CN1262506C - 减少玻璃挥发并提高玻璃均质性的方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种生产玻璃的方法，所述玻璃具有降低了的组分挥发。这种方法减少了在玻璃生产过程中散发出的金属和其它挥发性物质。这种方法包括在玻璃组合物的生产过程中应用钙镁硅酸盐。

Description

减少玻璃挥发并提高玻璃均质性的方法
技术领域
本发明涉及玻璃生产。具体地，本发明涉及在玻璃生产操作过程中精炼的玻璃配料组合物。
背景技术
玻璃生产通常要通过生产玻璃配料而进行，而该玻璃配料在进行最终的玻璃生产操作之前要进行熔融和精炼。精炼是一个加热步骤，该步骤除了其它目的之外，还生成一种反应后的组分的混合组合物，并散发出挥发材料的气体。在混合形成玻璃配料组合物的组分中有熔融或精炼助剂，这些助剂尽管可能不会使玻璃组合物本身增加有用成分，但其在形成玻璃组合物的混合和反应操作中还是有用的。例如硼在许多操作中被用作熔融助剂。另一种材料为铅，其是许多晶体类玻璃的组分。由于在熔融和精炼操作中应用高温，致使这些组分中许多会由于挥发而损失。这种损失意味着需要应用过量的挥发性材料并会导致不希望的散发和费用。因此需要一种生产具有减少的挥发的玻璃配料的方法。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种生产具有降低的挥发性物质损失的玻璃组合物的方法。本发明的另一个目的是提供一种具有提高了的均质性和纯度的玻璃组合物。通过一种制备含挥发性物质的玻璃组合物的方法来实现这些和其它目的，该方法包括通过混合挥发性组分源、硅酸盐组分和其它玻璃形成组分而形成玻璃形成组分的配料。熔融和精炼所述玻璃形成组分的配料，从而得到玻璃组合物。精炼产生具有更高的均质性和纯度的玻璃组合物。另外，与不用本发明的硅酸盐组分而生产的具有等同组成的玻璃组合物相比，在玻璃操作过程中放出了更少量的挥发性物质。
具体实施方式
本发明的一种实施方案是一种生产玻璃组合物的方法，其中通过混合挥发性组分源、硅酸盐化合物和其它玻璃形成组分而形成玻璃形成组分的配料。然后将这种玻璃形成组合物在熔炉中熔融和精炼。与不用本发明的硅酸盐化合物产生的具有等同组成的玻璃组合物相比，所形成的玻璃组合物具有降低了的氧化物分布改变或降低了的挥发性组分的损失，其中所述氧化物分布在所述熔炉的进料端测量。
所述挥发性组分优选选自硼和重金属。所述重金属包括铅、硒、和钴。根据玻璃制造者的具体配方，可以应用其它重金属。
硅酸盐化合物为通式为KuNavAlwCaxMgySiOz的硅酸盐化合物，其中K为钾、Na为钠、Al为铝、Ca为钙、Mg为镁、Si为硅、O为氧，并且u、v和w分别独立地为约0至约0.5；x和y分别独立地为约0.1至约0.6；z的值平衡经验通式。所述硅酸盐化合物可以由天然资源得到或应用US 6,211,103B1中的方法方便地合成。在一种实施方案中，u、v和w的值分别为约0，而x和y的值优选为约0.5。
其它玻璃形成组分按照玻璃生产者的专用配方确定。通常针对特定应用提供砂子、白云石、苛性碱和提供无机化合物的其它材料。
在玻璃生产熔炉中应用典型的玻璃生产方法和条件对玻璃形成组分的配料进行熔融和精炼。不需要特定的加入、混合方法，也不要求其特定的顺序。所形成的熔料可以在熔炉中处理从而生产玻璃组合物。本发明的一个优点是通常的操作温度可以降低50℃或更多。玻璃制造领域的熟练技术人员可以很容易地确定由本优点所提供的温度降低与从熔炉中抽出玻璃的速率之间的平衡，只是要记住此处同时提供了有利的挥发性物质的减少。另一个优点是由于粘度的降低及热交换的增加等导致更快地达到玻璃熔融物的横截面分布的均质性。
当应用本发明的方法时，与不用所述本发明的硅酸盐化合物而产生的具有等同组成的玻璃组合物相比，所产生的玻璃组合物具有降低了的氧化物分布改变和/或降低了的所述挥发性组分的损失，其中所述氧化物分布在所述熔炉的进料端测量。应用本发明所达到的氧化物分布的改变有利地降低了至少约10％，更优选为15％。
挥发性物质的损失有利地减少了至少约5％质量，更优选为10％质量。在一种实施方案中硼为挥发性物质，通过挥发而损失的硼减少了至少约10wt％。在另一种实施方案中，所述挥发性物质为铅或硒。
在另一种优选实施方案中，通过另外混合长石质组分而对上述方法进行调整。这种长石质材料可以为大量天然或合成形式的长石或长石类材料中的任何一种。这种长石质材料为含有钡、钙、钾或钠组分的铝硅酸盐。所述长石质材料优选为含有少量钠的通式为KAlSi3O8的铝硅酸钾。
下列实施例用来描述本发明，并不打算限制本发明。
实施例1
通过混合Synsil硅酸盐、砂子和其它生产具有典型氧化物组分的玻璃配料的专用化合物而生产玻璃形成配料。Synsil硅酸盐按照US6,211,103B1的方法生产，并由Synsil Products Inc.得到，其具有如下经验组成：
氧化物组分          质量百分比
CaO                 24.5
MgO                 17.8
SiO2               53.5
Al2O3             3.4
Fe2O3             0.12
Na2O               0.40
玻璃配料具有如下组成：
组分                质量百分比
Synsil硅酸盐      15
挥发性组分          0.5
其它组分            84.5
所述通过用合适量的白云石代替Synsil硅酸盐形成具有等同最终玻璃氧化物的比较配料。本发明玻璃的log 3粘度的温度为至少约20℃或低于比较样品的值。这种较低的粘度值导致更好的均质性和降低了的氧化物变化。

Claims (6)

1.一种生产玻璃组合物的方法，所述方法包括：
通过混合如下组分形成玻璃形成组分的配料：
挥发性组分源，其含有选自硼和重金属的挥发性物质；
通式为KuNavAlwCaxMgySiOz的硅酸盐化合物，其中K为钾、Na为钠、Al为铝、Ca为钙、Mg为镁、Si为硅、O为氧，并且u、v和w分别独立地为0-0.5；x和y分别独立地为0.1-0.6；z的值平衡所述通式；以及
其它玻璃形成组分；
在熔炉中熔融和精炼所述玻璃形成组分的配料，从而得到玻璃组合物；
与不用所述硅酸盐化合物而产生的具有等同组成的玻璃组合物相比，所述玻璃组合物具有降低了的氧化物分布的改变或降低了的所述挥发性组分的损失，其中所述氧化物分布在所述熔炉的进料端测量。
2.权利要求1的方法，进一步包括混合长石质组分。
3.权利要求1的方法，其中u、v和w分别为0。
4.权利要求1的方法，其中挥发性物质为铅或硒。
5.权利要求1的方法，其中挥发性物质为硼。
6.权利要求5的方法，其中挥发的硼减少了至少10wt％。
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