CN109052941A - 玻璃用组合物和玻璃及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于玻璃制备领域，公开了一种玻璃用组合物和玻璃及其制备方法。所述玻璃用组合物，以质量百分比计，该组合物包括83~93%的废碎玻璃和7~17%的生料混合料。由其制备得到的玻璃，包括成分：SiO271~73%，Al2O30.10~2%，CaO 7.5~11.8%，MgO 2.5~4.5%，Na2O+K2O 13.4~14.5%。本发明对废碎玻璃进行前处理后，将其与硅砂、长石、白云石、石灰石和纯碱共同作为玻璃的原料，大大降低了玻璃的生产成本，并且对废碎玻璃进行了回收利用。制备得到的玻璃具有多种成分，所得玻璃具有高强度、防撞击、防水等性能，制备工艺简单，易操作。

Description

玻璃用组合物和玻璃及其制备方法
技术领域
本发明属于玻璃制备领域，具体涉及一种玻璃用组合物和玻璃及其制备方法。
背景技术
玻璃在常温下是一种透明的固体，在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。普通玻璃的化学组成是Na2O·CaO·6SiO2，主要成分是二氧化硅。广泛应用于建筑物，用来隔风透光，属于混合物。
发明内容
本发明提供了一种玻璃用组合物，以质量百分比计，该组合物包括83~93%的废碎玻璃和7~17%的生料混合料；优选地，所述组合物包括88~92%的废碎玻璃和8~12%的生料混合料。
其中，上述玻璃用组合物中，所述生料混合料由硅砂、长石、白云石、石灰石和纯碱按任意配比组成。优选地，所述生料混合料由硅砂、长石、白云石、石灰石和纯碱质量比（3~5）:（1~2）:（1~2）:（1~2）:（1~2）。
进一步的，本发明还提供一种由上述玻璃用组合物制备玻璃的方法，该方法包括以下步骤：
（1）将废碎玻璃和生料混合料按质量配比混合，向其中加入复合玻璃澄清剂，送入混合料仓；
（2）步骤（1）完成后，混合料被送入马蹄焰熔窑熔制；
（3）熔制完成后，送入锡槽成型，成型过程中通入氮气和氢气作为保护气，同时进行镀膜；
（4）步骤（3）完成后，对成型后的玻璃进行退火即可。
其中，上述玻璃的制备方法，步骤（1）中，所述废碎玻璃在与生料混合料进行混合前，需要进行前处理，所述前处理包括以下步骤：
A、将废碎玻璃进行分类，分为各色玻璃（例如啤酒瓶玻璃、白玻璃、绿玻璃、杂碎玻璃）和夹胶玻璃；
B、对上述各色玻璃进行水洗、一次筛分、分拣，除去铁和废纸等杂物；然后进行二次筛分、破碎和分拣，得到玻璃粉，备用；
C、对上述夹胶玻璃进行破碎、筛分和分拣后，夹胶清洗，回收利用。
其中，上述玻璃的制备方法，步骤（1）中所述复合玻璃澄清剂由以下重量份数的组分混合制备得到：氧化铈4-8份、萤石6-9份、锂长石12-20份、锂云母6-8份、硫酸钡6-12份、碳酸铈12-15份、氯化钠5-15份、碳粉0.3-0.7份、氧化锡4-9份。
其中，上述玻璃的制备方法，步骤（2）中，所述熔制温度控制在1300~1700℃，时间控制为6~10h。
其中，上述玻璃的制备方法，步骤（3）中，所述氮气和氢气的体积比为2:1~1.6。
其中，上述玻璃的制备方法，步骤（4）中，所述退火的过程为：390~400℃的退火炉进行缓慢退火至室温。优选地，所述缓慢退火可以采用阶段退温，例如，先以1~3℃/s的速率退温至280~300℃，再以3~5℃/s的速率退温至20~40℃。
进一步的，本发明提供由上述制备方法得到的玻璃，以质量百分比计，所述玻璃的成分包括：SiO2 71~73%，Al2O3 0.10~2%，CaO 7.5~11.8%，MgO 2.5~4.5%，Na2O+K2O 13.4~14.5%。
优选地，以质量百分比计，所述玻璃的成分还包括：SO3 0.01~0.5%，B2O3 0~1.5%，ZnO 0.001~0.05%，Cr2O3 0.01~0.95%，BaO 0.01~0.5%，CoO 0.001~0.05%，CeO2 0.001~0.7%，ZrO2 0.001~0.05%，CuO 0.001~0.008%，MnO 0.001~0.02%，TiO 0.001~0.03%。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明对废碎玻璃进行前处理后，将其与硅砂、长石、白云石、石灰石和纯碱共同作为玻璃的原料，大大降低了玻璃的生产成本，并且对废碎玻璃进行了回收利用。制备得到的玻璃具有多种成分：B2O3、ZnO、Cr2O3、BaO、CoO、CeO2、ZrO2、CuO、MnO、TiO。所得玻璃具有高强度、防撞击、防水等性能，制备工艺简单，易操作。
附图说明
