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文檔簡介
1、碎玻璃對窯爐及玻璃熔制的影響上海每年產生多少廢玻璃瓶罐? 15萬噸。如果把這些廢玻璃瓶罐全部回收再利用, 可以節省多少經濟價值?億元。因為玻璃生產廢料來自生產過程,所阻含有許多有利用 價值的元素和化合物,但是往往它們又被某些其它物質污染,所以處理起來并不容易。 玻璃生產廢料的回收利用節約了資源保護了環境,具有一定的經濟效益和社會效益。 據測算,瓶罐公司使用再生的玻璃粒生產玻璃瓶罐, 每噸可節約682kg石英、216kg純堿、 214kg石灰石、53kg長石粉、400多度電、折合降低成本980元。碎玻璃簡稱熟料,是生 產玻璃的輔助原料,又是十分有效的助熔劑。據國外資料介紹,每加入10的碎玻璃,可
2、減少能耗23%。所以合理使用熟料,不僅可以降低物料消耗,而且能改變熔化時間 和溫度分布曲線,從而能提高熔化能力,增加拉引量。因此一般在配合料內視生產情況 要摻人15-30 %的碎玻璃。而國內大部分玻璃生產企業使用的碎玻璃大都是生產過程中 的廢品和切裁下來的邊角料,通過機械破碎,控制一定的塊度而使用的。眾所周知,在玻璃的生產、加工和使用過程中會產生大量碎玻璃。據調查,我國現 有數百家玻璃生產企業,每年僅日用玻璃的破損就在 200萬噸左右。國外發達國家十分 重視碎玻璃的回收利用,如德國的利用率為 54%、意大利的為 44%、荷蘭的高達 66%, 而我國碎玻璃回收利用率僅為 10%左右。碎玻璃作為可
3、持續利用的再生資源,其大量流 失不僅浪費了非常有限的能源、原料,還對土壤、地下水等造成了新的危害,如能充分 利用對節約資源、降低成本和環境保護有著不可低估的作用。作者通過對碎玻璃正反兩 方面作用的分析,指出了碎玻璃再利用中應注意的問題,以便更好地提高碎玻璃的回收 利用率。近年來,隨著玻璃生產工藝控制手段的成熟發展以及玻璃市場的激烈競爭。降 低生產成本,提高市場競爭力是每一個企業必須正視的問題。 降低生產成本有多種方式, 其關鍵是降低物料消耗提高產量與玻璃成品率。如何解決這個問題,行之有效的方法是 提高碎玻璃的摻入率。1 使用碎玻璃的理論分析在配合料中引人一定量的碎玻璃,由于能降低熔體的表面張力
4、提高料層的熱輻射 透過率,而且其潤濕性好,易分布到配合料中去,因此碎玻璃具有加速配合料熔化和節 能等效果。有研究結果表明,一種餐具玻璃的配合料中每加入 1%碎玻璃。然而實踐證 明,碎玻璃的引人量過多 (例如引人量超過 50%)就會使玻璃的質量變壞, 機械強度下降, 料性變脆,產生氣泡以及色澤變化等。其中料性變脆最為突出,特別引起人們的重視, 關于碎玻璃用量多引起玻璃發脆和強度下降的原因有不同的論述,一般可歸納如下:有 人認為,在混含有碎玻璃的配合料中,由于碎玻璃優先與純堿反應,而使配合料本身在 熔化過程中缺少純堿導致粉料中的石英砂因沒有足夠的純堿而難以熔化,致使熔體均 化困難,最終因玻璃內部產
