无机非金属工艺学课程设计

无机非金属工艺学课程设计内容摘要：

酸盐、二氧化铈、五氧化二砷、五氧化二锑及硫酸盐等 属于还原剂的原料主要有碳（煤粉、焦炭粉、木屑）、酒石酸氢钠、氧化锡、二氧化锡、锡粉、酒石酸等  着色剂 使玻璃着色的物质，称为玻璃的着色剂。 着色剂的作用是使玻璃对光线产生选择性的吸收，呈现一定的颜色。 根据着色剂在玻璃中的状态，可将着色剂分为离子着色剂、胶体着色剂和半导体化合物微晶着色剂。  脱色剂 无 色玻璃应当具有良好的透明度。 但是由于原料质量和工艺的影响，可能会在玻璃带入铁、铬、钛、钒等杂质，从而呈现不希望出现的颜色，降低玻璃的透明度。 为了减弱消减这些颜色而在配料中加入的物质称为脱色剂。 根据脱色机理，脱色剂分为物理脱色剂和化学脱色剂： 常用的物理脱色剂有铯 、二氧化锰、三氧化铬、稀土化合物 常用的化学脱色剂有三氧化二砷、硫化钠、硝酸盐、氟化物、氯化物等  乳浊剂 使玻璃产生不透明的乳白色的物质，称为乳浊剂。 当熔制玻璃的温度降低时，乳浊剂呈 10~100nm 的结晶或无定性的微粒析出，其折射率与周围玻璃基体不 同，因反射，衍射作用使光线产生散射，从而使玻璃呈现不透明的乳浊状态。 常用的乳浊剂有氟化物、磷酸盐、氧化锡、氧化锑、氧化砷及滑石等  助溶剂 能够出金伯利熔制过程加速的原料称为助溶剂或加速剂。 常用的助溶剂有氟化合物、硼化合物、含锂矿物、硝酸盐和钡化合物等 燃料 采用烟煤或无烟煤以及氢气作为燃料 破粉碎系统的选择 一般日用玻璃厂由于熔化量不大，常以粉料进厂，直接拆包把粉料送入粉料仓， １１ 因此原料车间不设原料的破粉碎。 日熔化量大的平板玻璃厂，一般以块料进厂，则须设原料的破粉碎设备。 原料的破粉碎系统 可分为单系统、多系统与混合系统。 单系统是指各种原料共用一个破碎、粉碎、筛分系统；多系统是指每一种原料单独使用一套。 实际上，大中型厂大都采用混合系统，即把用量较多的原料组成多系统，而把用量较少、性质相近的原料组成单系统。 设备的选择 不同的工艺流程对设备的选择也不尽相同，例如，采用排库或塔库的工艺流程时，前者的每种原料多使用单独称量，而后者使用集中称量。  原料的破碎与粉碎 日熔化量较大的平板玻璃厂一般都是矿物原料块状进厂。 为此，必须进行破碎与粉碎。 根据矿物原料的块度、硬度和需要的粒度等来选择加工处理 方法和相应的设备。 要进行破粉碎的原料有砂岩、菱镁石、萤石、白云石等。 砂岩是胶结致密、莫氏硬度为 7 的坚硬矿物。 早先是把砂岩煅烧水淬后再进行破粉碎，由于劳动强度大、能耗高、生产率低而不再使用煅烧的方法，目前一般直接由破碎机破碎。 采用的粗碎设备是各种型号的颚式破碎机，常用的有复摆式的颚式破碎机。 可供选用的中碎与细碎的设备有反击式破碎机、锤式破碎机及对辊破碎机。 颚式破碎机的构造简单、维修方便、机体坚固，能处理粒度范围大和硬度大的矿物。 因此，至今它仍是广泛使用的粗碎设备。 其不足之处是破碎比不大，一般为 4 ～ 6。 它不宜用于片状岩石和湿的塑性物料的破碎。 反击式破碎机适宜对硬脆矿物进行中碎，具有破碎比大、效率高、电耗小、生产能力大、产物粒度均匀、构造简单等优点，其不足之处是板锤和反击板磨损大，须经常更换。 它主要用来进行砂岩的中碎。 对辊破碎机的优点是过粉碎的物料少，能破碎坚硬的物料，设备的磨损小，常用作中块砂岩的细碎设备。 其缺点是入料粒度不能过大、产量偏低、噪声和震动大。 锤式破碎机适于中等硬度物料的中、细碎，具有较高的粉碎比 ( 10 ～ 50 ) ，产品粒度较细、机体紧凑，但锤子的磨损较大。 它主要用于白云石、菱 镁石、萤石等原料的中细碎。  原料的筛分 原料粉碎后都必须进行筛分。 生产中常用的筛分设备主要有六角筛和机械振动筛两种。 在小型厂常采用摇筛。 六角筛适用于筛分砂岩、白云石、菱镁石、纯碱、芒硝等粉料，但不适用于含水量高的物料。 其优点是运转平稳、密闭性好、振动小、噪声小，其缺点是筛面利用率仅为整个筛面的 1/ 6 ，因而产量低。 目前大型厂都采用机械振动筛来筛分砂岩粉。 