图1是本发明实施例1玻璃制备方法的流程图；
图2是本发明实施例1中废碎玻璃的前处理流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种玻璃用组合物，以质量百分比计，该组合物包括83~93%的废碎玻璃和7~17%的生料混合料；优选地，所述组合物包括88~92%的废碎玻璃和8~12%的生料混合料；所述生料混合料由硅砂、长石、白云石、石灰石和纯碱按任意配比组成。
优选地，所述生料混合料由硅砂、长石、白云石、石灰石和纯碱质量比（3~5）:（1~2）:（1~2）:（1~2）:（1~2）。
进一步的，本发明还提供一种由上述玻璃用组合物制备玻璃的方法，该方法包括以下步骤：
（1）将废碎玻璃和生料混合料按质量配比混合，向其中加入复合玻璃澄清剂，送入混合料仓；
（2）步骤（1）完成后，混合料被送入马蹄焰熔窑熔制；
（3）熔制完成后，送入锡槽成型，成型过程中通入氮气和氢气作为保护气，同时进行镀膜；
（4）步骤（3）完成后，对成型后的玻璃进行退火即可。
其中，上述玻璃的制备方法，步骤（1）中，所述废碎玻璃在与生料混合料进行混合前，需要进行前处理，所述前处理包括以下步骤：
A、将废碎玻璃进行分类，分为各色玻璃（例如啤酒瓶玻璃、白玻璃、绿玻璃、杂碎玻璃）和夹胶玻璃；
B、对上述各色玻璃进行水洗、一次筛分、分拣，除去铁和废纸等杂物；然后进行二次筛分、破碎和分拣，得到玻璃粉，备用；
C、对上述夹胶玻璃进行破碎、筛分和分拣后，夹胶清洗，回收利用。
其中，上述玻璃的制备方法，步骤（1）中所述复合玻璃澄清剂由以下重量份数的组分混合制备得到：氧化铈4-8份、萤石6-9份、锂长石12-20份、锂云母6-8份、硫酸钡6-12份、碳酸铈12-15份、氯化钠5-15份、碳粉0.3-0.7份、氧化锡4-9份。
其中，上述玻璃的制备方法，步骤（2）中，所述熔制温度控制在1300~1700℃，时间控制为6~10h。
其中，上述玻璃的制备方法，步骤（3）中，所述氮气和氢气的体积比为2:1~1.6。
其中，上述玻璃的制备方法，步骤（4）中，所述退火的过程为：390~400℃的退火炉进行缓慢退火至室温。优选地，所述缓慢退火可以采用阶段退温，例如，先以1~3℃/s的速率退温至280~300℃，再以3~5℃/s的速率退温至20~40℃。
进一步的，本发明提供由上述制备方法得到的玻璃，以质量百分比计，所述玻璃的成分包括：SiO2 71~73%，Al2O3 0.10~2%，CaO 7.5~11.8%，MgO 2.5~4.5%，Na2O+K2O 13.4~14.5%，SO3 0.01~0.5%，B2O3 0~1.5%，ZnO 0.001~0.05%，Cr2O3 0.01~0.95%，BaO 0.01~0.5%，CoO 0.001~0.05%，CeO2 0.001~0.7%，ZrO2 0.001~0.05%，CuO 0.001~0.008%，MnO 0.001~0.02%，TiO 0.001~0.03%。
下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。
以下实施例中所用复合玻璃澄清剂由以下重量份数的组分混合制备得到：氧化铈5份、萤石8份、锂长石14份、锂云母8份、硫酸钡10份、碳酸铈12份、氯化钠6份、碳粉0.5份、氧化锡7份。
实施例1
玻璃用组合物制备玻璃的方法，该方法包括以下步骤：
（1）将90%废碎玻璃和10%生料混合料（生料混合料由硅砂、长石、白云石、石灰石和纯碱质量比5:1:1:1:1）按质量配比混合，向其中加入复合玻璃澄清剂，送入混合料仓；
废碎玻璃在与生料混合料进行混合前，需要进行前处理，所述前处理包括以下步骤：
A、将废碎玻璃进行分类，分为各色玻璃（例如啤酒瓶玻璃、白玻璃、绿玻璃、杂碎玻璃）和夹胶玻璃；
B、对上述各色玻璃进行水洗、一次筛分、分拣，除去铁和废纸等杂物；然后进行二次筛分、破碎和分拣，得到玻璃粉，备用；
C、对上述夹胶玻璃进行破碎、筛分和分拣后，夹胶清洗，回收利用。
（2）步骤（1）完成后，混合料经带式输送机、送入窑头料仓，然后进入马蹄焰熔窑熔制，熔制温度控制在1480℃，时间控制为7h；熔制产生的烟气余热进行回收利用；
（3）熔制完成后，送入锡槽成型，成型过程中通入氮气和氢气作为保护气（氮气和氢气的体积比为2:1），同时进行镀膜；
（4）步骤（3）完成后，对成型后的玻璃进行退火：396℃的退火炉进行缓慢退火至室温即可（缓慢退火采用阶段退温：先以3℃/s的速率退温至300℃，再以5℃/s的速率退温至25℃），经切割、质检、装箱，成品入库；切割的边角废料送入废料仓。