5、生結構應力,而形成玻璃強度下降、玻璃料性變脆的現象。 另一種觀點認為是由于玻璃脫氧所致。玻璃經過高溫長時間的熔化和熱激勵,引起熔體 結構內部脫氧,使玻璃結構網絡的連結程度下降,引起強度變壞、發脆。還有一種觀點 認為,碎玻璃一般都經過一定程度的熱處理 (例如制品的成形等 ) 或熱加工,由于它們的 溫度通常均接近于玻璃的析晶溫度,而使碎玻璃內部存在一定程度的“潛伏性”析晶而 導致玻璃強度下降、變脆。基于上述的論點,我們在引人大量碎玻璃時,為了減少玻璃料性發脆的問題,采取 了補充助熔劑、氧化劑和其它活性添加劑的方法,使含有大量碎玻璃的配合料補充一定 量的堿、氧和其它活性物質,以消除或減少上述引起玻璃
6、發脆的各種因素。碎玻璃的處理與利用111碎玻璃的處理在玻璃生產早期,碎玻璃就被回收利用,用作玻璃配合料必不可少的一部分。在特 種玻璃工業所用的大多數碎玻璃都來自特種窯爐,經歷的幾個生產階段是明確的,所阻 這種碎玻璃的化學成分是確定的,不需要再作抽樣分析可重新直接投入玻璃窯爐,對玻 璃料方也不需要作任何調整。而在其它玻璃工業。廠家回收的都是丟棄在垃圾堆中的碎 玻璃,它們往往很臟很雜,受到污染,化學成分未知。要利用這些碎玻璃,就要對它們 進行清理、分類、清洗、作抽樣成分分析,確定其化學成分。采購來碎玻璃即使滿足了質量要求,也不能直接使用,還必須設計一套碎玻璃處理 系統對碎玻璃進行處理后,才能放心使
7、用。系統的設計既要考慮可操作性,又要考慮到 實用性。碎玻璃處理一般有三種方法:光學分選、浮選、機械分選。光學分選技術國外 已進行試驗,應用在碎玻璃分選上,國內尚未見過這方面的報道。浮選在礦物精選操作 中效果明顯,僅靠浮選出來的碎玻璃,投資也大,其質量不能滿足玻璃工業生產。機械 分選比較適合碎玻璃的分選,分選量可因規模而定,而且機械分選碎玻璃是由幾個工序 組合而成,隨時可以分離,不同的碎玻璃,可由不同的操作過程來實現。整個系統分清洗、分級、破碎 3個階段。其流程如圖 l :清洗系統:由料倉、皮帶機和旋轉籠式噴射管、沉淀池組成,其功能是要清除所有 的泥砂,使碎玻璃干凈明亮,便于分撿。分級系統:由皮
8、帶機和振動篩組成。主要是把碎玻璃按不同要求進行分極,大塊的人工挑選,細顆粒的進入下一道工序粉碎系統,直接由皮帶機進入碎玻璃料倉破碎系統:由對輥、提升機、電磁振動給料器、六角篩、除塵器組成。通過對輥粉碎以后的細粉由提升機提升到六角篩,經過篩后粗顆粒的碎玻璃重新回到對輥二次粉碎,符合要求的細顆粒碎玻璃(20目全通過)進入配料料倉,化驗成份后按配方進入配合 料。這樣確保碎玻璃不帶難熔雜質進入熔窯,避免結石,保證質量。在德國費爾騰(Velten)有一個高產優質的玻璃處理廠,它采用的是復雜的激光分類 設備,每年可處理不同顏色、不純凈的廢玻璃 25萬噸,而且處理后的碎玻璃質量很高, 可以重新用于玻璃生產。
9、在這家工廠對碎玻璃的處理步驟是:首先手工分選大塊雜物, 然后投人輸送系統。碎玻璃中混雜的輕質材料如紙片、塑料片、軟木等在輸送帶的不同 位置通過吸嘴剔除,其中的鐵質顆粒則被輸送帶上方的磁體吸附。經過上述處理后,要 對碎玻璃作振動篩分,按篩分尺寸分成 4組尺寸小于5mm的一組被直接輸送到存放處理 好的玻璃容器內,或按它的顏色輸送到相應顏色的玻璃料倉尺寸為53Omm和3060mm的兩組碎玻璃通過自動的KSP分選器和自動的BWG顏色(棕-白-綠)分選器。 KSR分選器采用紅外線掃描探測器和脈沖傳感器以及電磁閥,可以剔除陶瓷顆粒、石塊 等雜質。BWG顏色分選器是以不同顏色吸收光譜的差別為依據設計的,它的
