專利名稱：一種提高浮法玻璃透光率和白度的復(fù)合脫色劑及其應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高浮法玻璃“白度”和透光率的復(fù)合脫色劑及其應(yīng)用方法。
眾所周知，透明浮法玻璃的顏色主要是由原材料中的氧化鐵雜質(zhì)引起的，氧化鐵在玻璃中有低價鐵離子Fe2+和高價鐵離子Fe3+兩種狀態(tài)，F(xiàn)e3+的3d軌道呈半充滿狀態(tài)，著色力很弱，呈黃綠色，F(xiàn)e2+基態(tài)光譜項(xiàng)L＝2，處于D態(tài)，在可見光區(qū)有個寬廣的吸收帶，呈藍(lán)綠色，F(xiàn)e2+的著色能力是Fe3+的10倍左右，玻璃的顏色主要取決于二者的平衡狀態(tài)，由此可見，要想改善玻璃的顏色提高玻璃的“白度”和透光率首先必須降低玻璃中的鐵含量，尤其是Fe2+的含量，由于目前國內(nèi)透明浮法玻璃原料中氧化鐵含量大都在0.07-0.15％之間，而國外或合資線浮法玻璃的含量大都在0.05％左右，因此國內(nèi)浮法玻璃同國外或合資線的浮法玻璃相比普遍呈現(xiàn)藍(lán)綠色特征，這就影響了國內(nèi)浮法玻璃的整體外觀質(zhì)量，提高浮法玻璃“白度”成為目前國內(nèi)浮法玻璃行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。針對國內(nèi)玻璃原材料中氧化鐵含量偏高，一般在0.07-0.15％之間這一實(shí)際情況，生產(chǎn)廠采用了許多方法來彌補(bǔ)原材料的先天不足。第一種方法是將主要原材料砂巖、硅巖棒磨、水洗，降低原料中的氧化鐵含量，此方法雖然能有效提高玻璃的“白度”，但成本增加很多，投資十分巨大。第二種方法是對玻璃進(jìn)行脫色。玻璃脫色分為物理脫色和化學(xué)脫色兩種，化學(xué)脫色劑一般選用CeO2、As2O3、Sb2O3等化學(xué)物質(zhì)，同時在配合料中加入一種氧化劑NaNO3，氧化劑將脫色劑低溫氧化，脫色劑高溫放出氧，使玻璃熔體中的一部分Fe2+轉(zhuǎn)化成Fe3+，減少Fe2+對玻璃的著色，由于這種方法加入了氧化劑和多價氧化物，易造成硫澄清和氧澄清之間的矛盾，導(dǎo)致玻璃中的SO3、O2溶解度梯度的紊亂，玻璃的氧化還原特征指數(shù)發(fā)生變化，造成玻璃板面出現(xiàn)微泡。物理脫色一般是在經(jīng)過化學(xué)脫色后加入物理脫色劑通過顏色互補(bǔ)來消除玻璃的顏色，物理脫色劑一般選用硒、鈷、鑭、釹等，雖然物理脫色能使玻璃的色調(diào)消除，但卻使玻璃的透光率下降，且在鐵含量較高即鐵含量為0.07％-0.15％的情況下，若加入物理脫色劑，玻璃的灰度增加，玻璃的整體質(zhì)量得不到確實(shí)地改善，所以在鐵含量較高的情況下，提高玻璃的“白度”和透光率成為目前我國玻璃待業(yè)亟等解決的問題。
本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合脫色劑，在玻璃的基礎(chǔ)原料不變、玻璃成份中鐵含量不變、低成本的情況下，其能提高玻璃透光率、改善玻璃的顏色。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的脫色劑由下列組份按如下重量百份比組成30-100％的Sb2O3+CeO2、0-8％的Na2O+SO3、0-5％的ZnO、0-9％的La2O3、0-5％的Nd2O3、0-43％的SiO2+CaO。本發(fā)明的各組份的優(yōu)選含量為40-97.5％的Sb2O3+CeO2、0-6％的Na2O+SO3、1-3％的ZnO、1-7％的La2O3、0.5-3.5的Nd2O3、0-43％的SiO2+CaO。本發(fā)明的復(fù)合脫色劑其組份可由Sb2O3+CeO2單獨(dú)組成，也可由Sb2O3+CeO2與Na2O+SO3、ZnO、La2O3、Nd2O3、SiO2+CaO中的一種或兩種以上組合而成。
