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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于玻璃制造,具体地,涉及一种减碳化玻璃配方及其制备方法。
技术介绍
1、节约能源、降低碳排放是当今时代及未来的发展趋势。玻璃行业由于其高能耗、高碳排放等特点,被纳入我国碳排放几大重点行业之一。在玻璃生产中,co2排放源类型之一:主要为生产使用的原料中含有碳酸盐如石灰石、白云石、纯碱等在高温状态下分解产生的co2排放。
2、配合料在受热过程中能放出气体的原料有碳酸盐(如na2co3、caco3、mgco3、baco3等)、水分、硝酸盐、硼砂、硼酸和氢氧化铝等。每制造1000kg钠钙玻璃约需要1200kg原料,其200kg质量差值中约有150kg是由原料中的碳酸盐在高温脱碳过程中产生co2引起的,其余部分是配合料熔解时排出的水分、澄清剂的分解和挥发物。co2的产生与各种碳酸盐的分解有直接关系,co2主要来自各种碳酸盐的热分解、形成硅酸盐时的分解产物和来自复盐的分解以及低共熔混合物的分解反应。
3、传统的玻璃原料工艺配合料是以粉料形式进入窑炉中。粉料中细粉过多会给工作环境和人体健康带来危害,侵蚀结构设备,堵塞格子体,降低窑炉寿命;粉料的飞散更会改变原有各组分的配比量,例如:熔化过程中粉体碱金属和硼的挥发性要远远大于颗粒状,这种情况会影响玻璃均匀性等产品质量;粉状的玻璃配合料孔隙率高达40%~50%,导热系数低,熔制时间长,浪费能源。
4、近年来,包括我国在内的世界各国研究利用粒化料代替粉状配合料进行熔化,现有技术采用配合料粒化机将粉料进行压块或制成球状,再进行玻璃熔制,提高原料利用率,节
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷,提供一种减碳化玻璃配方及其制备方法,能够在玻璃生产制造过程中降低co2的排放,并制备得到一种气泡少,且均质性良好的玻璃。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现:
3、一种减碳化玻璃配方,按质量百分比计,包括以下组分:53~60%的石英砂、12~18%的硅灰石、5~12%的钠长石、0.5~2%的锂辉石、15~20%的naoh。
4、引入活性原料能加速硅酸盐的形成和加速玻璃澄清和均化,同时降低熔制温度和减少碳酸盐的用量。从配合料的硅酸盐反应过程中可知,cao最终和sio2生成casio3,因此,硅灰石(casio3)可以作为玻璃原料,其理论组成为cao 48.3%,sio2 51.7%,只需要熔化即可,也没有大量的高温气体产生,既可替代caco3引入cao,减少碳酸盐的使用,又可减少热量的消耗和降低玻璃液的熔化温度,从而实现co2减排的作用。采用含有r2o的钠长石(化学成分为na(alsi3o8))、锂辉石(化学成分为lial(si2o6))代替玻璃组分中部分na2o、al2o3。氧化锂和氧化钠同属网络外体氧化物,当o/si比值较小时,li2o主要起断网作用,具有非常好的助熔效果,可降低熔化温度和熔体黏度,促进玻璃液的澄清和均化。
5、本专利技术与传统原料制备玻璃的过程中对比,减少了co2的排放。在传统钠钙硅玻璃的配合料中,co2的释放过程为配合料在600℃左右开始逸出co2,它是由先前生成的复盐cana2(co3)2与sio2作用的结果:
6、cana2(co3)2+2sio2→na2sio3+casio3+2co2↑
7、在720~900℃时,碳酸钠和二氧化硅反应:
8、na2co3+sio2→na2sio3+co2↑
9、在740~800℃时,cana2(co3)2和na2co3低温共熔物形成并熔化,开始与sio2作用:
10、cana2(co3)2+na2co3+3sio2→2na2sio3+casio3+3co2↑
11、在912℃和960℃时,caco3和cana2(co3)2相继分解:
12、
13、
14、在1010℃时,cao和sio2反应:
15、cao+sio2→casio3
16、在上述过程中,1t碳酸钙完全分解可产生0.440t的co2,而1t碳酸钠产生的co2为0.415t。因此,原料中co2的排放因子可根据玻璃中的氧化钠、氧化钙等的含量来确定。另外研究低气体率玻璃配方也将成为co2减排的重点任务之一。
17、本专利技术的另一个目的在于提供一种减碳化玻璃的制备方法,具体如下:
18、将减碳化玻璃的配方料进行挤压法粒化工艺处理,挤压法粒化
技术实现思路
具体包括:外加2~5%的水,5~10%硅溶胶粘结剂,保证配合料的湿度和好的粘剂效果,充分混合后送入挤压成型机,控制挤压成型机的压力在50~150mpa,挤压形成直径为5~15mm的球状或片状造粒体,将造粒成型后的配合料造粒体预热至500℃,然后投入窑炉进行熔制,即可制得减碳化玻璃。
19、本专利技术的有益效果:
20、本专利技术能够有效降低玻璃生产制造过程中co2的排放,并制备得到一种气泡少,且均质性良好的玻璃;
21、本专利技术的制备方法,能够提高粒化配合料利用率,缩短熔化时间,降低熔化温度,提升玻璃熔化质量,降低单位能耗,减少碳排放。
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1.一种减碳化玻璃,其特征在于,其配方按质量百分比计,包括以下组分:53~60%的石英砂、12~18%的硅灰石、5~12%的钠长石、0.5~2%的锂辉石、15~20%的NaOH。
2.根据权利要求1所述的一种减碳化玻璃的制备方法,其特征在于,具体如下:
3.根据权利要求2所述的一种减碳化玻璃的制备方法,其特征在于,挤压法粒化工艺具体包括:外加2~5%的水,5~10%硅溶胶粘结剂,充分混合后送入挤压成型机,挤压形成直径为5~15mm的球状或片状造粒体。
4.根据权利要求3所述的一种减碳化玻璃的制备方法,其特征在于,控制挤压成型机的压力在50~150MPa。
【技术特征摘要】
1.一种减碳化玻璃,其特征在于,其配方按质量百分比计,包括以下组分:53~60%的石英砂、12~18%的硅灰石、5~12%的钠长石、0.5~2%的锂辉石、15~20%的naoh。
2.根据权利要求1所述的一种减碳化玻璃的制备方法,其特征在于,具体如下:
3.根据权利要求2所...
【专利技术属性】
技术研发人员:彭寿,仲召进,石丽芬,崔介东,倪嘉,王巍巍,洪伟,张冲,曹欣,韩娜,胡文涛,周刚,王鹏,孙晨蕊,
申请(专利权)人:中建材玻璃新材料研究院集团有限公司,
类型:发明
国别省市:
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