10、原理與KSP分選囂的原理相似。尺寸大于60mm的一組內,往往在完整的玻璃瓶。首先要用手工分 選出完整的瓶子,再對其余的大塊碎玻璃用破碎機破碎后再按上述方法處理。美國則有一個生產高質量的碎玻璃粉的系統。 這種優質的碎玻璃粉使再生瓶罐玻璃 質量大為改觀。這個系統采用的是一個自動發生的差動破碎機和一個高頻篩分機當混雜了大量鋁、塑料和陶瓷等耐久性材料的碎玻璃被投入破碎倉時,那些耐久性材料的破 碎方式與玻璃的破碎方式不同,它們有助于玻璃破碎,而本身完好無損,只有一些不規 則的棱角和邊沿被磨圓,從破碎機里出來的塊狀物還是比玻璃顆粒大經過破碎處理后, 用高頻篩網分篩。碎玻璃粉被篩出,而尺寸較大的污染物質則留
11、在系統內直到系統將它 們排出為止。綜上所述,無論采用什么方法、設備,都要剔除回收的碎玻璃中的雜質,要用破碎 機破碎,最好破碎后的尺寸為520mm,要作振動篩分和旋風除塵,還要按顏色分類, 最后才能得到符合配臺料使用的碎玻璃。1.1. 2碎玻璃的質量標準雜質生產用碎玻璃的允許限度金屬(金屬蓋、箔片商標、其它金屬)單個重量小于10 g,1t玻璃中小于lOOg耐火材料(瓷碗、磚石等)顆粒小于1mm3,1t碎玻璃中少于10粒紙屑、塑料、術片、碎布及其它有機 物單塊小于10cm3,1t碎玻璃中少于100 g,不能堵塞碎玻璃的加工系統碎玻璃粒度(加工破碎后)每塊碎玻璃的任一邊不得大于30mm, 每塊體積小
12、于8cm3,厚度小于1 mm1. 2碎玻璃的稱量1. 2. 1碎玻璃的稱量設備配料車間共有四個碎玻璃料倉,分別存放不同顏色的廠內和廠外碎玻璃。每個料倉 下各安裝了一套稱量及皮帶輸送設備,具體包括以下部件:1. 手動閘門:該閘門可對進料速度進行初步設定和調整,并有助于設備維修。2. 自動稱量閘門:它是控制稱量進料量的執行機構,由兩個配置相同的氣動閘門組成,可按序實現 快進和慢進兩種進料狀態,即: 快進兩閘門同時開啟,開始快速進料稱量;慢進快進閘門關閉、慢進閘門保持開啟,即接近稱量設定時慢進料保持精度; 停止慢進閘門關閉,即到達設定重量,進料稱量結束。兩個氣動閘門的驅動汽缸選型為 80X 235B
13、( QGS-MFI ), 汽缸與閘板的連桿長度可 調從而可實現對慢進料速度的調整。汽缸供氣管道安裝有過濾、調壓和加油裝置,工作壓力設定為450 500KPa3. 稱量斗:稱量斗總容積約為1.2M由碎玻璃配方設定的相應碎玻璃料倉下的自動稱量閘門全部打開, 開始快速進料 稱量。 當稱斗內玻璃重量到達預設慢進料值時,快進料閘門關閉,進行慢進料稱料。 當稱斗內玻璃重量到達設定值后,慢進料閘門關閉,稱量結束等待排料信號。,配有四只濟南金鐘L-BS1000KG傳感器,稱斗內部設有分流緩沖板用于使用玻璃在料斗內均勻分布,減少對安裝在它下方的皮帶機的沖擊。4. 皮帶輸送機:位于稱斗下方和稱斗鏈接為一體, 當稱
