专利名称：一种新型特种玻璃的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种玻璃的生产工艺，尤其涉及一种新型特种玻璃的制备方法。
背景技术：
在玻璃生产中，原料中含有的一些有害杂质会严重影响玻璃产品的质量。比如，几乎所有玻璃里都含有氧化铁，氧化铁呈青灰色或棕红色，会影响玻璃的色泽和透明度。这些氧化铁通过原料、砂子、石灰石以及玻璃配料中的碎玻璃被带入玻璃，其存在形式有两种一种是使玻璃颜色变成深蓝的二价铁，另一种使玻璃颜色变成黄色的三价铁。传统的脱色工艺就是把二价铁离子氧化成三价铁，因为三价铁的色调强度只有二价铁的十分之一，然后再添加补色剂，把颜色中和成浅绿色，这样又会影响玻璃的色泽和透明度。传统领域里，一般采用氧化砷来作澄清剂，但其效果并不理想，而且会对环境带来污染。
理论研究表明，稀土元素的特征电子层构型为(n-2)fl 14ns2或者(n_2)fl
14(n-l)dlns2，它们在化学反应中容易失去最外层的s电子、次外层的d电子，有时甚至也可部分或全部失去外数第三层的f电子而形成+3或+4价阳离子，因此，在稀土元素离子的电子层结构中，存在着一层不饱和的亚层(外层第三层上的f亚层)，这个不饱和的电子亚层在受到不同波长的光照射时，表现出对光的选择性吸收和反射，或吸收一种波长的光后，又会放出另一种波长的光。利用这种特性，稀土氧化物可作为玻璃的着色剂和助色剂。另夕卜，稀土元素外数第三层上的f亚层，被最外层的s电子壳和次外层的P电子壳所屏蔽，使得外数第三层上的f电子受邻近其它原子的势场(配位场)影响较小，这与第四周期过渡元素不同。第四周期过渡金属离子的最外层外面没有其它电子层屏蔽，因而受其它配位场或晶体场的影响较大，所以，稀土着色比过渡金属离子着色要稳定的多，一般不随玻璃基质的改变而变色。因此，鉴于此，申请人考虑引入少量稀土氧化铈(Ce02)作为澄清剂，因为氧化铁和氧化铈在高温下能形成一种难熔盐，它浮在玻璃熔融液的表面上可以被除去，从而避免了由于氧化铁的不良着色而影响玻璃的色泽和透明度。氧化铈代替传统的氧化砷作玻璃澄清剂来清除气泡和微量带色元素，尤其在制备无色玻璃时，其效果会更显著，成品晶荧洁白、透明度好、玻璃强度和耐热性提高，同时还能消除砷对环境的污染。另外，据研究，在熔制玻璃过程中加入氧化镧，能够大幅度提高玻璃的密度和导热系数，高折射、低色散特性。在熔制玻璃过程中，加入氧化钕，可提高玻璃强度和耐热性提闻。目前国内生产特种玻璃、石英玻璃，熔点高，能耗大，产量低，成本高，不易形成规模化生产。为了形成规模化生产，降低熔点，节约能源，产量大，成本低。改进现有的生产工艺，生产出明亮晶莹、色泽纯正、透明度好，改善玻璃的强度和热稳定性，超强超透耐热玻璃，需要提供一种新型生产特种玻璃的生产方法
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型特种玻璃的制备方法，其能够提高玻璃的强度和热稳定性、透明度和纯度，使得其色泽纯正，明亮。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案。一种新型特种玻璃的制备方法，其包括如下步骤
(O原料的选择及配制按如下重量份数称取原料并将其混合砂岩6. I 6. 2份、娃砂I. O I. 06份、白z 石O. 8 O. 82份、石灰石O. 39 O. 44份、纯喊I. 35 I. 59份、芒硝O. 12 O. 13份；
(2)添加物的选择及配制称取氧化镧、氧化铈、氧化钕作为添加物并将其混合，使得其中稀土含量分别为-M O. 0002 O. 0008份、铈O. 0003 O. 003份、钕O. 0005 O. 0012份； (3)熔融将步骤(I)配制的原料以及步骤(2)配制的添加物输送到熔窑内熔化、抽气脱泡；升高到1560—1580°C并保温25-40min，得到澄清玻璃液；
(4)成型将步骤(3)获得的所述玻璃液流入锡槽内进行摊平、展薄、抛光成型，形成玻璃板；
(5)退火将通过步骤(4)成型的所述玻璃板送入退火窑进行退火，消除由于温度差引起的暂时应力，形成成品玻璃板；
(6)切裁将步骤(5)获得的所述成品玻璃板切裁成需要的各种规格。本发明的有益效果在于由于加入了适当分量的稀土元素镧、铈、钕，该方法制造的玻璃成品晶荧洁白、透明度好、玻璃强度和耐热性均提高，玻璃的密度和导热系数，高折射、低色散特性等均提高。同时还能消除现有玻璃制造方法中使用的澄清剂等对环境带来的污染问题。
