本发明属于玻璃的生产工艺技术领域，尤其涉及一种棕色玻璃澄清剂，还涉及一种上述棕色玻璃澄清剂的制备方法。
背景技术：
棕色玻璃是一种吸收紫外线、红外线的功能玻璃，棕色玻璃一般采用硫碳着色，配合料在熔化过程中澄清较为困难。玻璃在熔制过程中放出大量的气体，这是因为玻璃原料中的各种矿物(如长石)、金属盐(如碳酸钡)、氧化物(如SiO2)发生分解、融溶等化学反应所放出的反应产物。它们是玻璃生产过程中的必然产物，同时又是游离在玻璃结构体之外的多余的反应产物，称之为气态夹杂物，一般称为“气泡”。这些气泡的存在，会对最终的玻璃制成品产生致命的影响。
在玻璃生产过程中，硅酸盐的分解是在约800℃-1000℃，此时玻璃尚末形成，产生的各类气态夹杂物通过各固相的界面空隙全部进入烟道而排出。随着温度升高至1200℃-1300℃，组成玻璃的各种物质表面首先形成一层表面张力较大的高粘度液相物质，此时分解出的各类气态夹杂物就有可能封闭在熔体中形成气泡，这些气泡只有当其在熔体中的分压足够大时，才有可能克服熔体表面的阻力而逸出。温度继续升高至1300℃-1450℃，玻璃原料全部熔化，石英砂中的部分二氧化硅硅氧键断裂，出现少量氧气，而氧气量较少，不能形成大气泡，气泡内压较小，浮力小，不能自动排出，玻璃璃熔体包裹大量微小的气泡，这时，玻璃中气--液两相的界面张力处于一种相对平衡状态，没有外力的干扰和破坏，玻璃体中包裹的气泡便始终残留在玻璃液中。通过外加在1300-1430℃分解的物质或汽化的物质，使小气泡变成大气泡，提高气泡的内压与气泡的浮力，使玻璃液中气泡排出的过程即为澄清过程。
玻璃澄清剂是玻璃生产中重要的辅助原料，其主要功能是在玻璃熔制过程中，玻璃澄清剂通过高温分解(或气化)产生气体或降低玻璃液粘度，促使玻璃液中气泡的消除。按照传统方法，玻璃生产企业对玻璃澄清剂的使用一般采用现场添加，其品种包括氧化物澄清剂、硫化物澄清剂、氧化砷澄清剂或卤化物澄清剂中的一种或其组合。氧化砷除了导致玻璃产品颜色质量不稳定之外，一个最大的危害还在于砷的使用。因为，传统使用的白砒(氧化砷，又称砒霜)为一种良好的玻璃澄清剂，具有效果好、成本低的优势，成为玻璃生产厂家的首选。但是人们现在已知砷是一种剧毒物质，口服0.06克即可致死。长期接触白砒可引起慢性中毒症状，主要损害人的神经系统及肾、肝、心脏等器官，还有致癌作用。使用白砒作为玻璃澄清剂，不仅会产生高成本处理的工业废物，严重威胁操作人员健康和污染环境，而且在玻璃产品使用寿命耗尽时，还产生与之处理相关的问题，国外已明确禁止使用白砒做玻璃的澄清剂。
技术实现要素：
本发明的目的之一是克服现有技术中的不足，提供一种棕色玻璃澄清剂，不仅环境友好，而且可以有效消除熔融玻璃液中的气泡。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种棕色玻璃澄清剂，包括以下重量份数的各组分：工业盐8-10份、石膏24-26份、元明粉26-30份、方解石44-56份，所述工业盐的粒径为300-400目，石膏的粒径为200-300目，元明粉的粒径为200-300目，方解石的粒径为200-300目。
进一步地，所述棕色玻璃澄清剂，包括以下重量份数的各组分：工业盐9份、石膏25份、元明粉28份、方解石50份。
本发明的另一目的是提供一种上述棕色玻璃澄清剂的制备方法，该棕色玻璃澄清剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将工业盐、石膏、元明粉和方解石分别粉碎后过筛，将工业盐粉碎至粒径为300-400目，石膏粉碎至粒径为200-300目，元明粉粉碎至粒径为200-300目，方解石粉碎至粒径为200-300目；
(2)按照配比称取粉碎好的工业盐、石膏、元明粉和方解石；
(3)将称量好的石膏、元明粉和方解石混合均匀，超声波处理20-30min；
(4)将步骤(3)所得的混合物放入820-950℃的工业盐的熔融液中处理10-20min，以20℃每分钟的速度降温至240℃；
(5)向240℃的混合物中加入重量为工业盐质量的2-2.5倍的4℃的纯化水，并充分搅拌30min，冷却、粉碎至粒径为200-300目，即得目标物。