14、量結束并接到排料信號后將碎玻璃輸送至 原有碎玻璃卸料三通。皮帶機寬度為 500MM, 驅動馬達功率為,配有擺線針輪減速機, 皮帶運行速度由變頻器控制可調。122碎玻璃稱量工作流程在進行正式運行前,首先在稱重控制器內設置好 CS1和CS2的碎玻璃配方及慢進料稱量參數,并按粉料和碎玻璃配方情況設定碎玻璃排料皮帶機的排料速度。1. 在現有ZIPPE配料系統開始運行時,混合機的啟動將發送信號至碎玻璃稱重控制 器,選擇確定當前運行的碎玻璃配方 CS1或CS2。2. 在ZIPPE配料系統開始稱量一付配合料的石英砂時,石英砂振動給料機的啟動將 發送信號至碎玻璃控制器,作為碎玻璃稱量開始命令。6. 當ZIPP
15、E配料系統的粉料稱料混合結束從混合機排出,現有 PLC向原有相應位置 的碎玻璃振動給料機發出的啟動命令將送至碎玻璃稱量控制器作為排料信號, 碎玻璃排 料皮帶將按設定的速度進行排料;7. 稱量控制器將同時發送信號給打印機記錄該付碎玻璃的稱量情況。8. 排空后將自動停機,系統可進行下一付料的運行。2 碎玻璃的引入存在的問題2 1 揮發引起的成分波動配合料經過高溫熔制后,除化臺物分解外,還包括氧化物組分的不同程度的揮發, 當碎玻璃重熔后,易揮發的組分如N&O、B2O3。等將進行第二次揮發,因此該組分在玻 璃中含量將明顯減少,特別是當制品合格率不高時,經多次反復熔制的碎玻璃其成分波 動幅度就難
16、以控制,影響玻璃質量,嚴重時對玻璃制品的成型、退火及理化性能均產生 影響,且重熔后的玻璃液多具有還原性,對以變價元素為基礎的顏色玻璃來說會引起色 澤的變化。由于玻璃液對耐火材料的侵蝕作用,使碎玻璃組成中的含量相對地增加,與 原設計成分的配合料在組成上不一致。再者,碎玻璃的表面有很快地吸附水氣和大氣作 用的傾向,使表面形成膠態,與玻璃內部的組成也發生差異。二次重熔對玻璃質量的影 響。碎玻璃重熔時,熱分解會使Fe?O3轉變為FeO,同時鐵的變價,也影響硒的脫色作用, 使玻璃的顏色變壞。熱分解放出的氧,容易擴散到周圍的氣泡中去,與之一并逸出玻璃 液外,導致玻璃缺氧,呈還原性熔制。有色玻璃重熔時,由于
17、某些著色成分的揮發,使 玻璃的顏色變淺,某些著色離子,也會向低價過度,使玻璃的顏色改變。含氟的乳濁玻 璃,因氟有礦化劑的作用易在玻璃中形成品粒而發脆,不能多量使用含氟碎玻璃。2 2 耐火材料侵蝕對玻璃質量的影響由于玻璃液對耐火材料的侵蝕作用,使碎玻璃組成 AI2O3、SiO2、Fe?O3含量相對地 增加,因此其粘度和表面張力與使用配合料熔制的玻璃有所不同碎玻璃進入熔窯后, 雖然通過熱對流與固相反應使均勻性有較大改善, 但要使碎玻璃與原設計成分的配合料 在成分上達到均勻一致的統一體是很困難的,盡管宏觀上看是均勻的,但在整個玻璃體 內部的局部區域內還有著較大的微不均勻性。 特別是當使用外購碎玻璃且
18、碎玻璃比較大 時易出現條紋和雜層,使制品存在較大的內應力,性能下降。2 3 產生二次氣泡碎玻璃塊間所含的氣體以及碎玻璃中含有少量的化學結合氣都會隨著加料進入玻 璃液中,在重熔時易產生相當于二次氣泡那樣的微小氣泡。 特別是當碎玻璃加入量多時, 整個配合料的氣體比率降低給澄清均化帶來困難。2 4 易帶人雜質碎玻璃一般露天堆放,易混入硬紙、石塊、磚塊等雜物。特別是外購碎玻璃來源復 雜,雜質較多,常帶有金屬鐵、錫、鉛、鋁等,除破碎清洗外,還需進行除金屬處理, 否則雜物的混入不僅影響熔制,而且對制品的質量也帶來影響。241鋁。在碎玻璃夾雜的金屬中、鋁較為常見,其難熔性直接影響制品質量。實驗證明,缺 陷產
