降低玻璃液的澄清温度。
本发明的有益效果：通过合理利用石棉尾矿、铬铁矿渣和钼尾矿，石棉尾矿、铬铁矿渣和钼尾矿的利用率达到55%，变废为宝，降低浮法玻璃的生产成本；利用复合助溶剂配合冰晶石、蛭石起到高温助熔、加速玻璃熔化的作用，玻璃熔化温度降低了400℃左右，并且还促进玻璃澄清，玻璃液粘度低，澄清均化温度降低，节约大量能源，实施效果好。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
称取83Kg石棉尾矿和17Kg铬铁矿渣浸泡在质量分数为5%的硫酸水溶液中90min，再将其自然晾干后，用给料器送入球磨机中粉碎成尾矿粉，尾矿粉的粒径小于0.5mm；其中，所述石棉尾矿包含以下化学成分，以重量百分比计：SiO2为58.4%，MgO为29.3%，Fe2O3为4.7%，NiO为0.41%，Al2O3为0.7%，CaO为0.13%，Cr2O3为0.07%；所述铬铁矿渣包含以下化学成分，以重量百分比计：SiO2为59.3%，Al2O3为13.6%，MgO为9.3%，CaO为1.3%，Cr2O3为1.1%，Fe2O3为3.1%。
称取33.7Kg钼尾矿、17.7Kg水玻璃、2.6Kg偏硅酸钠搅拌混合均匀后，用球磨机粉碎成粒径小于0.1mm的料粉A，其中，钼尾矿包含以下化学成分，以重量百分比计：SiO2为55%，Al2O3为9%，K2O为4%，MgO为12%，CaO为14%，Na2O为3%，Fe2O3为0.9%；料粉A送入煅烧炉中煅烧，煅烧温度为530~550℃；煅烧后的料粉A与7.6Kg六氟锑酸钾、1.1Kg铋酸钠、5.5Kg四氯铝酸锂、0.8Kg过二硫酸钠、0.3Kg铌酸锂混合均匀制成料粉B；料粉B送入烤箱中烘烤，烘烤温度为120℃，烘烤后的料粉B送入球磨机中粉碎即制成复合助溶剂，复合助溶剂的粒径小于0.05mm。
称取53Kg尾矿粉、17Kg石英砂、5.5Kg冰晶石、6.6Kg蛭石、13.7Kg白云石、1.6Kg纯碱、7.1Kg复合助溶剂，将各组分充分混合，得配合料；将混合均匀的配合料送入浮法玻璃熔窑，在浮法玻璃熔窑内进行高温熔化成玻璃液，所述浮法玻璃熔窑内熔化温度为1200℃，玻璃液经过澄清均化后流入工作池，在澄清均化过程中向浮法玻璃熔窑内加入0.14Kg炭粉，澄清均化温度为1200℃，熔液从工作池内的流槽进入成型锡槽内，形成带状连续玻璃板，带状连续玻璃板在锡槽内成型温度为900℃；带状连续玻璃板经退火、切割制成成品浮法玻璃。
6mm厚的该成品浮法玻璃可见光透过率为79.5%，“合格品”等级的合格率为96.7%；本发明中玻璃液在1000℃时的粘度为516.5~631.7 Pa·s，而普通浮法玻璃生产过程中，其玻璃液在1000℃时的粘度为1147.2~1323.1 Pa·s。
实施例2
称取85.6Kg石棉尾矿和18.7Kg铬铁矿渣浸泡在质量分数为8%的硫酸水溶液中70min，再将其自然晾干后，用给料器送入球磨机中粉碎成尾矿粉，尾矿粉的粒径小于0.5mm；其中，所述石棉尾矿包含以下化学成分，以重量百分比计：SiO2为57.9%，MgO为28.7%，Fe2O3为4.3%，NiO为0.39%，Al2O3为0.53%，CaO为0.1%，Cr2O3为0.06%；所述铬铁矿渣包含以下化学成分，以重量百分比计：SiO2为58.3%，Al2O3为13.1%，MgO为9.2%，CaO为1.2%，Cr2O3为1%，Fe2O3为2.97%。
