CN107777881A

CN107777881A - 一种以锂云母为原料生产乳白耐热玻璃的方法

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Publication number: CN107777881A
Application number: CN201610768989.XA
Authority: CN
Inventors: 孙国刚; 徐惠豪; 陆平; 张其土; 谢俊
Original assignee: JIANGSU JIELONG GLASSWARE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: JIANGSU JIELONG GLASSWARE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2016-08-30
Filing date: 2016-08-30
Publication date: 2018-03-09

Abstract

一种以锂云母为原料生产乳白耐热玻璃的方法,所述耐热玻璃由以下重量百比例(wt％)的原料制备而成：锂云母2.8％‑14％、纯碱12％‑14％、石英砂54％‑56％、氢氧化铝4.5％‑6％、五水硼砂5.5％‑8％、磷酸钙7.5％‑9％、氧化锌0.5％‑1％、碳酸钡0.5％‑1.3％、其他0.2％‑0.6％；本发明为解决上述不足，提供一种利用提炼稀有金属钽、铌后的尾矿粉—锂云母，作为一种生产玻璃的原料，参与乳白耐热玻璃生产的新技术，使之操作简单、制备容易、减少了成型的废品率、提高产品质量、效率高，有较好的前景、适宜推广。

Description

一种以锂云母为原料生产乳白耐热玻璃的方法

技术领域

本发明涉及日用餐具产品制备技术领域，具体涉及一种以锂云母为原料生产乳白耐热玻璃的方法。

技术背景

钽、铌是国防工业的重要原料，提炼出钽、铌后的尾矿粉—锂云母含有多种生产乳白玻璃的成分：Li₂O、AL₂O₃、K₂O、Na2O、SiO₂、Ta₂O₃、Nb₂O₃等。

近十多年，中东、非洲、西亚等地的民众对乳白耐热玻璃餐具的需求与日俱增。我国是乳白耐热玻璃餐具的生产和出口大国，产量和销量占全世界的5％左右。

最近几年，越南、印度、伊朗、埃及等国也纷纷投入乳白耐热玻璃餐具的生产，市场竞争空前激烈，因此提高产品质量，降低生产成本是企业的当务之急。

生产优质乳白玻璃难度较大，因为乳白玻璃在生产过程中非常容易生成与主晶体不同的粗大晶体，粗大晶体的存在会影响产品的成型，损毁产品的外观，降低产品的理化性能。

解决乳白玻璃生产过程中的析晶，从二个方面着手，一是提高成型温度至玻璃的析晶温度点之上，但是有些异形产品，成型速度慢，成型温度无法提高，因此不能全面解决问题。

另一方面，从配方上着手，尽量增加玻璃玻璃成分，以降低析晶温度。因为一般玻璃系统中成分愈简单，玻璃内各组分相互碰撞排列成一定晶格的几率愈大，这种玻璃也越容易析晶。但是增加成分必须考虑到是否会影响玻璃的熔制、澄清、成型、理化性能、色泽、成本等方方面面。经过周密分析，认为乳白玻璃生产引入锂云母作为一种原料有很多好处：

一、锂云母含有Li₂O，文献记载Li₂O代替Na₂O使析晶倾向变小，在玻璃中加入少量Li₂O(0.1-0.5％)可降低玻璃的熔制温度，提高玻璃餐具的产量和质量。

二、锂云母含有AL₂O₃，而AL₂O₃有降低玻璃析晶倾向、提高玻璃化学稳定性的作用。

三、锂云母含有钾，而K₂O亦能降低玻璃的析晶倾向。

四、锂云母的引入增加了乳白玻璃中原来没有的组分，如Li₂O、K₂O、Nb₂O₃等，这些不易析晶组分的引入，能降低玻璃的析晶温度，减少玻璃析出粗大晶体的可能。这些组分的引入能降低乳白玻璃的熔制温度，提高制品的强度，优化理化性能，而且对制品的观感影响不大。

