鈉鈣瓶罐中添加助熔劑或者活性成分

瓶罐玻璃因其具有良好的化學穩(wěn)定性而對內(nèi)裝物無污染；因氣密性與耐高溫性能、一定的機械強度而使用可靠；因透明或多彩而有利于提高商品的檔次。所以瓶罐玻璃主要用于食品、酒類、飲料、醫(yī)藥等行業(yè)的產(chǎn)品包裝。 ? 抗壓及機械強度、化學穩(wěn)定性是瓶罐玻璃的主要性能。而玻璃成分中SiO2、Al2O3、CaO、R2O的含量對這些特性有決定性作用，用量不可改變。如何下降玻璃熔化能耗、節(jié)能生產(chǎn)，只能從促進硅酸鹽的形成階段、下降玻璃的粘度和表層張力、加速玻璃的澄清和均勻化入手。一般增加一些微量助熔劑、活性劑原料或者微量元素。 1.1 添加微量的Li2O ??Li+不屬于惰性氣體型離子、離子半徑小、電場強度大，在高溫時于結(jié)構(gòu)中形成不對稱中心，并能極化氧離子，起到減輕和破壞硅氧鍵（O/Si）的作用。因此Li2O在玻璃中比K2O、Na2O更強的斷鍵作用，是一種強助熔劑。在玻璃配方中引入0.1-0.15%左右的Li2O，可以下降玻璃的熔制溫度、加速熔化、提高玻璃產(chǎn)量和質(zhì)量。[1] ???另外在堿硅玻璃中，堿金屬在玻璃中主要是促進熔化的作用。當玻璃中堿金屬氧化物的總含量不變，用一種堿金屬氧化物逐步取代另一種時，玻璃的性質(zhì)不是呈直線變化，而是出現(xiàn)明顯的極值，從而產(chǎn)生“混合堿效應”。而玻璃中同時存在兩種堿金屬氧化物所帶來的“混堿效應”較單一的Na2O具有更好的助熔作用。 ??瓶罐玻璃因是包裝容器、使用大眾化、需求量大、產(chǎn)品成本低，才能滿足市場的需求。碳酸鋰成本比較高，一般選用含鋰礦物，如：鋰輝石、鋰瓷石等，其中鋰瓷石相對成本最低。該礦物中含有1.3-1.8%的Li2O，同時引入的F又是一種能加速玻璃反應、下降玻璃粘度和表而張力、促進玻璃液澄清和均化、增加玻璃透熱性的玻璃加速劑。所以由鋰瓷石作為玻璃原料，不僅在玻璃配方中引入0.1-0.2%左右的Li2O還能引入0.1-0.2%左右的F，兩者綜合效應可以下降玻璃熔化溫度，起到節(jié)能、下降成本，提高經(jīng)濟效益的目的。 化學成分 SiO2 Al2O3 CaO R2O Fe2O3 F Li2O 占比（%） 69-71 17-18.5 1.1-1.4 5-6.5 ≤0.08 1 1.3-1.8 表1 ?江西宜豐鋰瓷石的氧化成分組成 ??同時從表1可以看出，鋰瓷石的化學成分中除其中含微量鐵Fe2O3之外，其他成分都是普通鈉鈣瓶罐玻璃所需。特別是Al2O3含量達17%左右，可以替代配方中的部分長石、氫氧化鋁原料；5-6.5%的R2O隨同引入，可以節(jié)省成本較高的純堿使用量。所以鋰瓷石是普通瓶罐玻璃比較理想的原料。 1.2 添加微量的磷礦粉，引入P2O5作為活性劑 ???在平板玻璃中添加磷礦粉逐漸成為常例。磷礦石的主要組成是3Ca3（PO4）2、CaF。玻璃熔化反應過程當中，磷礦石會和石英砂發(fā)生反應，過程如下： ?????3Ca3（PO4）2+SiO2+Na2CO3?2[Na2O·2CaO·P2O5]+2CaSiO3+CO2 ???實驗表明在1250℃以下該反應已經(jīng)完成，這樣有效的下降了玻璃的生成溫度、加速玻璃的形成。同時P2O5在玻璃中可以下降玻璃的高溫粘度及表層張力。當P2O5加入0.04%時，在1422℃時下降粘度10-30dPa?S，1322℃下降粘度60dPa?S。加入0.0133molP2O5在1300℃時可下降鈉鈣玻璃液表層張力0.012N/m。下降表層張力有助于玻璃的澄清和均化。經(jīng)驗表明，在玻璃中加入0.35%P2O5，熔化能力可提高4%左右，能耗可以減低4-6%。 1.3 引入促進硅酸鹽形成的WO3 ???WO3可以和配合料中的SiO2、Al2O3等難熔化合物形成低溫共熔物，加速硅酸鹽形成反應時間。同時WO3又是活性物質(zhì)，可以下降玻璃液的粘度和表層張力。但WO3是貴金屬，大量使用的化成本增高，作為瓶罐玻璃原料使用不現(xiàn)實，可以選用鎢尾礦代替WO3，經(jīng)濟、劃算。鎢尾礦中WO3含量0.01%-0.11%，其余的SiO2、Al2O3、CaO、R2O、CaF等都是玻璃的成分組成所需。Fe2O3含量也不高，適合瓶罐使用。 化學成分 SiO2 Al2O3 CaO R2O Fe2O3 WO3 CaF 占比（%） 76.2-86.3 7.8-8.4 0.2-1.3 3-5 0.6-1.6 0.01-0.11 0.4-5.3 表2 江西鎢尾礦的氧化成分組成