19、生的根源是由于鋁的引入而降低了制品中的硅的含量。 鋁主要是由碎玻璃中夾雜的 各種瓶蓋引入,在一定溫度、時間及積聚條件下發生反應:3 SQ2+4 Al 2 AI2O3+3 Si根據實驗結果可以推測在窯爐中反應的進行過程。鋁在670C快速熔化后,成松散的熔體漂浮在玻璃熔體中,一邊與 SiO2反應一邊流入澄清冷卻部,在冷卻部反應結束。當Si(通常是直徑球1mm的小球)能自由移動時,它的高分散性使它能自由通過 AI 203含量較低的區域而不與其它熔體更容易擴散均化。從而產生含AI2O3較高的條紋、結石等缺陷。在制品中還可以觀察到帶色的黃玉圍繞著硅小球體。 這種現象是由于碎玻璃中夾角 的AI與Si02反
20、應不充分造成的。在實際生產中,將生產百色玻璃制品改成生產綠色制品時,在制品中也可以看到帶 色的黃玉及大量的氣泡、結石。這也主要由于碎玻璃的污染造成的。可以根據上述反應方程式計算每引入I08克AI可產生84克Si。考慮到硅小球體直徑 為1.1mm密度為2.33 g/cm。,理論上每引入一克鋁,可產生615個硅小球體。一個包裝 香煙的金屬泊中含的鋁就可以產生 200個硅小球體。因此必須嚴格檢查碎玻璃,消除碎 玻璃中央雜的鋁。242鎳在維卡什的一個熔爐放料冷修時,在ZAC耐火材料上發現一些小孔。在小孔中含有些具有磁性的金屬小瘤。推測這些金屬瘤有由碎玻璃中夾雜的瓶蓋或鐵片引起的,但實測證明,這些金屬瘤
21、的主要成分有鎳。進一步觀察鎳在長時期高溫電熔下的特性,用一條帶有潔凈小孔的耐火材料,在孔 中加入直徑2至3mm純鎳小球,然后加入少量的玻璃粉未,將其在 1400C保溫6O分鐘, 實驗過程記錄見下圖。圖2鎳小球的小孔實驗結束后狀態分離覆蓋層后狀態實驗結果表明:在球狀體表面有一層黑色覆蓋層。去掉覆蓋層后發現,鎳已滲入耐 火材料中,這并不會導致嚴重的制品缺陷。但考慮到鎳具有磁性,可以在砌窯時安裝一 種具有適當磁性的材料。使兩種磁性相互作用從而消除磁性。2. 4. 3鉛維卡什的一個熔爐的窯底磚上,發現一些熔融物,這些熔融物主要含鉛、銅、鎳以 及四價鐵。但沒有跡象表明它們發生了化學反應。由于在熔爐中發現
22、了一定數量的鉛,把鉛放在熔融玻璃液中做了一系列實驗表明: 鉛與玻璃液不發生化學反應。在電熔窯中鉛與玻璃液不發生反應而呈液態金屬,但不可能侵蝕耐火材料。鉛的流 動性無疑會使鉛穿過窯底造成穿孔漏料,在窯的使用后期常可發現這種現象。2. 5粒度不適影響熔制碎玻璃的塊度需合適,對于粗大的碎玻璃輸送困難,且影響混合料的均勻性;過細 的碎玻璃由于它與硅沙分享與純緘的接觸機會,延緩玻璃的熔制過程。3解決辦法3. 1補充因揮發和損耗引起的成份波動在使用碎玻璃時既要充分利用其有利于降低成本和改善熔制條件的優點,又要考慮補充固揮發和損耗引起的組成波動,才能保證制品的性能不受影響。對碎玻璃的全分析 和原始玻璃的分析
