一種能夠加快硝酸鉀熔液澄清與除雜的方法及添加劑的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種添加劑，尤其涉及一種能夠加快硝酸鉀熔液澄清與除雜的方法及添加劑。
【背景技術】
[0002]化學鋼化(也稱離子交換)能夠有效地提高玻璃表面應力及其彎曲強度，是薄玻璃及其制品有效強化方法之一。為降低化學鋼化成本，通常采用工業(yè)級純度的硝酸鉀。工業(yè)級純度硝酸鉀通常還有較多的無用成分與降低化學鋼化效果的有害雜質(zhì)離子，如銨根離子、鈣離子、鎂離子等。工業(yè)級硝酸鉀多采用硝酸銨轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)，因此硝酸鉀鹽中通常含有較多的銨根離子。如果硝酸鉀熔鹽澄清時間不夠，其中的銨根離子沒有完全揮發(fā)，會導致玻璃的腐蝕，降低玻璃鋼化效果與表面質(zhì)量。如果延長澄清時間，則會較大地增加鋼化成本。因此，在進行玻璃化學鋼化前，需要有效地消除硝酸鉀熔鹽中無用成分，降低有害離子濃度，加快熔鹽澄清，從而降低化學鋼化成本，提高玻璃化學鋼化的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠加快硝酸鉀熔液澄清與除雜的方法及添加劑。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術問題所采用的方案為:
[0005]一種能夠加快硝酸鉀熔液澄清與除雜的添加劑，它包括碳酸鉀、α相二氧化硅、β相三氧化二鋁與三氧化二銻；各組分的質(zhì)量比為KNO3 = K2CO3: a -S12: β -Al2O3 = Sb2O3 =100:0.1 ?3:0.05 ?1: 0.05 ?1: 0.1 ?2。
[0006]上述方案中，所述的硝酸鉀為工業(yè)級純度產(chǎn)品；所述的碳酸鉀、α相二氧化硅、β相三氧化二鋁與三氧化二銻均為分析純或以上純度級別的產(chǎn)品。
[0007]一種能夠加快硝酸鉀熔液澄清與除雜的方法，包括以下步驟:
[0008]I)備料，按照 KNO3:K2CO3: a-S12: β-Al2O3: Sb2O3= 100:0.1 ?3:0.05 ?1:0.05?1:0.1?2選取硝酸鉀、碳酸鉀、α相二氧化硅、β相三氧化二鋁與三氧化二銻；
[0009]2)將硝酸鉀加熱至熔融溫度以上，使硝酸鉀熔化；
[0010]3)將碳酸鉀與三氧化二銻加入熔融的硝酸鉀熔鹽中，攪拌；
[0011]4)將α相二氧化硅與β相三氧化二鋁加入步驟3)制備的熔鹽中，攪拌；
[0012]5)將上述熔鹽在步驟2)所述的熔融溫度保溫、靜置8-12小時，溶液澄清后即可開始鋼化作業(yè)。
[0013]上述方案中，所述步驟2)中的硝酸鉀熔化溫度區(qū)間為340?470°C。
[0014]上述方案中，所述步驟2)中的硝酸鉀分批次加入鹽槽，避免鹽槽內(nèi)局部過熱。
[0015]上述方案中，所述步驟3)中的攪拌時間為20分鐘以上，至熔鹽中大氣泡消失為止，優(yōu)選為20-40分鐘。
[0016]上述方案中，所述步驟4)中的攪拌時間為20分鐘以上，至熔鹽中小氣泡基本消失為止，優(yōu)選為20-40分鐘。
[0017]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術具有如下有益效果:
[0018]I)使用本發(fā)明所提出的添加劑配方，能夠有效地加快硝酸鉀熔液的澄清，降低其中有害雜質(zhì)離子濃度，提高玻璃化學鋼化效果。其中，添加劑碳酸鉀與二氧化硅(α相)能夠與硝酸鉀熔鹽中的銨根離子反應，生成可逸出氣體，從而加快銨根離子的去除速度，縮短硝酸鉀熔鹽的澄清時間。添加劑碳酸鉀能夠與熔鹽中的鈣離子、鎂離子等生成難熔性沉淀；二氧化硅U相)與三氧化二鋁(β相)能有效地吸附熔鹽中與玻璃表面的鈣離子、鎂離子等，從而提高硝酸鉀熔鹽的純度，提高化學鋼化的效果。
[0019]2)使用工業(yè)級硝酸鉀，配合使用本發(fā)明中的添加劑，能使工業(yè)級硝酸鉀熔液的澄清時間從現(xiàn)有技術中的幾十個小時縮短至10小時。同時，吸附雜質(zhì)的存在對離子交換有阻礙作用，降低化學鋼化的速度；而添加劑能夠有效地吸附玻璃表面的這些雜質(zhì)離子，從而加快化學鋼化的速度，提高鋼化效果，進而提高鋼化后玻璃表面應力與應力層深度。采用國產(chǎn)低鋁浮法玻璃，本發(fā)明鋼化時間可縮短至6小時以內(nèi)；僅僅在6小時以內(nèi)，就可以實現(xiàn)鋼化后玻璃的表面應力達500MPa以上，應力層深度達12 μ m以上，達到建材行業(yè)標準JC/T977-2005 的要求。
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合實施例進一步對本發(fā)明進行說明，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。
[0021]實施例1
[0022]選取100重量份工業(yè)級一等品硝酸鉀鹽，純度99.7%。硝酸鉀熔融后，加入1.5重量份碳酸鉀與0.5重量份三氧化二銻后攪拌20分鐘；再加入0.2重量份二氧化硅(α相)與0.2重量份三氧化二鋁(β相)，攪拌均勻后在460°C保溫10小時；采用鈉鈣硅玻璃在該溫度鋼化4小時。鋼化完成后，玻璃表面應力為511.2±7.0MPa,應力層深度為17.3±0.3 μπι，達到JC/T977-2005標準中所規(guī)定產(chǎn)品要求CSB-11-A。
