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钠钙瓶罐中添加助熔剂或者活性成分

瓶罐玻璃因其具有良好的化学稳定性而对内装物无污染;因气密性与耐高温性能、一定的机械强度而使用可靠;因透明或多彩而有利于提高商品的档次。所以瓶罐玻璃主要用于食品、酒类、饮料、医药等行业的产品包装。

抗压及机械强度、化学稳定性是瓶罐玻璃的主要性能。而玻璃成分中SiO2Al2O3CaOR2O的含量对这些特性有决定性作用,用量不能改变。如何降低玻璃熔化能耗、节能生产,只能从促进硅酸盐的形成阶段、降低玻璃的粘度和表面张力、加速玻璃的澄清和均匀化入手。一般增加一些微量助熔剂、活性剂原料或者微量元素。

1.1 添加微量的Li2O

  Li+属于惰性气体型离子、离子半径小、电场强度大,在高温时于结构中形成不对称中心,并能极化氧离子,起到减轻和破坏硅氧键(O/Si)的作用因此Li2O在玻璃中比K2ONa2O更强的断键作用,是一种强助熔剂。在玻璃配方中引入0.1-0.15%左右的Li2O,可以降低玻璃的熔制温度、加速熔化、提高玻璃产量和质量。[1]

   另外在碱硅玻璃中,碱金属在玻璃中主要是促进熔化的作用。当玻璃中碱金属氧化物的总含量不变,用一种碱金属氧化物逐步取代另一种时,玻璃的性质不是呈直线变化,而是出现明显的极值,从而产生混合碱效应而玻璃中同时存在两种碱金属氧化物所带来的“混碱效应”较单一的Na2O具有更好的助熔作用。

  瓶罐玻璃因是包装容器、使用大众化、需求量大、产品成本低,才能满足市场需求。碳酸锂成本比较高,一般选用含锂矿物,如:锂辉石、锂瓷石等,其中锂瓷石相对成本最低。该矿物中含有1.3-1.8%Li2O同时引入的F又是一种能加速玻璃反应降低玻璃粘度和表而张力促进玻璃液澄清和均化增加玻璃透热性的玻璃加速剂。所以由锂瓷石作为玻璃原料,不仅在玻璃配方中引入0.1-0.2%左右的Li2O还能引入0.1-0.2%左右的F,两者综合效应可以降低玻璃熔化温度起到节能降低成本,提高经济效益的目的。

化学成分

SiO2

Al2O3

CaO

R2O

Fe2O3

F

Li2O

占比(%

69-71

17-18.5

1.1-1.4

5-6.5

0.08

1

1.3-1.8

1  江西宜丰锂瓷石的氧化成分组成

  同时从表1可以看出,锂瓷石的化学成分中除其中含微量铁Fe2O3之外,其他成分都是普通钠钙瓶罐玻璃所需。特别是Al2O3含量达17%左右,可以替代配方中的部分长石、氢氧化铝原料;5-6.5%R2O随同引入,可以节约成本较高的纯碱使用量。所以锂瓷石是普通瓶罐玻璃比较理想的原料。

1.2 添加微量的磷矿粉,引入P2O5作为活性剂

   在平板玻璃中添加磷矿粉逐渐成为常例。磷矿石的主要组成是3Ca3PO42CaF。玻璃熔化反应过程中,磷矿石会和石英砂发生反应,过程如下:

     3Ca3PO42+SiO2+Na2CO32[Na2O·2CaO·P2O5]+2CaSiO3+CO2

   实验表明在1250以下该反应已经完成,这样有效的降低了玻璃的生成温度、加速玻璃的形成。同时P2O5在玻璃中可以降低玻璃的高温粘度及表面张力。当P2O5加入0.04%时,在1422时降低粘度10-30dPa•S,1322降低粘度60dPa•S。加入0.0133molP2O51300时可降低钠钙玻璃液表面张力0.012N/m。降低表面张力有助于玻璃的澄清和均化。经验表明,在玻璃中加入0.35%P2O5,熔化能力可提高4%左右,能耗可以减低4-6%

1.3 引入促进硅酸盐形成的WO3

   WO3可以和配合料中的SiO2Al2O3等难熔化合物形成低温共熔物,加速硅酸盐形成反应时间。同时WO3又是活性物质,可以降低玻璃液的粘度和表面张力。但WO3是贵金属,大量使用的化成本增高,作为瓶罐玻璃原料使用不现实,可以选用钨尾矿代替WO3,经济、划算。钨尾矿中WO3含量0.01%-0.11%,其余的SiO2Al2O3CaOR2OCaF等都是玻璃的成分组成所需。Fe2O3含量也不高,适合瓶罐使用。

化学成分

SiO2

Al2O3

CaO

R2O

Fe2O3

WO3

CaF

占比(%

76.2-86.3

7.8-8.4

0.2-1.3

3-5

0.6-1.6

0.01-0.11

0.4-5.3

2 江西钨尾矿的氧化成分组成

 时间: 2018-12-11 |  阅读: 6480