23、含量進行比較.確定應補充的組成和含量再進行計算驗證,看是否符 合設計的組成要求。在實際生產中,也可通過對玻璃密度、熱膨脹系數軟化點、環切應 力的測試.及時掌握玻璃組成的變化情況,使玻璃組成控制在設計范圍內。補充澄清劑 和氧化物的揮發損失。使用碎玻璃時,要根據碎玻璃的用量計算出氧化物的(B2O3、Na2O 等)二次揮發損失,確定應補充的組成和含量對料方進行調整,保持玻璃的成分不變。 在實際生產中,也可通過對玻璃密度、熱膨脹系數、軟化點、應力的測試,及時掌握玻 璃組成的變化情況,使玻璃組成在設計范圍內。當碎玻璃加入量較多時,適當加入芒硝 和螢石,以解決碎玻璃二次重熔時的澄清問題。若能補充揮發的氧化
24、物,保持玻璃的成 分不變,并使玻璃充分均化,則碎玻璃的用量可以超出規定的范圍。S1不同梓sa引入禍酬隣補40刪50%35%+2.5%+ 0J5#+ D.05%圖3補充引入純堿的量與碎玻璃含量的關系3 2 碎玻璃的使用比率要適當隨著碎玻璃加入量的增加,配合料的熔化時間縮短。但應注意引入過多的碎玻璃會 造成先與碳酸鈉等易熔物質發生反應,導致配合料初期缺少碳酸鈉使一些難熔物 SiO2等 熔融發生困難,且碎玻璃量愈多,使配合料缺少一定的氣體率,使熔融玻璃的均化和澄 清困難。若不適當補充澄清劑,即使延長澄清時間或提高熔制溫度也無濟于事。也有資 料介紹,碎玻璃量超過配合料量60%時已使熔化溫度達到1420
25、r的臨界線(全碎玻璃熔 制的溫度 ),因此節能效果不再明顯上升。一般廠家認為在熔制鈉鈣硅玻璃時碎玻璃使 用量超過 50%就會降低玻璃的質量,機械強度變脆,但亦有實踐證明:只要適當地補充 氧化劑、澄清劑、助熔劑、部分揮發組分(B2O3、Na2O等),再給玻璃充分均化并不影響 色澤和性能。無淪怎樣,要求碎玻璃的用量在配合料中的比例為一個基本穩定值,且外 來碎玻璃與本廠碎玻璃使用比率要適當,才能保證工藝制度的穩定。究竟碎玻璃適用比 率為多少合適要綜合考慮,既要保證產品質量,又要綜合考慮成本、產品能耗、工藝制 度和玻璃來源情況。3 3 保證碎玻璃的適當的塊度保證碎玻璃合適的粒度。碎玻璃的粒度,沒有嚴格
26、的規定,但應當均勻一致。根據 實踐,如碎玻璃的粒度與配合料的其它粒度相當,則純堿將優先與碎玻璃反應,使石英 砂溶解困難,整個熔制過程變慢變壞。碎玻璃的粒度,應當比其它原料的粒度大得多, 這樣有助于防止配合料分層,并使熔融加快。碎玻璃的粒度小于0.25 mm和粒度220mm 之問時,兩者對熔化均有良好效果。在生產中則采用后者的顆粒度以減少粉碎所用的動 力,綜合考慮到各種形狀碎玻璃的加工處理因素,通常采用 2040m m的顆粒度。3 4 嚴格碎玻璃的管理與加工處理回頭料的處理比較簡單,因是同組分波動,基本無影響產品質量的物質,一般可直 接經破碎或不經破碎 ( 放料時冷卻料 )就可直接使用, 工藝上
27、有保證, 但對本廠爐底料 (冷 修時爐底部分玻璃 )含有析晶顆粒的玻璃和含有耐火材料的碎玻璃和玻璃塊是不能 使用的。帶有金屬的芯柱料或人為污染的也不能直接投入使用。在使用外購碎玻璃時,因質量波動很大,所含雜質較多,與自己廠回頭料要分別堆 放,嚴格管理。除要進行清洗、分選、除雜和磁選除鐵來保證玻璃質量外,同時必須經 常取樣進行分析,根據化學成分對配合料進行適當調整。4 奧聯使用碎玻璃的情況奧聯2號池爐,以重油為燃料(現以天然氣為原料),供兩臺行列式制瓶機生產翠 綠料啤酒瓶、葡萄酒瓶和白酒瓶等。粉料配方見表 2。表2某一棕色料配方及單價原料名稱龍溪/長興石英砂石灰石芒硝純堿煤粉用量(kg)2156