本发明采用工业盐、石膏、元明粉和方解石作原料，先将工业盐、石膏、元明粉和方解石粉碎至不同的粒径，再将工业盐熔融，将石膏、元明粉和方解石粉末添加到工业盐的熔融液中，可以很好地将石膏、元明粉和方解石粉末分散到工业盐的熔融液中，使得工业盐、石膏、元明粉和方解石均能充分发挥其澄清效果，澄清效果得到了大幅的提高。另外，在棕色玻璃的澄清过程中，由于方解石受热可以分解释放二氧化碳，释放的二氧化碳可以进入玻璃液的气泡内，降低气泡中的气体分压，使之继续吸收气体，促使气泡体积增大，加速上升，因此可以达到玻璃澄清与均化的目的。此外，工业盐、石膏、元明粉和方解石的热混合物中加入特定含量的4℃的纯化水，骤冷的操作步骤改变了分子结构，有利于发挥工业盐、石膏、元明粉和方解石之间的协同作用，使得本发明的棕色玻璃澄清剂的澄清效果更好，从而提高了所制备玻璃的质量。
除此之外，本发明的棕色玻璃澄清剂不含有砷、锑等高毒性物质，对环境友好，对人体无毒无害。
需要注意的是，步骤(5)需小心操作以防止水蒸气烫伤。
进一步地，所述棕色玻璃澄清剂还包括沸石粉、磁性氧化铁和硅溶胶，所述沸石粉与石膏的重量之比为1：4-1：6，所述磁性氧化铁的添加量与工业盐的添加量相同，所述硅溶胶的添加量为工业盐的添加量的一半。优选地，所述沸石粉与石膏的重量之比为1：5。所述沸石粉的粒径为100-150目，所述磁性氧化铁的粒径为200-300目。该棕色玻璃澄清剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将工业盐、石膏、元明粉和方解石分别粉碎后过筛，将工业盐粉碎至粒径为300-400目，石膏粉碎至粒径为200-300目，元明粉粉碎至粒径为200-300目，方解石粉碎至粒径为200-300目；
(2)按照配比称取粉碎好的工业盐、石膏、元明粉和方解石；
(3)将称量好的石膏、元明粉和方解石混合均匀，超声波处理20-30min；
(4)将步骤(3)所得的混合物放入820-950℃的工业盐的熔融液中处理10-20min，以20℃每分钟的速度降温至240℃；
(5)向240℃的混合物中加入重量为工业盐质量的2-2.5倍的4℃的纯化水，并充分搅拌30min，冷却、粉碎至粒径为200-300目；
(6)将沸石粉和磁性氧化铁分别粉碎后过筛，将沸石粉碎至粒径为100-150目，将磁性氧化铁粉碎至粒径为200-300目；
(7)按照配比称取硅溶胶以及粉碎好的沸石粉和磁性氧化铁；
(8)将称量好的沸石粉和磁性氧化铁混合均匀，将沸石粉和磁性氧化铁的混合物加热至1450-1540℃，保持10-20分钟后，冷却、粉碎至粒径为300-400目，并与称量好的硅溶胶、步骤(5)所得的粉碎物混合均匀，即得目标物。
将沸石粉和磁性氧化铁的混合物加热至1450-1540℃，保持10-20分钟后，冷却、粉碎至粒径为300-400目，并与硅溶胶以及步骤(5)所得的粒径为200-300目的工业盐、石膏、元明粉、方解石混合物混合均匀后，更进一步地发挥了各成分的协同作用，大大地提高了澄清效果，由于沸石粉和磁性氧化铁的混合物粒径为300-400目，步骤(5)所得的工业盐、石膏、元明粉、方解石混合物粒径为200-300目，粒径不同，比表面积也不同，不同的比表面积产生了沉降速度差，使其在等温熔体中产生梯次澄清效果，因此澄清效果得到了大幅的提高，从而提高了所制备玻璃的质量。
本发明的棕色玻璃澄清剂的使用方法如下：将本发明的棕色玻璃澄清剂按照0.7-0.9％的质量百分比加入到玻璃配合料中，经混料机混合投入玻璃池窑中，玻璃液加热到1430-1600℃熔化。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)本发明采用工业盐、石膏、元明粉和方解石作原料，先将工业盐、石膏、元明粉和方解石粉碎至不同的粒径，再将工业盐熔融，将石膏、元明粉和方解石粉末添加到工业盐的熔融液中，可以很好地将石膏、元明粉和方解石粉末分散到工业盐的熔融液中，使得工业盐、石膏、元明粉和方解石均能充分发挥其澄清效果，澄清效果得到了大幅的提高。