五、锂云母中的氧化物如果用化工原料引入，价格非常昂贵，经测算，根据目前市场行情，和其它可引入生产乳白玻璃的矿物原料比较，锂云母具有很高的性价比。因此，引入锂云母生产乳白耐热玻璃是一个明智的选择。

发明内容

本发明为解决上述不足，提供一种利用提炼稀有金属钽、铌后的尾矿粉—锂云母，作为一种生产玻璃的原料，参与乳白耐热玻璃生产的新技术，使之操作简单、制备容易、减少了成型的废品率、提高产品质量、效率高，有较好的前景、适宜推广。

本发明的技术解决方案：

一种以锂云母为原料生产乳白耐热玻璃的方法,所述耐热玻璃由以下重量百比例(wt％)的原料制备而成：锂云母2.8％-14％、纯碱12％-14％、石英砂54％-56％、氢氧化铝4.5％-6％、五水硼砂5.5％-8％、磷酸钙7.5％-9％、氧化锌0.5％-1％、碳酸钡0.5％-1.3％、其他0.2％-0.6％。

作为本方案的进一步优化，所述其他包括氧化铈、硝酸钠和碳酸钾。

作为本方案的进一步优化，所述制备方法包括：搅拌、熔化、冷却后供料成型、抛光、退火。

作为本方案的进一步优化，所述搅拌时间在90s-110s之间；熔化时间在44h-48h之间；成型时间在1.5s-2s之间；冷却时间在4h-5h；抛光时间在10s-15s之间；退火时间40min-80min之间；

作为本方案的进一步优化，所述搅拌均匀度达95％以上。

作为本方案的进一步优化，所述熔化温度在1420℃-1430℃之间；所述成型温度为1000℃。

作为本方案的进一步优化，所述退火温度在560℃-565℃之间。

作为本方案的进一步优化，所述乳白耐热玻璃制备方法的后续过程还包括检验、表面装饰、淬火(钢化)、理化性能测试。

作为本方案的进一步优化，所述淬火时间在40min-60min之间。

作为本方案的进一步优化，所述表面装饰时间为30s-60s/个；淬火温度在640℃-648℃之间，且风压为4000pa。

本发明的有益效果：

本发明通过引入适量的锂云母，调节其它组分的重量生产乳白耐热玻璃，玻璃的溶制温度由配方的1450℃降至1430℃以下，使之更加节能；析晶温度由1010℃降至993℃，玻璃成型时，产品上的剪刀疤、料花、冷炸等弊病大大减少、减轻；产品的成品率提高了5％，理化性能也有明显的提高：冷热急变由110℃提高到120℃，耐水性测试结果氧化钠的析出量由0.028mg/g，降至0.025mg/g。

综上所述，本发明在提高乳白玻璃的质量，降低能耗，降低生产成本，有效利用社会资源，变废为宝，具有良好的经济效益和社会效益。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1：

取锂云母2.8份，石英砂56.5份，纯碱14份，氢氧化铝6份，硼砂8份，磷酸钙9份，氧化锌1份，碳酸钡1.3份，氧化镁1份，氧化铈+硝酸钠+碳酸钾0.4份，入机搅拌100s，使搅拌均匀度大于 95％，喷水含水率达1％左右，然后入炉熔化46h，温度控制在1430℃的高温后，物料熔化成无气泡、无结石的液体后，通过流液洞、上升道、供料道、供料机均匀调温至1000℃左右，由供料机定时定量定形状剪切，料坯落入模具内成型各种款式餐具，出模后用火抛光其棱角，然后入炉退火60min左右，退火温度为560℃，消除玻璃内应力，经检验后，在产品表面贴上高温花纸，每30s贴一个，然后进入钢化工序，钢化温度为640℃、钢化时间为50min、风压4000Pa，烤花同时完成。