[0023]實施例2
[0024]選取100重量份工業(yè)級一等品硝酸鉀鹽，純度99.7%。硝酸鉀熔融后，加入1.5重量份碳酸鉀與1.0重量份三氧化二銻后攪拌20分鐘；再加入0.1重量份二氧化硅(α相)與0.1重量份三氧化二鋁(β相)，攪拌均勻后在440°C保溫10小時；采用鈉鈣硅玻璃在該溫度鋼化4小時。鋼化完成后，玻璃表面應力為646.l±7.4MPa，應力層深度為12.4±0.1 μπι，達到JC/T977-2005標準中所規(guī)定產(chǎn)品要求CSB-1IΙ-Α。
[0025]實施例3
[0026]取100重量份工業(yè)級一等品硝酸鉀鹽，純度99.7%。硝酸鉀熔融后，加入3重量份碳酸鉀與2重量份三氧化二銻后攪拌20分鐘；再加入I重量份二氧化硅(α相)與I重量份三氧化二鋁(β相)，攪拌均勻后在450°C保溫10小時；采用鈉鈣硅玻璃在該溫度鋼化4小時。鋼化完成后，玻璃表面應力為586.7 ±6.2MPa，應力層深度為14.7 ±0.3 μ m，達到JC/T977-2005標準中所規(guī)定產(chǎn)品要求CSB-11-A。
[0027]對比例I
[0028]工業(yè)級一等品硝酸鉀鹽，純度99.7%。硝酸鉀熔融后在430°C保溫10小時后，采用鈉鈣硅玻璃在該溫度鋼化4小時。鋼化完成后，玻璃表面有腐蝕，成蒙砂狀；無法檢測表面應力與應力層深度。
[0029]對比例2
[0030]工業(yè)級一等品硝酸鉀鹽，純度99.7%。硝酸鉀熔融后在460°C保溫30小時后，采用鈉鈣硅玻璃在460°C鋼化4小時。鋼化完成后，玻璃表面有肉眼可見的腐蝕，無法檢測表面應力與應力層深度。
[0031]以上實施例是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，本發(fā)明的【具體實施方式】并不僅局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種能夠加快硝酸鉀熔液澄清與除雜的添加劑，其特征在于，它包括碳酸鉀、α相二氧化硅、β相三氧化二鋁與三氧化二銻；各組分的質(zhì)量比為KNO3IK2CO3: a -S12: β -Al2O3:Sb2O3= 100:0.1 ?3:0.05 ?1:0.05 ?1:0.1 ?2。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的添加劑，其特征在于，所述的硝酸鉀為工業(yè)級純度產(chǎn)品；所述的碳酸鉀、α相二氧化硅、β相三氧化二鋁與三氧化二銻均為分析純或以上純度級別的產(chǎn)品O3.一種能夠加快硝酸鉀熔液澄清與除雜的方法，其特征在于，包括以下步驟:1)備料，按照KNO3IK2CO3: a -S12: β -Al2O3 = Sb2O3= 100:0.1 ?3:0.05 ?1: 0.05 ?1:0.1?2選取硝酸鉀、碳酸鉀、α相二氧化硅、β相三氧化二鋁與三氧化二銻； 2)將硝酸鉀加熱至熔融溫度以上，使硝酸鉀熔化； 3)將碳酸鉀與三氧化二銻加入熔融的硝酸鉀熔鹽中，攪拌； 4)將α相二氧化硅與β相三氧化二鋁加入步驟3)制備的熔鹽中，攪拌； 5)將上述熔鹽在步驟2)所述的熔融溫度保溫、靜置8-12小時，溶液澄清后即可開始鋼化作業(yè)。4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中的硝酸鉀熔化溫度區(qū)間為340 ?470 °C。5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中的硝酸鉀分批次加入。6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟3)中的攪拌時間為20-40分鐘。7.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟4)中的攪拌時間為20-40分鐘。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種能夠加快硝酸鉀熔液澄清與除雜的方法，包括以下步驟：1)選取硝酸鉀、碳酸鉀、α相二氧化硅、β相三氧化二鋁與三氧化二銻；2)將硝酸鉀加熱至熔融溫度以上，使硝酸鉀熔化；3)將碳酸鉀與三氧化二銻加入熔融的硝酸鉀熔鹽中，攪拌；4)將α相二氧化硅與β相三氧化二鋁加入通過步驟3)制備的熔鹽中，攪拌；5)將上述熔鹽保溫、靜置10小時以上，溶液澄清后即可開始鋼化作業(yè)。本發(fā)明所述的添加劑能夠快速去除鉀鹽中的有害雜質(zhì)，有效地縮短硝酸鉀熔鹽的澄清時間，降低硝酸鉀熔鹽中有害雜質(zhì)離子濃度，提高化學鋼化玻璃表面應力、應力層深度與彎曲強度，降低生產(chǎn)成本。
【IPC分類】C01D9/16
【公開號】CN104909392
【申請?zhí)枴緾N201510274961
【發(fā)明人】劉超, 李晨蕊, 趙修建, 韓建軍, 謝俊, 呂在國, 呂鑫, 張金奎, 蔣葵玲
【申請人】武漢理工大學
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年5月26日