具体实施例方式下面将介绍本发明的优选实施例，以更好地详述本发明的技术方案及有益效果。实施例一。该实施例的玻璃制备方法包括如下步骤
(I)原料的选择与配制按如下重量份数称取原料并混合砂岩6. I份、娃砂I. O份、白云石O. 8份、石灰石O. 39份、纯碱I. 35份、芒硝O. 12份；每份以20kg计。(2)添加物的选择及配制称取氧化镧、氧化铈、氧化钕并混合，使得其中的稀土含量分别为镧O. 0002份、铈O. 0003份、钕O. 0005份；每份以20kg计。具体地，首先，计算含O. 0002份(即4g)镧的氧化镧量、含O. 0003份(即6g)铈的氧化铈量、含O. 0005份(即IOg)钕的氧化钕量。然后，用天平称出足量的氧化镧、氧化铈及氧化钕，加入预混机内混合，形成添加物混合物。优选地，可以在该预混机内先加入I. 35份(27kg)纯碱原料(相应地原料混合时，相应量的纯碱不必加入)，这些氧化镧、氧化铈及氧化钕和纯碱在预混机内混合，预混机转动至少2— 6圈。然后，将混合后的物质倒入容纳袋中。在批量生产时，可以按照上述比例先混合好若干重量的氧化镧、氧化铈、氧化钕和纯碱备用，然后按照本次生产量的需要，称取相应重量的混合物添加入其他原料中。(3)熔融将步骤(I)配制的原料以及步骤(2)配制的添加物输送到熔窑内熔化、抽气脱泡10-15min ;升高到1560°C并保温25min，得到澄清玻璃液。(4)成型将步骤(3)获得的玻璃液流入锡槽内进行摊平、展薄、抛光成型，形成玻璃板。(5)退火将通过步骤(4)成型的所述玻璃板送入退火窑进行退火，消除由于温度差引起的暂时应力，形成成品玻璃板。
(6)切裁将步骤(5)获得的所述成品玻璃板切裁成需要的各种规格。(7)装箱将成品玻璃进行包装，有利于运输。实施例二。(I)原料的选择与配制按如下重量份数称取原料并混合砂岩6. 2份、硅砂I. 06份、白云石O. 82份、石灰石O. 44份、纯碱I. 59份、芒硝O. 13份；每份以20kg计。(2)添加物的选择及配制称取氧化镧、氧化铈、氧化钕并混合，使得其中的稀土含量分别为镧O. 0008份、铈O. 003份、钕O. 0012份；每份以20kg计。具体地，首先，计算含O. 0008份(即16g)镧的氧化镧量、含O. 003份(即60g)铈的氧化铈量、含O. 0012份(即24g)钕的氧化钕量。然后，用天平称出足量的氧化镧、氧化铈及氧化钕，加入预混机内混合,形成添加物混合物。(3)熔融将步骤(I)配制的原料以及步骤(2)配制的添加物输送到熔窑内熔化、抽气脱泡10-15min ;升高到1580°C并保温30min，得到澄清玻璃液。(4)成型将步骤(3)获得的玻璃液流入锡槽内进行摊平、展薄、抛光成型，形成玻璃板。(5)退火将通过步骤(4)成型的所述玻璃板送入退火窑进行退火，消除由于温度差引起的暂时应力，形成成品玻璃板。(6)切裁将步骤(5)获得的所述成品玻璃板切裁成需要的各种规格。(7)装箱将成品玻璃进行包装，有利于运输。实施例三。(I)原料的选择与配制按如下重量份数称取原料并混合砂岩6. 2份、硅砂I. 04份、白云石O. 81份、石灰石O. 42份、纯碱I. 45份、芒硝O. 13份；每份以20kg计。(2)添加物的选择及配制称取氧化镧、氧化铈、氧化钕并混合，使得其中的稀土含量分别为镧O. 0005份、铈O. 002份、钕O. 0008份；每份以20kg计。具体地，首先，计算含O. 0005份(即IOg)镧的氧化镧量、含O. 002份(即40g)铈的氧化铈量、含O. 0012份(即24g)钕的氧化钕量。然后，用天平称出足量的氧化镧、氧化铈及氧化钕，加入预混机内混合,形成添加物混合物。(3)熔融将步骤(I)配制的原料以及步骤(2)配制的添加物输送到熔窑内熔化、抽气脱泡10-15min ;升高到1570°C并保温35min，得到澄清玻璃液。(4)成型将步骤(3)获得的玻璃液流入锡槽内进行摊平、展薄、抛光成型，形成玻璃板。(5)退火将通过步骤(4)成型的所述玻璃板送入退火窑进行退火，消除由于温度差引起的暂时应力，形成成品玻璃板。(6)切裁将步骤(5)获得的所述成品玻璃板切裁成需要的各种规格。(7)装箱将成品玻璃进行包装，有利于运输。