上述復(fù)合脫色劑的使用方法為在不改變玻璃的原材料即在玻璃的主要成份不變的情況下，在玻璃配合料中相對100重量份的玻璃液加入0.005-2重量份的復(fù)合脫色劑。
在玻璃配料中加入本發(fā)明的復(fù)合脫色劑后，由于脫色劑本身具有氧化性，利用脫色劑本身的氧化性和玻璃熔體氧活度，將玻璃中的Fe2+轉(zhuǎn)化成Fe3+，著色能力強(qiáng)的Fe2+減少，玻璃的顏色變白，CeO2在玻璃中產(chǎn)生淡黃色，與Fe2+的藍(lán)綠色互為補(bǔ)色，起到化學(xué)脫色和物理脫色的雙重作用。La2O3、Nd2O3、在玻璃中產(chǎn)生藍(lán)色、紅色、它們與玻璃中黃綠色互為補(bǔ)色，消除了玻璃的色調(diào)，使玻璃的“白度”提高，透光率增加。為證明本發(fā)明的脫色劑對提高玻璃的“白度”和透光率的效果，本發(fā)明選擇一條日熔量為500噸的浮法玻璃生產(chǎn)線，生產(chǎn)厚度為10mm的玻璃進(jìn)行對比，具體為變料前將錫槽保護(hù)氣N2與H2的比例由96∶4調(diào)節(jié)成96.5∶3.5，在玻璃配料中加入本發(fā)明的復(fù)合脫色劑，對玻璃進(jìn)行脫色，制得樣品玻璃2#，將制得的樣品玻璃2#與末加入本發(fā)明脫色劑的普通玻璃樣品1#進(jìn)行對比檢測，所得樣品參數(shù)對照如下表1表1
表中F代表無色因素，其值越小表明玻璃的“白度”越好，玻璃的顏色越趨近于無色，脫色前F＝0.1405，透光率為84.97，脫色后F＝0.0938，透光率為86.56，從表1中可以看出2#樣品的F值比1#樣品的F值有明顯降低，即本發(fā)明的脫色劑對提高玻璃的“白度”效果明顯，2#樣品的透光率比1#樣品的透光率增加明顯，證明在不改變玻璃原材料即玻璃的主要成份不變的情況下，本發(fā)明的脫色劑不僅能有效提高玻璃的“白度”，且能有效提高玻璃的透光率。
本發(fā)明的脫色劑由下列組份按如下重量百份比組成30-100％的Sb2O3+CeO2、0-8％的Na2O+SO3、0-5％的ZnO、0-9％的La2O3、0-5％的Nd2O3、0-43％的SiO2+CaO。本發(fā)明的各組份的優(yōu)選含量為40-97.5％的Sb2O3+CeO2、0-6％的Na2O+SO3、1-3％的ZnO、1-7％的La2O3、0.5-3.5的Nd2O3、0-43％的SiO2+CaO。本發(fā)明的復(fù)合脫色劑其組份可由Sb2O3+CeO2單獨(dú)組成，也可由Sb2O3+CeO2與Na2O+SO3、ZnO、La2O3、Nd2O3、SiO2+CaO中的一種或兩種以上組合而成。本發(fā)明的復(fù)合脫色劑以多價氧化物Sb2O3和CeO2作為主要成份，利用脫色劑本身的氧化性和玻璃熔體的氧活度，將玻璃中的Fe2+轉(zhuǎn)化成Fe3+，著色能力強(qiáng)的Fe2+減少，降低Fe2+對玻璃的著色作用，CeO2在玻璃中產(chǎn)生淡黃色，與Fe2+的藍(lán)綠色互為補(bǔ)色，起著化學(xué)脫色和物理脫色的雙重作用。ZnO的引入主要是為改善玻璃的光學(xué)性能。La2O3、Nd2O3可用作玻璃的物理脫色劑，利用其在玻璃中產(chǎn)生的藍(lán)色、紅色與玻璃中黃綠色互為補(bǔ)色，消除玻璃的色調(diào)，使玻璃的“白度”提高，透光率增加。Na2O+SO3是作為氧澄清與硫澄清的調(diào)節(jié)劑及玻璃助熔劑引入的。上述復(fù)合脫色劑的使用方法為在不改變玻璃的原材料即在玻璃的主要成份不變的情況下在玻璃配合料中相對100重量份的玻璃液加入0.005-2重量份的復(fù)合脫色劑，復(fù)合脫色劑的優(yōu)選用量為相對100重量份的玻璃液加入0.01-1.5重量份的復(fù)合脫色劑，復(fù)合脫色劑的最優(yōu)選用量為相對100重量份的玻璃液加入0.02-1重量份的復(fù)合脫色劑，復(fù)合脫色劑的用量太少對提高玻璃白度和透光率的提高作用不明顯，用量太多易造成硫澄清和氧澄清之間的紊亂，使玻璃板產(chǎn)生灰泡等缺陷，并對浮法生產(chǎn)線的熔化、成型、退火等工藝產(chǎn)生較大影響。
