电熔炉熔化乳浊玻璃添加碎乳浊玻璃探讨
发布日期： 2020-08-13 10:41:26 阅读量（397） 作者：1 碎乳浊玻璃粒度
碎乳浊玻璃的来源: 一是工厂生产过程中的不合格品、玻璃碎片以及放料过程中将玻璃液在水中骤冷得到的玻璃碎块; 二是回收站回收的玻璃废弃物。本文主要说的是后者，一般都是包装容器使用后的废弃物。要回收碎玻璃添加到玻璃电熔炉中利用，必须破碎到符合要求的粒度，因为玻璃的粒度直接决定玻璃的熔化
质量。
1.1 碎乳浊玻璃粒度过细
颗粒过细会使熔化过程变得困难。根据实践，如碎乳浊玻璃的粒度与配合料中的一部分原料粒度相当，则纯碱将优先与碎乳浊玻璃反应，导致石英砂熔解困难，整个熔制过程变慢。因为玻璃的软化温度在 720 ℃以上，纯碱的熔点是 851 ℃。在配合料中，纯碱本来是包裹在石英砂等难熔矿物颗粒的外面帮助其熔化。若是碎乳浊玻璃颗粒细小，会包裹碎乳浊玻璃颗粒。这样助熔材料和易熔材料在一起先行熔化，使难熔的石英砂等熔化更困难。
颗粒过细导致夹杂的杂质过多。碎玻璃在回收过程中，不可避免地与金属器物、水泥地、泥土等接触，这些杂质在玻璃破碎后都是以非常细小的颗粒存在于玻璃配合料中，对玻璃的熔化质量影响非常大。碎乳浊玻璃在考虑粒度的同时，还需要考虑导热系数、堆积密度。从上文叙述可以看出，当与配合料粒度近似，即 0.25 ～ 2 mm 时，物料颗粒的熔化速率快、堆积密度小，容易相互粘连，形成泡沫层，使导热系数变差，影响熔化。
1.2 碎玻璃不规则且过大
回收的碎乳浊玻璃多是瓶罐类包装容器，需经粉碎才能二次利用。当碎玻璃不规则且过大时，会造成:
(1) 在配制时，配合料中的细粉会进入这些瓶罐容器内，而在熔化时表面的瓶罐玻璃先行软化，将配合料细粉成团地包裹在软化的玻璃中，造成部分配合料熔化滞后、反应迟缓，玻璃液出现气泡、条纹、结石等缺陷。若是石英砂及氢氧化铝等难熔原料大量进入瓶罐容器内部，更容易造成配合料不能混合均匀，导致玻璃液产生结石和条纹缺陷。
(2) 玻璃在电炉熔化时，需要一定的生料层———即没有参与熔化的配合料覆盖在表面，保持炉中热量不散失，促进配合料熔制。生料层厚度一般保持在 150 ～ 200 mm，以均匀覆盖在玻璃熔化层上面为最佳。若碎玻璃粒度太大，生料层局部可能全部是以大块碎玻璃存在。玻璃在 720 ℃以上就软化，熔化时生料层中的碎玻璃先软化。这样熔化过程中产生的气体会从软化的玻璃处冒出，此处生料层鼓起、鼓破，导致热量散失，生料层破坏。最终炉中玻璃液温度不稳定，熔化质量不达标。
综上所述，碎乳浊玻璃一般选取 2 ～ 50 mm 的块状为最佳。这样能保证
(1)细小的杂质不会引入到配合料中;
(2)熔化过程中不形成泡沫层，导热系数最佳，不影响熔化;
(3)不会有配合料被玻璃包裹，导致熔化减慢、滞后;
(4)能够稳定生料层，保证炉中温度能够满足熔化配合料的需求。
2 碎玻璃的质量要求
2.1 碎玻璃中杂质的要求
回收的碎玻璃以乳浊瓶罐居多，作为包装容器不可避免地有标签、表面喷漆、花纸、瓶口塑料内衬、陶瓷、金属盖等杂质存在。这些杂质必须处理干净，才能保证玻璃液的质量、色泽稳定。
(1) 在玻璃电熔炉熔化中，一般是弱氧化气氛。这主要是由于玻璃原料中都存在FeO或 Fe2O3。熔化形成玻璃后，前者显蓝绿色，后者显黄绿色。前者的着色能力是后者的10倍以上。所以在玻璃中尽量以Fe2O3存在才能得到高白或者精白色泽的玻璃。熔化气氛一般选取弱氧化气氛，才能保证 Fe2O3 在玻璃中存在。而且电炉熔化时气氛只能依靠配合料组成来调节。而上述的纸质、塑料、喷涂漆料等杂质在玻璃熔化的过程中会燃烧，而燃烧需要大量的氧，导致玻璃中的氧含量降低，这样在玻璃液中较多形成 FeO，导致玻璃颜色显蓝绿色。
(2) 在回收的碎乳浊玻璃中如有很多陶瓷存在，因乳浊玻璃和陶瓷在外观上类似，去除困难。陶瓷是以陶土、黏土、高岭土等矿物质烧制而成，其主要成分是二氧化硅和硅酸盐( 如硅酸铝、硅酸钙等) ，在乳浊玻璃电熔炉熔化中可以熔化。但因成分中二氧化硅、氧化铝含量高，不能充分熔化，会导致产品中出现大量的结石。所以陶瓷类杂质绝对不能出现在回收利用的碎玻璃里。
(3) 上述纸质、塑料、喷涂漆料等杂质中存在大量的碳氢化合物、硫化物，这些杂质燃烧以后会产CO2、H2O、SO2等气体，在玻璃液表面形成一层泡沫层，降低热量传递、影响熔化。同时大量气体挥发后，会影响生料层的薄厚均匀度，导致热量散失、熔化秩序紊乱，最终玻璃熔化质量变差。
2.2 碎玻璃中成分的要求
(1) 回收的乳浊碎玻璃成分稳定，这样可以做到生产稳定，不会因为碎玻璃的成分导致产品频繁出现质量问题。
(2) 回收碎玻璃中不能含有金属氧化物杂质，如 As2O3、Sb2O3 等。在玻璃电熔炉中钼是电极组件，这些成分和Mo的反应自由能变化△G<0，因此 Mo 会与这些氧化物发生反应，导致 Mo 被氧化，析出金属(如 Sb、 As 等) 。钼电极会严重腐蚀，影响电熔炉的使用寿命。
3 结论
(1) 碎玻璃粒度为 2 ～ 50 mm( 粒度在 30 ～ 50 mm 之间的至少占 40%以上) 。
(2) 碎玻璃成分与玻璃设计成分接近、稳定，碎玻璃中不含与金属钼有反应的成分，如金属氧化物( As2O3、Sb2O3 等) 和杂质( 特别是喷漆玻璃、瓶盖、陶瓷产品等) 满足上述条件的碎乳浊碎玻璃可以在玻璃电熔炉中添加、使用。
作者：吴作军，田瑞国
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