制备得到的玻璃成品成分包括：SiO2 73%，Al2O3 1.6%，CaO 10.8%，MgO 3.5%，Na2O+K2O 14%，SO3 0.2%，B2O3 1.2%，ZnO 0.03%，Cr2O3 0.75%，BaO 0.2%，CoO 0.01%，CeO2 0.1%，ZrO2 0.02%，CuO 0.006%，MnO 0.02%，TiO 0.01%。
实施例2
玻璃用组合物制备玻璃的方法，该方法包括以下步骤：
（1）将88%废碎玻璃和12%生料混合料（生料混合料由硅砂、长石、白云石、石灰石和纯碱质量比4:1.2:1:1.2:1）按质量配比混合，向其中加入复合玻璃澄清剂，送入混合料仓；
废碎玻璃在与生料混合料进行混合前，需要进行前处理，所述前处理包括以下步骤：
A、将废碎玻璃进行分类，分为各色玻璃（例如啤酒瓶玻璃、白玻璃、绿玻璃、杂碎玻璃）和夹胶玻璃；
B、对上述各色玻璃进行水洗、一次筛分、分拣，除去铁和废纸等杂物；然后进行二次筛分、破碎和分拣，得到玻璃粉，备用；
C、对上述夹胶玻璃进行破碎、筛分和分拣后，夹胶清洗，回收利用。
（2）步骤（1）完成后，混合料被送入马蹄焰熔窑熔制，熔制温度控制在1520℃，时间控制为8h；
（3）熔制完成后，送入锡槽成型，成型过程中通入氮气和氢气作为保护气（氮气和氢气的体积比为2:1.3），同时进行镀膜；
（4）步骤（3）完成后，对成型后的玻璃进行退火：398℃的退火炉进行缓慢退火至室温即可（缓慢退火采用阶段退温：先以3℃/s的速率退温至290℃，再以5℃/s的速率退温至30℃），经切割、质检、装箱，成品入库；切割的边角废料送入废料仓。
制备得到的玻璃成品成分包括：SiO2 72%，Al2O3 0.9%，CaO 8.9%，MgO 4.5%，Na2O+K2O 13.4%，SO3 0.08%，B2O3 0.8%，ZnO 0.009%，Cr2O3 0.65%，BaO 0.2%，CoO 0.007%，CeO20.3%，ZrO2 0.04%，CuO 0.008%，MnO 0.012%，TiO 0.013%。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种玻璃用组合物，其特征在于，以质量百分比计，该组合物包括83~93%的废碎玻璃和7~17%的生料混合料。
2.根据权利要求1所述的玻璃用组合物，其特征在于，所述生料混合料由硅砂、长石、白云石、石灰石和纯碱按任意配比组成。
3.一种由权利要求1或2所述玻璃用组合物制备玻璃的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）将废碎玻璃和生料混合料按质量配比混合，向其中加入复合玻璃澄清剂，送入混合料仓；
（2）步骤（1）完成后，混合料被送入马蹄焰熔窑熔制；
（3）熔制完成后，送入锡槽成型，成型过程中通入氮气和氢气作为保护气，同时进行镀膜；
（4）步骤（3）完成后，对成型后的玻璃进行退火即可。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述废碎玻璃在与生料混合料进行混合前，需要进行前处理，所述前处理包括以下步骤：
A、将废碎玻璃进行分类，分为各色玻璃（例如啤酒瓶玻璃、白玻璃、绿玻璃、杂碎玻璃）和夹胶玻璃；
B、对上述各色玻璃进行水洗、一次筛分、分拣，除去铁和废纸等杂物；然后进行二次筛分、破碎和分拣，得到玻璃粉，备用；
C、对上述夹胶玻璃进行破碎、筛分和分拣后，夹胶清洗，回收利用。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述熔制温度控制在1300~1700℃，时间控制为6~10h。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤（4）中，所述退火的过程为：390~400℃的退火炉进行缓慢退火至室温。
7.根据权利要求3~6任一项所述方法得到的玻璃，其特征在于，以质量百分比计，所述玻璃的成分包括：SiO2 71~73%，Al2O3 0.10~2%，CaO 7.5~11.8%，MgO 2.5~4.5%，Na2O+K2O13.4~14.5%。
8.根据权利要求7所述的玻璃，其特征在于，以质量百分比计，所述玻璃的成分还包括：SO3 0.01~0.5%，B2O3 0~1.5%，ZnO 0.001~0.05%，Cr2O3 0.01~0.95%，BaO 0.01~0.5%，CoO0.001~0.05%，CeO2 0.001~0.7%，ZrO2 0.001~0.05%，CuO 0.001~0.008%，MnO 0.001~0.02%，TiO 0.001~0.03%。
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