称取34.2Kg钼尾矿、18.3Kg水玻璃、2.9Kg偏硅酸钠搅拌混合均匀后，用球磨机粉碎成粒径小于0.1mm的料粉A，其中，钼尾矿包含以下化学成分，以重量百分比计：SiO2为50%，Al2O3为6.6%，K2O为3.5%，MgO为9.7%，CaO为12.5%，Na2O为2.8%，Fe2O3为0.56%；料粉A送入煅烧炉中煅烧，煅烧温度为540℃；煅烧后的料粉A与7.9Kg六氟锑酸钾、1.2Kg铋酸钠、5.9Kg四氯铝酸锂、0.9Kg过二硫酸钠、0.4Kg铌酸锂混合均匀制成料粉B；料粉B送入烤箱中烘烤，烘烤温度为130℃，烘烤后的料粉B送入球磨机中粉碎即制成复合助溶剂，复合助溶剂的粒径小于0.05mm。
称取56Kg尾矿粉、19Kg石英砂、6.1Kg冰晶石、7.1Kg蛭石、14.7Kg白云石、1.9Kg纯碱、8.5Kg复合助溶剂，将各组分充分混合，得配合料；将混合均匀的配合料送入浮法玻璃熔窑，在浮法玻璃熔窑内进行高温熔化成玻璃液，所述浮法玻璃熔窑内熔化温度为1209℃，玻璃液经过澄清均化后流入工作池，在澄清均化过程中向浮法玻璃熔窑内加入0.17Kg炭粉，澄清均化温度为1209℃，熔液从工作池内的流槽进入成型锡槽内，形成带状连续玻璃板，带状连续玻璃板在锡槽内成型温度为905℃；带状连续玻璃板经退火、切割制成成品浮法玻璃。
6mm厚的该成品浮法玻璃可见光透过率为80.6%，“合格品”等级的合格率为97.7%；本发明中玻璃液在1000℃时的粘度为535.3~661.8 Pa·s，而普通浮法玻璃生产过程中，其玻璃液在1000℃时的粘度为1147.2~1323.1 Pa·s。
实施例3
称取86Kg石棉尾矿和19Kg铬铁矿渣浸泡在质量分数为10%的硫酸水溶液中60min，再将其自然晾干后，用给料器送入球磨机中粉碎成尾矿粉，尾矿粉的粒径小于0.5mm；其中，所述石棉尾矿包含以下化学成分，以重量百分比计：SiO2为57.3%，MgO为28.2%，Fe2O3为4.1%，NiO为0.38%，Al2O3为0.5%，CaO为0.09%，Cr2O3为0.05%；所述铬铁矿渣包含以下化学成分，以重量百分比计：SiO2为56.7%，Al2O3为12.2%，MgO为9.1%，CaO为1.1%，Cr2O3为0.9%，Fe2O3为2.9%。
称取35.1Kg钼尾矿、18.9Kg水玻璃、3.1Kg偏硅酸钠搅拌混合均匀后，用球磨机粉碎成粒径小于0.1mm的料粉A，其中，钼尾矿包含以下化学成分，以重量百分比计：SiO2为49%，Al2O3为6%，K2O为2%，MgO为9%，CaO为12%，Na2O为2%，Fe2O3为0.5%；料粉A送入煅烧炉中煅烧，煅烧温度为550℃；煅烧后的料粉A与8.1Kg六氟锑酸钾、1.3Kg铋酸钠、6.2Kg四氯铝酸锂、1.1Kg过二硫酸钠、0.5Kg铌酸锂混合均匀制成料粉B；料粉B送入烤箱中烘烤，烘烤温度为150℃，烘烤后的料粉B送入球磨机中粉碎即制成复合助溶剂，复合助溶剂的粒径小于0.05mm。
称取59Kg尾矿粉、20Kg石英砂、6.8Kg冰晶石、7.9Kg蛭石、15.6Kg白云石、2.3Kg纯碱、9.9Kg复合助溶剂，将各组分充分混合，得配合料；将混合均匀的配合料送入浮法玻璃熔窑，在浮法玻璃熔窑内进行高温熔化成玻璃液，所述浮法玻璃熔窑内熔化温度为1215℃，玻璃液经过澄清均化后流入工作池，在澄清均化过程中向浮法玻璃熔窑内加入0.2Kg炭粉，澄清均化温度为1215℃，熔液从工作池内的流槽进入成型锡槽内，形成带状连续玻璃板，带状连续玻璃板在锡槽内成型温度为910℃；带状连续玻璃板经退火、切割制成成品浮法玻璃。
6mm厚的该成品浮法玻璃可见光透过率为78.2%，“合格品”等级的合格率为95.9%；本发明中玻璃液在1000℃时的粘度为563.7~697.4 Pa·s，而普通浮法玻璃生产过程中，其玻璃液在1000℃时的粘度为1147.2~1323.1 Pa·s。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种浮法玻璃制作方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：尾矿处理