实施例2：

取锂云母5.6份，石英砂56份，纯碱13.5份，氢氧化铝4.7份，硼砂7份，磷酸钙10份，氧化锌1.2份，碳酸钡1份，氧化镁0.7份，氧化铈+硝酸钠+碳酸钾0.3份，将料入机搅拌90s、喷水，均匀度大于95％，含水率1％左右，入炉熔化,熔化时间为44h，熔化温度1430℃，熔化成无气泡、无结石的液体后，通过窑炉的流液洞、上升道、供料道、供料机均匀调温，在1000℃左右时，供料机定时定量把玻璃液剪切成一定形状料坯，滴入模具内成型为各款式餐具，出模后用火抛光其棱角，然后进入562℃的退火窑退火,退火时间为40min，消除制品的内应力，出炉检验后，产品表面贴花，每40s贴一个，再进行钢化，钢化温度642℃、钢化时间为44min、风压4000Pa，烤花同时完成。

实施例3：

取锂云母8.4份，石英砂55.5份，纯碱13份，氢氧化铝5.5份，硼砂5.5份，磷酸钙8.5份，氧化锌0.8份，碳酸钡0.8份，氧化镁0.5份，氧化铈+硝酸钠+碳酸钾0.5份，入机搅拌100s、喷水，均匀度大于95％，含水率1％，将料入炉熔化，熔化温度为48h，炉温控制在1428℃左右，熔化成无气泡、无结石的玻璃液，然后通过窑炉的流液洞、上升道、供料道、供料机均匀调温至1000℃左右时，供料机定时定量把玻璃液剪切成一定形状料坯，滴入模具内成型为各款式餐具，出模后用火抛光其棱角，然后进入562℃的退火窑退火,退火时间为80min，消除应力后经过检验，再在表面贴好花，每40s贴一个，之后送入钢化炉钢化、烤花，钢化温度642℃、钢化时间为60min、风压4000Pa。

实施例4：

取锂云母11.2份，石英砂55份，纯碱12.5份，氢氧化铝5份，硼砂6份，磷酸钙8份，氧化锌0.6份，碳酸钡0.7份，氧化镁0.8份，氧化铈+硝酸钠+碳酸钾0.2份，入机搅拌95s、喷水，均匀度大于95％，含水率1％，然后把料入炉熔化通过1425℃的高温后,熔化时间为45h，配合料变成无气泡、无结石的玻璃液，通过流液洞、上升道、供料道、供料机均匀冷却至1000℃左右，供料机定时定量把玻璃液剪切成一定形状料坯，滴入模具内成型为各款式餐具，出模后用火抛光其棱角，然后进入563℃的退火窑退火，退火时间为50min，消除应力后经过检验，再在表面贴好花，每50s贴一个，之后送入钢化炉钢化、烤花，钢化温度645℃、钢化时间为45min、风压4000Pa。

实施例5：

取锂云母14份，石英砂54份，纯碱12份，氢氧化铝4.5份，硼砂5.5份，磷酸钙7.5份，氧化锌0.5份，碳酸钡0.5份，氧化镁0.9份，氧化铈+硝酸钠+碳酸钾0.6份，把原料入机喷水搅拌105s，含水率1％，均匀度95％以上后，加入熔炉经过1420℃的高温溶制后，熔化时间为47h，无结石、无气泡的玻璃液流过流液洞、上升道、供料道、供料机均匀调温至1000℃左右，供料机定时定量把玻璃液剪切成一定形状料坯，滴入模具内成型为各款式餐具，出模后用火抛光其棱角，然后进入565℃的退火窑退火,退火时间为75min，消除应力检验后进行表面装饰—贴花，每60s贴一个，再最后送入钢化炉钢化、烤花，钢化温度648℃、钢化时间为54min、风压4000Pa。