(2)在棕色玻璃的澄清过程中，由于方解石受热可以分解释放二氧化碳，释放的二氧化碳可以进入玻璃液的气泡内，降低气泡中的气体分压，使之继续吸收气体，促使气泡体积增大，加速上升，因此可以达到玻璃澄清与均化的目的。(3)工业盐、石膏、元明粉和方解石的热混合物中加入特定含量的4℃的纯化水，骤冷的操作步骤改变了分子结构，有利于发挥工业盐、石膏、元明粉和方解石之间的协同作用，使得本发明的棕色玻璃澄清剂的澄清效果更好，从而提高了所制备玻璃的质量。(4)本发明的棕色玻璃澄清剂不含有砷、锑等高毒性物质，对环境友好，对人体无毒无害。
具体实施方式
以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
实施例1
一种棕色玻璃澄清剂，包括以下重量份数的各组分：工业盐9份、石膏25份、元明粉28份、方解石50份，所述工业盐的粒径为300目，石膏的粒径为300目，元明粉的粒径为300目，方解石的粒径为300目。
上述棕色玻璃澄清剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将工业盐、石膏、元明粉和方解石分别粉碎后过筛，将工业盐粉碎至粒径为300目，石膏粉碎至粒径为300目，元明粉粉碎至粒径为300目，方解石粉碎至粒径为300目；
(2)按照配比称取粉碎好的工业盐、石膏、元明粉和方解石；
(3)将称量好的石膏、元明粉和方解石混合均匀，超声波处理30min；
(4)将步骤(3)所得的混合物放入820-950℃的工业盐的熔融液中处理20min，以20℃每分钟的速度降温至240℃；
(5)向240℃的混合物中加入重量为工业盐质量的2.5倍的4℃的纯化水，并充分搅拌30min，冷却、粉碎至粒径为200目，即得目标物。
上述棕色玻璃澄清剂的使用方法为：将本实施例的棕色玻璃澄清剂按照0.7％的质量百分比加入到玻璃配合料中，经混料机混合投入玻璃池窑中，玻璃液加热到1575℃熔化。
实施例2
一种棕色玻璃澄清剂，包括以下重量份数的各组分：工业盐8份、石膏24份、元明粉26份、方解石44份，所述工业盐的粒径为400目，石膏的粒径为200目，元明粉的粒径为200目，方解石的粒径为200目，所述棕色玻璃澄清剂还包括沸石粉、磁性氧化铁和硅溶胶，所述沸石粉与石膏的重量之比为1：6，所述磁性氧化铁的添加量与工业盐的添加量相同，所述硅溶胶的添加量为工业盐的添加量的一半，所述沸石粉的粒径为100目，所述磁性氧化铁的粒径为200目。
上述棕色玻璃澄清剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将工业盐、石膏、元明粉和方解石分别粉碎后过筛，将工业盐粉碎至粒径为400目，石膏粉碎至粒径为200目，元明粉粉碎至粒径为200目，方解石粉碎至粒径为200目；
(2)按照配比称取粉碎好的工业盐、石膏、元明粉和方解石；
(3)将称量好的石膏、元明粉和方解石混合均匀，超声波处理20min；
(4)将步骤(3)所得的混合物放入820-950℃的工业盐的熔融液中处理15min，以20℃每分钟的速度降温至240℃；
(5)向240℃的混合物中加入重量为工业盐质量的2倍的4℃的纯化水，并充分搅拌30min，冷却、粉碎至粒径为300目；
(6)将沸石粉和磁性氧化铁分别粉碎后过筛，将沸石粉碎至粒径为100目，将磁性氧化铁粉碎至粒径为200目；
(7)按照配比称取硅溶胶以及粉碎好的沸石粉和磁性氧化铁；
(8)将称量好的沸石粉和磁性氧化铁混合均匀，将沸石粉和磁性氧化铁的混合物加热至1450-1540℃，保持10分钟后，冷却、粉碎至粒径为400目，并与称量好的硅溶胶、步骤(5)所得的粉碎物混合均匀，即得目标物。
上述棕色玻璃澄清剂的使用方法为：将本实施例的棕色玻璃澄清剂按照0.8％的质量百分比加入到玻璃配合料中，经混料机混合投入玻璃池窑中，玻璃液加热到1565℃熔化。
实施例3