将石棉尾矿和铬铁矿渣浸泡在质量分数为5%~10%的硫酸水溶液中60~90min，再将其自然晾干后，用给料器送入球磨机中粉碎成尾矿粉，尾矿粉的粒径小于0.5mm；
步骤二：混料
将尾矿粉、石英砂、冰晶石、蛭石、白云石、纯碱、复合助溶剂按照配方比例称取各组分，将各组分充分混合，得配合料；
步骤三：熔制成型
将混合均匀的配合料送入浮法玻璃熔窑，在浮法玻璃熔窑内进行高温熔化成玻璃液，所述浮法玻璃熔窑内熔化温度为1200～1215℃，玻璃液经过澄清均化后流入工作池，在澄清均化过程中向浮法玻璃熔窑内加入炭粉，澄清均化温度为1200～1215℃，熔液从工作池内的流槽进入成型锡槽内，形成带状连续玻璃板，带状连续玻璃板在锡槽内成型温度为900～910℃；带状连续玻璃板经退火、切割制成成品浮法玻璃。
2.根据权利要求1所述的一种浮法玻璃制作方法，其特征在于：所述步骤一中石棉尾矿和铬铁矿渣的配比为，石棉尾矿的质量:铬铁矿尾矿的质量=(83~86):(17~19)。
3.根据权利要求2所述的一种浮法玻璃制作方法，其特征在于：所述复合助溶剂的制造方法为，将钼尾矿、水玻璃、偏硅酸钠搅拌混合均匀后，用球磨机粉碎成粒径小于0.1mm的料粉A，料粉A送入煅烧炉中煅烧，煅烧温度为530~550℃；煅烧后的料粉A与六氟锑酸钾、铋酸钠、四氯铝酸锂、过二硫酸钠、铌酸锂混合均匀制成料粉B；料粉B送入烤箱中烘烤，烘烤温度为120~150℃，烘烤后的料粉B送入球磨机中粉碎即制成所述复合助溶剂，复合助溶剂的粒径小于0.05mm；复合助溶剂中钼尾矿、水玻璃、偏硅酸钠、六氟锑酸钾、铋酸钠、四氯铝酸锂、过二硫酸钠、铌酸锂的配比为，钼尾矿的质量:水玻璃的质量:偏硅酸钠的质量:六氟锑酸钾的质量:铋酸钠的质量:四氯铝酸锂的质量:过二硫酸钠的质量:铌酸锂的质量=(33.7~35.1):(17.7~18.9):(2.6~3.1):(7.6~8.1):(1.1~1.3):(5.5~6.2):(0.8~1.1):(0.3~0.5)。
4.根据权利要求3所述的一种浮法玻璃制作方法，其特征在于：所述配合料中的尾矿粉、石英砂、冰晶石、蛭石、白云石、纯碱、复合助溶剂的配比为，尾矿粉的质量:石英砂的质量:冰晶石的质量:蛭石的质量:白云石的质量:纯碱的质量:复合助溶剂的质量=(53~59):(17~20):(5.5~6.8):(6.6~7.9):
(13.7~15.6):(1.6~2.3):(7.1~9.9)。
5.根据权利要求1所述的一种浮法玻璃制作方法，其特征在于：所述炭粉的质量与复合助溶剂的质量之间的比值为0.02。
6.根据权利要求1所述的一种浮法玻璃制作方法，其特征在于：所述石棉尾矿包含以下化学成分，以重量百分比计，SiO2为57.3~58.4%，MgO为28.2~29.3%，Fe2O3为4.1~4.7%，NiO为0.38~0.41%，Al2O3为0.5~0.7%，CaO为0.09~0.13%，Cr2O3为0.05~0.07%；
所述铬铁矿渣包含以下化学成分，以重量百分比计，SiO2为56.7~59.3%，Al2O3为12.2~13.6%，MgO为9.1~9.3%，CaO为1.1~1.3%，Cr2O3为0.9~1.1%，Fe2O3为2.9~3.1%。
7.根据权利要求3所述的一种浮法玻璃制作方法，其特征在于：所述钼尾矿包含以下化学成分，以重量百分比计，SiO2为49~55%，Al2O3为6~9%，K2O为2~4%，MgO为9~12%，CaO为12~14%，Na2O为2~3%，Fe2O3为0.5~0.9%。
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