机械振动筛主要用来筛分砂岩。 其优点是筛分效率高、构造简单、维修方便、密闭性好，能分出多种粒级的物料，电耗低。 其缺点是振动和噪 声大。 若筛与筛间分隔不当 易蹦大颗粒。 配合料的制备 对配合料的质量要求 保证配合料的质量要求是加速玻璃熔制和提高玻璃质量，防止产生缺陷的基本措施，对配合料的主要要求是： １２  构成配合料的各种原料均应有一定的粒度组成，即同一种原料以应有适宜的粒度，不同原料间保持一定的粒度比，以保证配合料的均匀度、玻璃液均匀度，提高混合质量，防止配合料的分层。  配合料中应有一定的水分，使水在石英颗粒原料表面上形成水膜， 5%的纯碱和芒硝溶于水膜中，有助于加速熔化。  为了有利于玻璃液的澄清和均化配合料需有一定的气体率。  必须混合均匀， 以保证玻璃液的均匀性。  选择适当的碎玻璃比率。  避免金属和其他杂质的混入。 配合料制备的工艺流程图 砂岩岩 硅砂 碎玻璃 煤粉 芒硝 纯碱 萤石 白云石 菱镁石 煅烧 粗碎 粗碎 水洗 粉碎 筛分 洗涤 选矿 水冷 干燥 破碎 粗碎 筛分 粉碎 粉碎 粉碎 筛分 筛分 筛分 粉碎 筛分 粉库 粉库 粉库 粉库 粉库 粉库 粉库 粉库 粉库 称量 称量 称量 混合 混合 加水 料仓 投料机 运输 筛分 粉碎 拆包 筛粉碎 拆包 １３ 配合料的称量、混合及输送 称量准确 性是制备合格配合料的先决条件。 现代生产中多采用带斗的自动称量器，称量的方式有两种：一次称量和减量称量。 混合过程要保证各组分粒子得以均匀分布，辅助原料在配合料中胶南混合均匀，可以先于某一种大宗原料或几种小料一道预先混合，以增大它的分散量，除此之外，各种原料加入混合机的先后顺序对混合均匀性也有一定的影响，最后要注意碎玻璃的加入方式。 大多数混合机不允许碎玻璃与配合料一道混合，因为磨损太大，一般都是在配合料送到窑头料仓的途中参入。 常用的办法是用振动喂料器将碎玻璃从贮料仓中加到在皮带上正在运行的配料层上面。 配合料 的输送办法有多种，批量大时用皮带运输机或斗式提升机，批量小时用料罐或小车输送。 不论用哪一种，最重要的是防止配合料发生分层，粉尘飞扬及混入杂质。 配合料的质量对玻璃制品的产量和质量有较大的影响。 虽然不同的玻璃制品对配合料的质量有不同的要求，但在一些基本要求上是一致的。 因此，在生产过程中必须控制各个工艺环节以保证配合料的质量。 现分述如下。  原料成分的控制，分为厂外、厂内控制两类： 厂外控制：要求矿山的原料成分波动范围小，因此，应使用同一矿山与同一矿点的原料。 厂内控制：对进 厂的原料成分要勤加分析，各种原料应分别堆放，不能混放，对不同时间进厂的原料也应分别堆放。  原料的水分控制。 原料的水分波动将直接影响称量的精度，对易潮解的原料，如纯碱、芒硝等，应在库中存放；对水分波动较大的硅砂应进行 自然干燥或强制干燥；对防尘用水应严格控制用量。 对各种原料应定期检测水分含量。  原料的粒度控制。 目前一般均采用筛分法以控制粒度的上限，有时由于混合质量较差而产生料蛋时，往往把配合料进行再筛选，这有利于提高 玻璃的熔制质量。  称量误差程度的控制。 称量误差程度直接影响各原料间的配比。 它的误差 取决于秤的精度误差、容量误差及操作误差。 当所称的原料量越接近 秤的全容量时，就越接近秤本身所标定的精度，即容量误差越小。 因此，在选用秤时必须遵循大料用大秤、小料用小秤的原则。 操作误差主要有工 人的读数误差、库闸关闭不严造成的漏料误差以及加料过猛造成的冲击误差。  混合均匀度的控制。 混合均匀度主要与下列因素有关：混合机的选型：根据工作原理可分为重力式 ( 如鼓形混合机等 ) 和强制式 ( 如盘式混合机等 ) 两类。 后者在物料混合过程中与物料的粒度、形状、密度和容积密度无关，因而它的混合质量优于前者。 进料顺序 的影响：合理的进料顺序能防止原料结块，并使难熔原料表面附有易熔原料。 一 １４ 般的进料顺序是：先加难熔的硅砂和砂岩，并同时加水混合，使硅质原料表面附有一层水膜，然后加入纯碱，使其部分溶解于水膜之中。