28、132單價(元/t)100905601300440原料名稱氧化鐵廠內綠色碎 玻璃廠外棕色碎 玻璃(申行)廠內棕色碎 玻璃碎玻璃總量用量(kg)30021003002700單價(元/t)3500380原料名稱碎玻璃的百分比(%碎玻璃重量一付配合料 融化玻璃總 量龍溪/長興 砂水分每天配料熔成的玻璃液重量用量(kg)90270030002970原料配方中碎玻璃用量占配合料的90%,玻璃成份見表3表3玻璃成份(重量%氧化物SiO2NA2OK2OCAOMgO含量氧化物BAOAl 2O3TiO2Fe2O3C2O3含量不同碎玻璃含量的耗油量的記錄,見表 4表4 顏色:棕色日 期油耗t/出料量t碎玻璃%日
29、期油耗t/出料量t碎玻璃%日 期油耗t/出料量t碎玻璃%8月22日709月4日8010 月9日97.858月23日709月5日8010月10日99.858月24日709月6日8010月11日100858月25日709月7日8010月12日99.858月26日709月8日8010月13日85引入不同碎玻璃含量時,玻璃中重要氧化物的含量,見表5IE合料中345679910SiO±NasOCaON&O74.15t4.99e , 654,2074.2S14.&A6.7 14. 1874, IB14. 34&,784.2074.2314.806t774t3074.4G1
30、4.51&.804.2374.7 1!4, 24B34.2274.9Gao8.8S4+ 2Q75. !313.906 d794* IS75. 1613.316.8i心275.2?13.55e.ss4,2 J不同碎玻璃含量的熱量消耗,見表6訃算值BS合料;郵玻璃j %平循壩目75J251£0血30:70熱量收入燃料燃燒時產生的熱流千瓦132D912852«12138物理黯詵T瓦在溫度為時駆斛產生的H.5H.210,6溫度在eoocy下蓄熱室中預熱空苓aasB.t)32眥5311L4產生的總計16609.516159.715262.0熱覽消鞍譌函千焦耳/公斤玻 M200
31、2,0002.02002.0脫氣產物弗045B.7360.9玻璃形曲反應的熱效應千煤耳/公斤 熱量,千蟻耳/會斤,456.3398.0316.6玻璃熔化262.6229.1IB2.2物理水褂93.0瞅868.3總訃3330.93168.62930.0堀于熔制的熱量消耗并訃算配含料和 碎玻璃的熱函千備耳/公斤3I1S.03H7.82910.0垢于熔制玻璃it程的熱流(即是考慮到窯爐生產率T8公斤/秒)千爾19241825t6I68S.0熱量擁帽千瓦:|廢 氣HG50.6113360.010106.0輜射"瓦074&,0749.0通過砌徉531.063L0&H/0排出的氣