实施例四。(I)原料的选择与配制按如下重量份数称取原料并混合砂岩6. 2份、硅砂I. 02份、白云石O. 81份、石灰石O. 40份、纯碱I. 4份、芒硝O. 13份；每份以20kg计。(2)添加物的选择及配制称取氧化镧、氧化铈、氧化钕并混合，使得其中的稀土含量分别为镧O. 0003份、铈O. 001份、钕O. 0006份；每份以20kg计。具体地，首先，计算含O. 0003份(即6g)镧的氧化镧量、含O. 001份(即20g)铈的氧化铈量、含O. 0006份(即12g)钕的氧化钕量。然后，用天平称出足量的氧化镧、氧化铈及氧化钕，加入预混机内混合，形成添加物混合物。(3)熔融将步骤(I)配制的原料以及步骤(2)配制的添加物输送到熔窑内熔化、抽气脱泡10-15min ;升高到1580°C并保温40min，得到澄清玻璃液。(4)成型将步骤(3)获得的玻璃液流入锡槽内进行摊平、展薄、抛光成型，形成玻 璃板。(5)退火将通过步骤(4)成型的所述玻璃板送入退火窑进行退火，消除由于温度差引起的暂时应力，形成成品玻璃板。(6)切裁将步骤(5)获得的所述成品玻璃板切裁成需要的各种规格。(7)装箱将成品玻璃进行包装，有利于运输。本发明的各实施例中，由于以适当的比例和方式加入了稀土物质镧、铈、钕，本发明的方法制造的玻璃明亮晶莹、色泽纯正、透明度非常好，而且玻璃的强度和热稳定性也被大大地加强；玻璃的密度和导热系数，高折射、低色散特性等均提高。以此方法或者对此方法进行简单相应的调整，可以制造出不同用途的光学玻璃和特种玻璃。上述实施例仅为列举，因此并不能以此限制本发明的保护范围。在本发明的其他实施例中，各原料及添加的稀土的质量当然可以做其他选择，只要其相互比例在权利要求及发明内容中陈述的比例范围之内即可。此外，由于不同的产品需求，原料的选择也可以在现有技术内作适当的调整，制造步骤也可以在现有技术内作适当的调整，因此任何不改变本发明实质内容的等同变换和替换，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
1. 一种新型特种玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤 (1)原料的选择及配制按如下重量份数称取原料并将其混合砂岩6.I 6. 2份、娃砂I. O I. 06份、白z 石O. 8 O. 82份、石灰石O. 39 O. 44份、纯喊I. 35 I. 59份、芒硝O. 12 O. 13份； (2)添加物的选择及配制称取氧化镧、氧化铈、氧化钕作为添加物并将其混合，使得其中稀土含量分别为-M O. 0002 O. 0008份、铈O. 0003 O. 003份、钕O. 0005 O. 0012份； (3)熔融将步骤(I)配制的原料以及步骤(2)配制的添加物输送到熔窑内熔化、抽气脱泡；升高到1560—1580°C并保温25-40min，得到澄清玻璃液； (4)成型将步骤(3)获得的所述玻璃液流入锡槽内进行摊平、展薄、抛光成型，形成玻璃板； (5)退火将通过步骤(4)成型的所述玻璃板送入退火窑进行退火，消除由于温度差引起的暂时应力，形成成品玻璃板； (6)切裁将步骤(5)获得的所述成品玻璃板切裁成需要的各种规格。
全文摘要
今天本发明涉及一种新型特种玻璃的制备方法，其包括如下步骤(1)原料的选择及配制按如下重量份数称取原料并混合砂岩6.1～6.2份、硅砂1.0～1.06份、白云石0.8～0.82份、石灰石0.39～0.44份、纯碱1.35～1.59份、芒硝0.12～0.13份；(2)添加物的选择及配制称取氧化镧、氧化铈、氧化钕作为添加物并混合，使得其中的稀土含量分别为镧0.0002～0.0008份、铈0.0003～0.003份、钕0.0005～0.0012份；(3)熔融将步骤(1)配制的原料以及步骤(2)配制的添加物输送到熔窑内熔化、抽气脱泡；升高到1560-1580℃并保温25-40min，得到澄清玻璃液；(4)成型；(5)退火；(6)切裁。通过该方法制得的玻璃透明度高、色泽纯正，强度和热稳定性好。
文档编号C03C6/04GK102815857SQ20121032760
公开日2012年12月12日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者林小庆, 李彦辉 申请人:广东富睿实业集团有限公司