本發(fā)明的脫色劑不僅適用于浮法玻璃，而且適用于對平板玻璃進(jìn)行脫色，但脫色效果較好時玻璃的各主要成份及各成份的重量百分比含量為69-73％的SiO2、0.8-2.3％的Al2O3、6.3-8.9％的CaO、3.5-4.2％的MgO、0.07-0.15的Fe2O3、13.5-14.5％的R2O，在配料中，芒硝含量為0-6％，碳粉含量為0-6％。
實(shí)施例1(1)選取復(fù)合脫色劑的組份及各組份的重量百分比含量為70％的Sb2O3+CeO2、8％的Na2O+SO3、5％的ZnO、9％的La2O3、5％的Nd2O3、3％的SiO2+CaO。
(2)將上述各組份按常規(guī)方法混合配比而成復(fù)合脫色劑。
(3)在玻璃配料中相對于100重量份的玻璃液加入0.2-0.3重份的上述復(fù)合脫色劑，制得3mm的浮法玻璃樣品，其透光率為90.43％，末脫色前3mm的浮法玻璃透光率為89.4％，透光率提高1.03％。
實(shí)施例2(1)選取復(fù)合脫色劑組份及各組份的重量百分比含量為48％的Sb2O3+CeO2、5％的Na2O+SO3、3％的ZnO、2％的La2O3、3％的Nd2O3、39％的SiO2+CaO。(2)將上述各組份按常規(guī)方法混合配比而成復(fù)合脫色劑。(3)在玻璃配料中相對于100重量份的玻璃液加入0.4-0.6重份的上述復(fù)合脫色劑，制得5mm的浮法玻璃樣品，其透光率為89.32％，末脫色前5mm的浮法玻璃透光率為88.85％，透光率提高0.47％。
權(quán)利要求
1.一種提高浮法玻璃透光率和“白度”的復(fù)合脫色劑，其組份及各組份的重量百分比含量為30-100％的Sb2O3+CeO2、0-8％的Na2O+SO3、0-5％的ZnO、0-9％的La2O3、0-5％的Nd2O3、0-43％的SiO2+CaO。
2.如權(quán)利要求1所述的提高玻璃白度和透光率的復(fù)合脫色劑，其特征在于各組份的重量百分比含量為40-97.5％的Sb2O3+CeO2、0-6％的Na2O+SO3、1-3％的ZnO、1-7％的La2O3、0.5-3.5的Nd2O3、0-43％的SiO2+CaO。
3.如權(quán)利要求1所述的提高浮法玻璃透光率和白度的復(fù)合脫色劑，其特征在于所述組份可由Sb2O3+CeO2單獨(dú)組成，也可由Sb2O3+CeO2與Na2O+SO3、ZnO、La2O2、Nd2O2、SiO2+CaO中的一種或兩種以上組合而成。
4.如權(quán)利要求1所述的提高浮法玻璃透光率和白度的復(fù)合脫色劑，其特征在于還能應(yīng)用于平板玻璃。
5.如權(quán)利要求1、2、3、4所述的提高浮法玻璃透光率和“白度”的復(fù)合脫色劑的應(yīng)用方法在玻璃配料中相對于100重量份的玻璃溶液加入0.005-2重量份的復(fù)合脫色劑。
6.如權(quán)利要求5所述的提高浮法玻璃透光率和“白度”的復(fù)合脫色劑的應(yīng)用方法，其特征在于所述的復(fù)合脫色劑的用量為相對于100重量份的玻璃溶液加入0.02-1.5重量份的復(fù)合脫色劑。
7.如權(quán)利要求5所述的能提高浮法玻璃透光率和白度的復(fù)合脫色劑的應(yīng)用方法，其特征在于所述的復(fù)合脫色劑的用量為相對于100重量份的玻璃溶液加入0.02-1重量份的復(fù)合脫色劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高浮法玻璃和平板玻璃“白度”和透光率的復(fù)合脫色劑及其應(yīng)用方法,本復(fù)合脫色劑由Sb
文檔編號C03C1/00GK1385386SQ0111604
公開日2002年12月18日 申請日期2001年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月11日
發(fā)明者苑同鎖, 侯英蘭, 張欣, 李西平, 李軍, 付秀君, 張為民, 杜振宇, 孟凡廣 申請人:秦皇島耀華玻璃股份有限公司