专利名称：：用粉石英熔制仪器玻璃的工艺的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种熔制玻璃的方法，尤其是用粉石英代替脉石英熔制仪器玻璃和器皿玻璃的方法。天然粉石英矿(硅土矿)是近年来发现的一种非金属矿物原料。这种原料不需碾磨可直接获得高纯度粉末状，而且杂质含量低，硅氧含量高，细粉多(粉石英粒度200目以下的约占75%，而脉石英粒度200目以下的约占20%)，是一种多用途的优质原料。众所周知，二氧化硅是最重要的玻璃形成氧化物，它以硅氧四面体(SiO4)的结构，组元形成无规的连续网络，成为玻璃的骨架。而粉石英中二氧化硅的含量可达99%以上，这就使粉石英代替脉石英熔制玻璃成为可能。近年来，粉石英在玻璃及玻璃纤维行业中已有研究和应用，但尚未可见到用粉石英代替脉石英熔制仪器玻璃和器皿玻璃的文献报导。本发明的目的在于提供一种用粉石英代替脉石英熔制仪器玻璃和器皿玻璃的工艺，从而降低玻璃熔制的能耗，减少熔制时间和产品成本。粉石英矿的主要矿物成分是微粒结晶质石英，其它杂质矿物含量甚微。未解离前的粉石英原矿呈等粒状集合体，解离后则呈单晶石英，它是一种低温型的α-石英。粉石英的主要化学成分是SiO2，原矿中的SiO2含量一般为95.0～98.5%，最高可达99.0%以上，多数含有数量不等的其它氧化物，如Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O等，一般说来，浅部矿体易受表土污染，Al2O3和Fe2O3的含量较高，深部矿体则比较纯净，为了清除杂质，一般采用水洗湿法筛分脱泥，即先用河水冲洗露天贮存的矿石粉，然后将过筛流入沉淀池内，在池内加入一定量的水玻璃，使混杂的表土充分悬浮，四十分钟后将悬浮的泥浆放掉，经五次过筛五次悬浮沉淀，然后脱水干燥即可得到粉石英精矿。精矿中的SiO2含量可达99.3～99.6%(重量)，Fe2O3含量降至0.03～0.04%(重量)以下，Al2O3和MgO的含量也明显下降。纯净的粉石英精矿，外观呈灰白色至白色，白度可达70～80%，锻烧后的白度略有增加，结构疏松，无粘性与可塑性，用手捻之即成粉末，高温锻烧不固结，仍呈松散状颗粒。天然粉石英均含有一定的水分，湿度在8%左右，真比色为2.65，干容重值为1.7～1.8，因颗粒细小，比表面积可达3600cm2/g以上，耐火度大于1700℃。本发明的目的是通过以下措施实现的用粉石英熔制仪器玻璃的原料组成为(重量单位)粉石英57～100份长石粉5.5～23.5份硼砂5～18份硼酸0～16份白云石3～10份纯碱3～40份硝酸钠3～5.5份萤石粉0～1份白砒0.15～1份硫化锑0～0.15份食盐0～0.5份氧化锌0～2份方解石0～11.5份。用粉石英熔制仪器玻璃的化学组成为(重量百分比)SiO271.3～76Al2O31.51～4.31B2O32.1～13.7CaO2.2～6.5MgO0～2.27R2O8.85～18.70ZnO0～1.84。本发明的熔制方法为将粉石英与其它配料按上述比例混合，在全密封搅拌机中用干法拌匀，然且放入坩埚炉中，在1550～1610℃的温度下熔炼12～15小时，搅拌澄清，形成玻璃液，经吹制成形，退火得到成品。在本发明中，最好将粉石英中Fe2O3的含量控制在0.05%(重量)以下。本发明与用脉石英熔制玻璃相比，具有以下优点1.脉石英必须通过开矿石、粉碎、碾磨、除铁、过筛后才能使用，而用粉石英这种天然原料不需碾磨，可直接获得高纯度的粉末状石英，省去了粉碎工艺设备，减少了物力(而脉石英粉碎设备易破损，折旧率很高，一个中型石英粉碎厂设备更新费可达100万元左右)人力的投资，降低了原料成本，有效地提高了社会经济效益。