实施例6(未加入锂云母)：

取石英砂59份，纯碱14.5份，氢氧化铝6份，硼砂7份，磷酸钙9.5份，氧化锌0.9份，碳酸钡1.2份，氧化镁1.5份，氧化铈+硝酸钠+碳酸钾0.4份，原料入机喷水搅拌96s、含水率1％左右，均匀度大于95％时，把配合料加入溶制熔化，经过1450℃的高温后，熔化时间为45h，玻璃液通过流液洞、上升道、供料道、供料机均匀调节温度至1000℃左右，供料机定时定量把玻璃液剪切成一定形状后，滴入模具内成型为各款式餐具，出模后用火抛光其棱角，然后进入565℃的退火窑退火，退火时间为57min，消除应力后经过检验，再在表面装饰贴上图案精美的花纸，最后送入钢化炉钢化、烤花，钢化温度650℃、钢化时间为47min、风压4000Pa。

将上述实施例中的工艺参数及检测结果进行比较如下表1所示：

表1为实施例中工艺参数及检测结果比较表：

从表1可看出，本发明在乳白玻璃生产中引入锂云母可降低玻璃的熔制温度，一可节能，二可延长炉子的使用寿命。

由于析晶温度的降低，减少了成型废品，提高了产品的质量，提高了生产效率。

引入适量的锂云母可保证产品的乳浊度、白度和光泽度，还能降低生产成本。

因此乳白耐热玻璃生产中引入锂云母是一个变废为宝的措施，具有很好的社会效益和经济效益。

本发明的基本教导已加以说明，对具有本领域通常技能的人而言，许多延伸和变化将是显而易知者。由于说明书揭示的本发明可在未脱离本发明精神或大体特征的其它特定形式来实施，且这些特定形式的一些形式已经被指出，所以，说明书揭示的实施例应视为举例说明而非限制。本发明的范围是由所附的申请专利范围界定，而不是由上述说明所界定，对于落入申请专利范围的均等意义与范围的所有改变仍将包含在其范围之内。

Claims

1.一种以锂云母为原料生产乳白耐热玻璃的方法,其特征在于，所述耐热玻璃由以下重量百比例(wt％)的原料制备而成：锂云母2.8％-14％、纯碱12％-14％、石英砂54％-56％、氢氧化铝4.5％-6％、五水硼砂5.5％-8％、磷酸钙7.5％-9％、氧化锌0.5％-1％、碳酸钡0.5％-1.3％、其他0.2％-0.6％。

2.根据权利要求1所述的一种以锂云母为原料生产乳白耐热玻璃的方法，其特征在于，所述其他包括氧化铈、硝酸钠和碳酸钾。

3.根据权利要求1所述的一种以锂云母为原料生产乳白耐热玻璃的方法，其特征在于，所述制备方法包括：搅拌、熔化、冷却后供料成型、抛光、退火。

4.根据权利要求3所述的一种以锂云母为原料生产乳白耐热玻璃的方法，其特征在于，所述搅拌时间在90s-110s之间；熔化时间在44h-48h之间；冷却时间在4h-5h；成型时间在1.5s-2s之间；抛光时间在10s-15s之间；退火时间40min-80min之间。

5.根据权利要求3所述的一种以锂云母为原料生产乳白耐热玻璃的方法，其特征在于，所述搅拌均匀度达95％以上。

6.根据权利要求3所述的一种以锂云母为原料生产乳白耐热玻璃的方法，其特征在于，所述熔化温度在1420℃-1430℃之间；所述成型温度为1000℃。

7.根据权利要求3所述的一种以锂云母为原料生产乳白耐热玻璃的方法，其特征在于，所述退火温度在560℃-565℃之间。

8.根据权利要求3所述的一种以锂云母为原料生产乳白耐热玻璃的方法，其特征在于，所述乳白耐热玻璃制备方法的后续过程还包括检验、表面装饰、淬火(钢化)、理化性能测试。

9.根据权利要求8所述的一种以锂云母为原料生产乳白耐热玻璃的方法，其特征在于，所述表面装饰时间为30s-60s/个；淬火时间在40min-60min之间。

10.根据权利要求8所述的一种以锂云母为原料生产乳白耐热玻璃的方法，其特征在于，所述淬火温度在640℃-648℃之间，且风压为4000pa。