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浅谈锂云母在钠钙硅酸盐

玻璃中的应用

山东汇万优贸易有限公司刘光华高级工程师

目前日用玻璃行业面临的形势十分严峻，整个行业已进入了结构调整的阵痛期，严格的环境保护政策使整个行业面临着生存的考验。

尽管多年来许多企业已投入了大量的资金，用于行业废气的治理，但是，由于工艺、燃烧及废气成分的独特性，导致废气的治理存在着一定的缺陷，成为困扰行业的重大难题。

日用玻璃行业大气污染物的主要来源：?

日用玻璃属钠钙硅酸盐玻璃，生产过程中对大气的污染主要有以下三个方面：

一是燃料燃烧产生的硫氧化物（SOx）、氮氧化物（NOx）等；

二是玻璃熔窑高温熔制时产生的含有高活性钠离子（Na+）、少量重金属及具有粘附性的碱性烟尘；

三是原料加工、配合料制备产生的粉尘。

日用玻璃行业大气污染物的主要类别：

1.粉尘、烟尘

粉尘主要来源于原料的贮藏、粉碎、筛分、搬运、混合工序中的原料飞散。

烟尘主要是原料及燃料在窑炉内燃烧产生的。

2.硫氧化物（SOx）

玻璃熔炉排出废气中的SOx，主要来自于燃料的含硫成分。另外，有一部分来源于作钠钙玻璃澄清剂使用的芒硝分解产生的，这部分的SOx量也比较多。根据我们多年的实践和验证，在一些产品的原料中引入锂云母代替芒硝，这样可以减少废气中硫氧化物（SOx）的排放。

3.氮氧化物（NOx）

玻璃熔炉烟气中的氮氧化物主要来源于三个方面：一是原料型氮氧化物

（NOx），原料中硝酸盐的高温分解产生的少量氮氧化物。二是燃料型氮氧化物（NOx），燃料中的N在高温下与O2反应生成的NOx。三是温度型氮氧化物（NOx），助燃空气中氮气和氧气在高温下剧烈燃烧生成的NOx。温度型NOx的产量与温度密切相关，当温度高于℃时，空气中氮气就与氧气反应生成大量的NOx，温度每增加℃，反应速率增加6～7倍，一般玻璃窑炉火焰的燃烧温度高达℃左右，因此，玻璃窑炉烟气中的氮氧化物以温度型NOx为主，生成的NOx中NO占90%左右，NO2为5%左右。

引进适量的锂云母，锂云母既可以代替硝酸盐，又可以降低玻璃窑炉的熔化温度，这样就可以比较有效的减少废气中氮氧化物（NOx）的排放量。

4.氯化氢

由于使用了含氯原料（如使用氯化钠作澄清剂）或原料中含有氯化物杂质，当配合料熔制时会产生一定量的氯化氢。锂云母可以部分代替氯化钠，这样就可以减少废气中的氯化氢排放。

5.氟化氢

氟化氢主要来源于含氟原料（如使用萤石氟化钙作乳浊剂、助熔剂）以及原料中含有的含氟杂质。锂云母可以部分或全部代替萤石做助熔剂，这样就可以减少废气中的氟化氢排放。

从以上几点可以看出，使用锂云母可以从源头上减少有害气体的排放，这样就降低了后期废气的处理难度和费用。

众所周知，碱金属氧化物在玻璃中能起到很好的助熔作用，与Na2O和K2O相比，Li2O的Li离子具有较小的离子半径、较高的场强和高的极化能力，因此

Li2具有非常好的助熔效果，可以有效降低玻璃的黏度。同时，Li-O键强较大，可以使玻璃的热膨胀降低，提高玻璃的密度和化学稳定性。它的引进可以降低玻璃的熔化温度，据有关资料介绍，目前可降低窑炉温度高达15℃左右，有延长炉龄的作用，同时可降低综合能耗4%-8%左右，并且也降低了氮氧化物

（NOx）的排放量。

在玻璃瓶罐（如有色料、普白料等）的配方中引入适量（0.1～0.5%）的氧化锂，具有以下显著效果：

①部分代替纯碱、氢氧化铝，降低熔体黏度，有显著的澄清均化效果，能提高产品的透明度、光洁度；

②降低窑炉的熔化温度或增加窑炉的出料量，有明显的助熔效果；

③降低玻璃的热膨胀系数，改善玻璃制品的化学稳定性、表面光洁度、透明度以及抗热、抗震和耐酸耐碱腐蚀性能，玻璃制品耐水性显著提高；

④可以改善玻璃的均匀性，延长玻璃的冷却时间，从而增加了制作的工作范围，利于成型。可有效提高玻璃制品的出料率和成品率，有显著的降低成本效果；

⑤由于玻璃的表面张力随着Li2O的引入而增加，这也有利玻璃熔化过程的澄清和最终制品强度的改善，产品的抗冲击性能大有提高；

⑥由于玻璃熔化温度的降低，从而减少了燃料用量，这样就降低了硫氧化物

（SOx）和氮氧化物（NOx）的排放，节能环保。

锂（Li）是比重最轻（1.）的金属，熔点低（℃）、沸点高（℃）。锂云母分子式为R2O·Al2O3·3SiO2·(F,OH),是一种具有连续层状四面体结构的含氟铝硅酸盐，属于单斜晶系，晶形呈板状或细鳞片状，质韧。锂云母含Li2O一般在3.0?4.0%,此外还有9%左右的Na2O和K2O及1%左右的氧化铷（Rb2O）和氧化铯（Cs2O）,这些碱金属氧化物都是玻璃助熔剂。而引入的SiO2和入Al2O3是玻璃的主体氧化物。此外锂云母引入的F与铁离子络合，使玻璃的着色程度大为降低，而且氟又是熔融加速剂。可以说锂云母全身是“宝”。

因此，锂云母是一种具有显著节能降耗效果的新型绿色环保材料，符合目前玻璃行业的技术发展方向和节能减排要求。

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