32、體1071.01071.0107 L 0冷卻對流池0E5D.0650.0總訃18575.6 -16162.615395.0燃料涓総疳/秒0.210.205 碎玻璃回收與利用的意義回收利用碎玻璃可以變廢為寶,節約資源,保護環境,好處是很多的:5 1 可顯著降低原料消耗l t 分類加工好的碎玻璃相當于 t 制取玻璃必須的生配合料,而其生產成本只有生配 合料的70%如日本某玻璃公司,用再生碎玻璃制取1t玻璃費用為13000日元,而用普通原 料制取為17 000日元。同時使用碎玻璃可大大節約純堿,使用每噸碎玻璃可節約純堿 200kg以上。從經濟角度考慮,使用碎玻璃作為原料與配臺料一起投入使用可降低粉
33、料的消耗量。如使用含Na2O的鈉鈣碎玻璃可以減少昂貴的純堿用量。特別是對于一些使用特殊昂貴或稀缺原料的制品意義更重要。例如:顏色玻璃中以金、銀、硒、硫化鎘等 著色的玻璃;藝術玻璃中以稀土材料著色的制品;晶質玻璃中含大量高鉛成分和以高純 度原料制成的光學玻璃等都可以節約大量的資金。5 2 節約燃料美國某試驗研究報告指出,使用碎玻璃20%以上的熔窯,每增加10%的碎玻璃用量 可節能1 %5%,每使用lt碎玻璃可節省3040m3的天然氣。使用碎玻璃在工藝上可以 降低玻璃的熔化溫度,節約能源。從玻璃熔制來看,經熔融后的碎玻璃原料中含有的氣 體已分解逸出,材料聞的固相反應已進行完畢熔制成的玻璃液主要是物
34、理變化。每公 斤碎玻璃熔制成1500 E玻璃液大約需要消耗1977k J,而配合料熔制成玻璃液由于要經過 一系列的物理的、化學的復雜反應熱量消耗較大,熔制 I kg(1 500 C)玻璃大約耗熱 2608kJ。因此增加碎玻璃的摻入量可大大降低熔制時的能耗,且每增加 10%碎玻璃,熔 制耗熱可節省約%。5 3 可降低熔窯的操作溫度在使用 20%以上碎玻璃的熔窯內每增加 10%的碎玻璃一熔窯操作溫度可以降低 5C。這就減輕了高溫對熔窯耐火材料的損壞,相應地延長了熔窯的使用壽命。美國一 家使用碎玻璃的熔窯,使用壽命已達 14年之久。配合料的熔化與熔化溫度、熔化制度、 氣氛、料堆的分布以及窯型有關系,
35、但配合料的熔化速度取決于配合料中石英顆粒的熔 解和擴散速度,而且后者更慢。生產中凡是可提高石英顆粒擴散速度的方法和措施,均 可提高熔化速度。在相同的熔化溫度的情況下,碎玻璃含量多,相應的配合料中粉料就 少(即石英顆粒少 )。熔化時石莢顆粒周圍的玻璃液中濃度梯度大,有利于石莢顆粒的熔 解和擴散。隨著耐火材料工業的發展,高溫熔化得已實現,逐漸成為提高熔化率的主要 方法之一。因為熔化溫度高,玻璃液的粘度降低, 石奠顆粒熔解后,擴散容易進行。 從而促進熔化進程。54提高熔化率,有利于澄清和均化隨碎玻璃比率增大,配合料的熔融時間相應地縮短。這是因為配合料的熔融主要是SiO2的熔融生產中凡是提高石英顆粒擴散速度的方法和措施,均可提高熔化速度。熔 化時石英顆粒周圍玻璃液中濃度梯度大,有利于石英顆粒的擴散熔融,從而加速了硅酸 鹽的形成和玻璃的形成過程。當碎玻璃加入量臺適時,由于碎玻璃有助熔作用,從而使 玻璃熔體粘度降低,縮短澄清和均化時間。特別是熔制一些不能加入澄清劑僅能在還原 條件氣氛下熔制的顏色玻璃,其碎玻璃加入量可達 60%80%左右,甚至更高,否則無 法得到撮清效果較好的玻璃。55碎玻璃含量與窯齡的關系就窯爐本身而言,影響其使用壽命除了所用耐火材料的理化性能外,主要是窯爐的
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