現(xiàn)代硅質(zhì)礦石原料在玻璃生產(chǎn)中的應(yīng)用分析

常亮，李文峰

（河北南玻玻璃有限公司，廊坊市永清縣 065600）

現(xiàn)代硅質(zhì)礦石原料在玻璃生產(chǎn)中的應(yīng)用分析

常亮，李文峰

（河北南玻玻璃有限公司，廊坊市永清縣 065600）

玻璃行業(yè)歷史悠久，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中扮演著尤為重要的角色。硅質(zhì)礦石原料作為玻璃生產(chǎn)的重要原料，其應(yīng)用與發(fā)展對(duì)玻璃行業(yè)及其產(chǎn)品有著極大的影響。

硅質(zhì)礦石；玻璃生產(chǎn)；應(yīng)用

前言：玻璃作為日常生活中應(yīng)用量較大的一種物料，其生產(chǎn)工藝及相關(guān)技術(shù)已經(jīng)形成了完整的系統(tǒng)。作為原料，硅質(zhì)礦石在其中的地位不容忽視，現(xiàn)代硅質(zhì)礦石的開采儲(chǔ)存運(yùn)輸相關(guān)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展完善。

一、硅質(zhì)礦石

硅質(zhì)礦石即可被工業(yè)使用的塊狀二氧化硅原料，主要指石英巖、脈石英及石英巖砂，根據(jù)成分為結(jié)晶硅石和膠結(jié)硅質(zhì)兩種。玻璃用硅質(zhì)原料有石英巖、石英砂巖、脈石英、石英砂、含粘土、長(zhǎng)石石英砂等。

玻璃硅質(zhì)原料礦石的主要礦物成分為石英，常見的絕大部分為低溫石英。石英巖是一種由石英砂或硅質(zhì)巖變質(zhì)形成的變質(zhì)巖，石英含量大于百分之八十五，經(jīng)常含有長(zhǎng)石、白云母等雜質(zhì)。石英砂巖是石英砂碎屑超過(guò)百分之九十五的固結(jié)砂質(zhì)巖石，表面常有包裹體。 脈石英礦石常呈白色、乳白色；油脂光澤,塊狀構(gòu)造，不等粒變晶結(jié)構(gòu)，礦物組成幾乎全部為石英，含少量長(zhǎng)石、云母等，礦石中常夾有圍巖團(tuán)塊。

石英砂是礦產(chǎn)品名稱，包括的品種較多，玻璃石英砂礦是指礦石成分合粒度符合玻璃工業(yè)要求的天然礦物或巖石碎粒。石英砂礦可分為石英砂、含長(zhǎng)石粘土石英砂、含長(zhǎng)石石英砂等礦石類型，統(tǒng)稱砂類礦；石英砂巖、石英巖及脈石英則統(tǒng)稱為巖類礦。含鐵化合物是玻璃硅質(zhì)原料礦石中主要有害雜質(zhì)，在熔融玻璃時(shí)有不良影響，降低玻璃的透明度、透紫外線性能，透熱性和機(jī)械強(qiáng)度。含鐵粘土礦物在石英砂中常見，通常通過(guò)篩分或淘除賦存于重礦物中的鐵質(zhì)，需經(jīng)磁選等方式選除；附在石英顆粒表面的鐵質(zhì)薄膜在選礦時(shí)需在水中擦洗，甚至要在酸溶液中擦洗；存在于石英礦物內(nèi)部包裹體中的鐵質(zhì)難以清除。

石英砂巖、石英巖、脈石英礦石化學(xué)成分較穩(wěn)定，二氧化硅含量一般達(dá)百分之九十七以上，有的達(dá)百分之九十九以上，三氧化二鐵含量一般較少。石英砂礦的化學(xué)成分各地變化較大，二氧化硅含量百分之八十二到百分之九十九，三氧化二鐵含量百分之零點(diǎn)零七至百分之一點(diǎn)三八。

二、玻璃及其生產(chǎn)工藝

玻璃歷史悠久，最早人工生產(chǎn)可追溯到公元前3700年前，由古埃及人制作。玻璃是一種透明，不透氣具有一定硬度的物料，日常環(huán)境中呈化學(xué)惰性，不會(huì)與生物起作用。一般不溶于酸，輕微溶于強(qiáng)堿。玻璃是非晶態(tài)固體，可保持特定外形，具有各向同性、介穩(wěn)性、漸變性與可逆性，無(wú)固定熔點(diǎn)。普通玻璃的成分主要為二氧化硅，生產(chǎn)的主要原料有砂巖、硅砂、長(zhǎng)石、石灰石、白云石、螢石、純堿、芒硝、碳粉，此外還有阻熔劑、澄清劑、氧化劑、還原劑、著色劑、脫色劑等。

玻璃生產(chǎn)的主要原料有玻璃形成體、玻璃調(diào)整物和玻璃中間體，其余皆為輔料，如上文中助熔劑等。玻璃生產(chǎn)方法主要包括原料預(yù)加工、配合料制備、溶制、成型、熱處理等。其中，原料預(yù)加工指將原料粉碎、干燥、除鐵等；熔制則指將材料加熱成符合要求的液態(tài)玻璃；成型即將液態(tài)玻璃按要求冷卻成型；熱處理通過(guò)退火、淬火等工藝，消除或產(chǎn)生玻璃按要求所需特性及形成一定的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。后期經(jīng)過(guò)各種加工方法生產(chǎn)出不同樣式、不同用途的玻璃，很多特種玻璃在制作階段就因?yàn)樵系牟煌瓿杉庸ぁ２ＡУ膽?yīng)用范圍很廣，各種生產(chǎn)生活用具基本都有玻璃制品，其中日常生活中最常見的就是玻璃窗。