2.由于粉石英的粒度小于脉石英，故熔化温度低，熔制时间短，能耗相应降低，并省去了粉碎工艺的耗电量，因此，平均每吨可节约500度电，一个年消耗5000吨石英的玻璃厂，年节约资金可达100万元左右。3.用本发明方法制得的硼硅仪器玻璃、钠钙仪器玻璃、中性玻璃和器皿玻璃质量可靠，经过辽宁省技术监督局质量监督处对玻璃性能测试，产品的理化性能及外观质量均达到QB518-80技术标准要求。下面结合实施例对本发明作更为详细的描述。实施例1(硼硅量器玻璃的熔制)将粉石英2＃按表1中所列的配合比例与其它配料混合(化学组成见表2)，在全密封搅拌机中用干法拌匀，然后放入坩埚炉中，在1580～1610℃的温度下熔炼15小时，搅拌澄清，形成玻璃液，经吹制成形，退火得到500毫升量杯，200毫升容量瓶，200毫升量筒等产品。将上述产品经辽宁省技术监督局质量监督处检验测试，达到了国家规定的产品质量要求。检验结果如表5。实施例2(钠钙仪器玻璃的熔制)将粉石英2＃按表1中所列的配合比例与其它配料混合(化学组成见表2)，在全密封搅拌机中用干法拌匀，然后放入坩埚炉中，在1550～1580℃的温度下熔炼14小时，搅拌澄清，形成玻璃液，经吹制成形，退火得到成品。实施例3(中性玻璃)将粉石英2＃按表1中所列的配合比例与其它配料混合(化学组成见表2)，在全密封搅拌机中用干法拌匀，然后放入坩埚炉中，在1560～1580℃的温度下熔炼13小时，经搅拌、澄清、成形、退火得到成品。实施例4(器皿玻璃)将粉石英2＃按表1中所列的配合比例与其它配料混合(化学组成见表2)，在全密封搅拌机中用干法拌匀，然后放入坩埚炉中，在1550～1580℃的温度下熔炼13小时，经搅拌、澄清、成形、退火制得彩色花瓶。本发明实施例1～4中所用原料的种类及成分以及粉石英的粒度和成分见表3、表4。表4本发明实施例用粉石英的粒度及成分</tables>表5硼硅量器玻璃检测结果</tables>权利要求1.一种用粉石英熔制仪器玻璃的工艺，其特征在于a.玻璃的原料组成为(重量单位)粉石英57～100份长石粉5.5～23.5份硼砂5～18份硼酸0～16份白云石3～10份纯碱3～40份硝酸钠3～5.5份萤石粉0～1份白砒0.15～1份硫化锑0～0.15份食盐0～0.5份氧化锌0～2份方解石0～11.5份b.玻璃原料的化学组成为(重量百分比)SiO271.3～76Al2O31.51～4.31B2O32.1～13.7CaO2.2～6.5MgO0～2.27R2O8.85～18.70ZnO0～1.84c.玻璃的熔制方法为将粉石英与其它配料按上述比例混合，在全密封搅拌机中用干法拌料，然后放入坩埚炉中，在1550～1610℃的温度下熔炼12～15小时，搅拌澄清，形成玻璃液，经吹制成形，退火得到成品。2.根据权利要求1所述的用粉石英熔制仪器玻璃的工艺，其特征在于将粉石英中Fe2O3的含量控制在0.05%(重量)以下。全文摘要一种用粉石英代替脉石英熔制仪器玻璃和器皿玻璃的方法，该方法是将粉石英、长石粉、硼砂、硼酸、白云石、纯碱、硝酸钠、萤石粉、白砒、硫化锑、食盐、氧化锌、方解石等按比例混合，用干法拌匀，在1550～1610℃的温度下熔炼12～15小时，经搅拌、澄清、成型、退火得到成品。本发明原料不需碾磨，可直接获得高纯度的粉末状石英，省去了粉碎工艺设备，减少了物力、人力的投资，由于熔制时间短，降低了成本和耗电量，且玻璃质量可靠。文档编号C03B5/16GK1061205SQ9111109公开日1992年5月20日申请日期1991年11月23日优先权日1991年11月23日发明者李剑白,汤季田,李天培,幸芦笙,魏森泉,汤志清申请人:江西省科学院应用物理研究所