一种棕色玻璃澄清剂，包括以下重量份数的各组分：工业盐10份、石膏26份、元明粉30份、方解石56份，所述工业盐的粒径为400目，石膏的粒径为200目，元明粉的粒径为200目，方解石的粒径为200目，所述棕色玻璃澄清剂还包括沸石粉、磁性氧化铁和硅溶胶，所述沸石粉与石膏的重量之比为1：5，所述磁性氧化铁的添加量与工业盐的添加量相同，所述硅溶胶的添加量为工业盐的添加量的一半，所述沸石粉的粒径为150目，所述磁性氧化铁的粒径为300目。
上述棕色玻璃澄清剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将工业盐、石膏、元明粉和方解石分别粉碎后过筛，将工业盐粉碎至粒径为400目，石膏粉碎至粒径为200目，元明粉粉碎至粒径为200目，方解石粉碎至粒径为200目；
(2)按照配比称取粉碎好的工业盐、石膏、元明粉和方解石；
(3)将称量好的石膏、元明粉和方解石混合均匀，超声波处理25min；
(4)将步骤(3)所得的混合物放入820-950℃的工业盐的熔融液中处理10min，以20℃每分钟的速度降温至240℃；
(5)向240℃的混合物中加入重量为工业盐质量的2.5倍的4℃的纯化水，并充分搅拌30min，冷却、粉碎至粒径为200目；
(6)将沸石粉和磁性氧化铁分别粉碎后过筛，将沸石粉碎至粒径为150目，将磁性氧化铁粉碎至粒径为300目；
(7)按照配比称取硅溶胶以及粉碎好的沸石粉和磁性氧化铁；
(8)将称量好的沸石粉和磁性氧化铁混合均匀，将沸石粉和磁性氧化铁的混合物加热至1450-1540℃，保持15分钟后，冷却、粉碎至粒径为400目，并与称量好的硅溶胶、步骤(5)所得的粉碎物混合均匀，即得目标物。
上述棕色玻璃澄清剂的使用方法为：将本实施例的棕色玻璃澄清剂按照0.9‰的质量百分比加入到玻璃配合料中，经混料机混合投入玻璃池窑中，玻璃液加热到1430℃熔化。
实施例4
一种棕色玻璃澄清剂，包括以下重量份数的各组分：工业盐9份、石膏25份、元明粉28份、方解石50份，所述工业盐的粒径为350目，石膏的粒径为200目，元明粉的粒径为300目，方解石的粒径为200目，所述棕色玻璃澄清剂还包括沸石粉、磁性氧化铁和硅溶胶，所述沸石粉与石膏的重量之比为1：4，所述磁性氧化铁的添加量与工业盐的添加量相同，所述硅溶胶的添加量为工业盐的添加量的一半，所述沸石粉的粒径为100目，所述磁性氧化铁的粒径为200目。
上述棕色玻璃澄清剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将工业盐、石膏、元明粉和方解石分别粉碎后过筛，将工业盐粉碎至粒径为350目，石膏粉碎至粒径为200目，元明粉粉碎至粒径为300目，方解石粉碎至粒径为200目；
(2)按照配比称取粉碎好的工业盐、石膏、元明粉和方解石；
(3)将称量好的石膏、元明粉和方解石混合均匀，超声波处理30min；
(4)将步骤(3)所得的混合物放入820-950℃的工业盐的熔融液中处理15min，以20℃每分钟的速度降温至240℃；
(5)向240℃的混合物中加入重量为工业盐质量的2倍的4℃的纯化水，并充分搅拌30min，冷却、粉碎至粒径为200目；
(6)将沸石粉和磁性氧化铁分别粉碎后过筛，将沸石粉碎至粒径为100目，将磁性氧化铁粉碎至粒径为200目；
(7)按照配比称取硅溶胶以及粉碎好的沸石粉和磁性氧化铁；
(8)将称量好的沸石粉和磁性氧化铁混合均匀，将沸石粉和磁性氧化铁的混合物加热至1450-1540℃，保持20分钟后，冷却、粉碎至粒径为300目，并与称量好的硅溶胶、步骤(5)所得的粉碎物混合均匀，即得目标物。
上述棕色玻璃澄清剂的使用方法为：将本实施例的棕色玻璃澄清剂按照0.7％的质量百分比加入到玻璃配合料中，经混料机混合投入玻璃池窑中，玻璃液加热到1590℃熔化。
实验结果表明，采用本发明实施例1-实施例4的棕色玻璃澄清剂所制得的棕色玻璃气泡缺陷少，每平米棕色玻璃中大于0.02mm的气泡不超过2个，经8-10h化学钢化得到的玻璃表面应力达530-560Mpa，钢化深度达39μm以上。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进应视为本发明的保护范围。