中國(guó)的玻璃制造業(yè)近年來(lái)得到了長(zhǎng)足發(fā)展，在世界范圍內(nèi)做到了產(chǎn)量第一，深加工方面也有了很大進(jìn)步，為未來(lái)整個(gè)玻璃行業(yè)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。目前看來(lái)，玻璃的需求增長(zhǎng)趨勢(shì)會(huì)隨著時(shí)間的推移繼續(xù)下去，以滿足人們對(duì)生產(chǎn)生活科技發(fā)展的要求。玻璃行業(yè)會(huì)隨著科技發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化不斷壯大，生產(chǎn)出種類更加豐富、應(yīng)用更加廣泛的產(chǎn)品。

三、硅質(zhì)礦石原料應(yīng)用

硅質(zhì)礦石原料是玻璃生產(chǎn)中用量最大的一種原料，基本上決定了玻璃質(zhì)量，現(xiàn)代優(yōu)質(zhì)玻璃對(duì)礦石的要求越來(lái)越高，因此對(duì)原料的選取與合理搭配成為生產(chǎn)中較為重要的環(huán)節(jié)。國(guó)內(nèi)大多數(shù)玻璃生產(chǎn)廠，均無(wú)固定礦山供料，進(jìn)廠硅質(zhì)礦石原料成分波動(dòng)大。硅質(zhì)礦石原料選取時(shí)，需要考慮的不僅僅是生產(chǎn)出的玻璃的品質(zhì)，也需要考慮生產(chǎn)成本及技術(shù)條件等客觀因素，需要做到合理搭配綜合考慮，使玻璃的生產(chǎn)過(guò)程及加工環(huán)節(jié)呈最佳狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)最優(yōu)化。

在加工過(guò)程中，硅質(zhì)礦石原料需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的進(jìn)料卸料程序，按照均化堆場(chǎng)取料的規(guī)則進(jìn)行取料，確保原料的均化。一般開采出的大塊原料需要經(jīng)過(guò)三次均化程序，才符合玻璃企業(yè)對(duì)粉料的要求。硅質(zhì)礦石原料進(jìn)場(chǎng)后需要進(jìn)行一定時(shí)間的儲(chǔ)存，在儲(chǔ)存、取用同時(shí)完成均化，生產(chǎn)規(guī)模大、自動(dòng)化程度高的企業(yè)會(huì)采取均化堆場(chǎng)的方法，其效果取決于堆料、取料的方法。通常來(lái)說(shuō)，均化堆場(chǎng)方法使用頻率較高、范圍較廣，一般玻璃廠都會(huì)采用，而規(guī)模較小的玻璃廠比較傾向于其他方法，如機(jī)械倒庫(kù)等。

硅質(zhì)礦石原料入庫(kù)前，需對(duì)倉(cāng)庫(kù)整潔度進(jìn)行檢查，保證倉(cāng)庫(kù)地面整潔、無(wú)污染，庫(kù)房嚴(yán)禁漏雨滲水，及時(shí)修繕，避免污染。入庫(kù)時(shí)，保證車輛干凈并進(jìn)行相應(yīng)檢查，確定合格后方可入庫(kù)。硅質(zhì)礦石原料入庫(kù)時(shí)，按要求堆放在指定地點(diǎn)，嚴(yán)禁對(duì)方其他原料及物品，禁止無(wú)關(guān)車輛進(jìn)出，運(yùn)輸車輛須經(jīng)檢查合格方可進(jìn)行運(yùn)輸操作。上料鏟車裝在成都不得超過(guò)百分之八十，以免造成硅質(zhì)礦石因裝載過(guò)滿而灑落，上料結(jié)束后做好現(xiàn)場(chǎng)清潔工作，清掃的硅質(zhì)礦石原料不得再次投入使用，以免因礦石污染影響產(chǎn)品品質(zhì)。繁瑣嚴(yán)格的硅質(zhì)礦石運(yùn)輸、儲(chǔ)存、取用要求，保證了原料的潔凈程度，確保玻璃品質(zhì)不會(huì)因?yàn)樵先∮眠\(yùn)輸下降。

硅質(zhì)礦石原料經(jīng)均化等程序后，加工成粉料，與配置好的其他輔料按一定比例一起投入到熔窯中。熔窯多以天然氣為燃料，硅質(zhì)礦石原料與輔料經(jīng)高溫熔化、澄清、均化、冷卻后形成合格的玻璃液流入管道，經(jīng)一定時(shí)間冷卻后進(jìn)行成型，此時(shí)需通過(guò)機(jī)械進(jìn)行人工干預(yù)，玻璃按要求形成相應(yīng)形狀，這一過(guò)程中玻璃溫度繼續(xù)下降。玻璃進(jìn)入退火窯進(jìn)行退火冷卻，然后經(jīng)機(jī)械切割及缺陷檢驗(yàn)等程序，將成品挑選儲(chǔ)存，收集不合格品再次加工。嚴(yán)格的加工檢驗(yàn)程序保證了玻璃制品品質(zhì)的同時(shí)，避免了硅質(zhì)礦石原料的浪費(fèi)，做到了成本上的節(jié)約保證了利益的最大化、產(chǎn)品的最優(yōu)化。

結(jié)語(yǔ)：玻璃行業(yè)的發(fā)展與國(guó)民經(jīng)濟(jì)息息相關(guān)，玻璃行業(yè)對(duì)推動(dòng)整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著積極的作用。因此，硅質(zhì)礦石原料作為玻璃生產(chǎn)重要原材料，將會(huì)繼續(xù)起到不可忽視的作用，相關(guān)產(chǎn)業(yè)將因此得到長(zhǎng)足發(fā)展。

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