一种净化固件及使用该净化固件长效维持炉水杂质浓度的方法与流程

1.本发明涉及玻璃生产制造技术领域，尤其涉及一种净化固件及使用该净化固件长效维持炉水杂质浓度的方法。


背景技术：

2.现有玻璃强化时，玻璃中的na、li被炉水中k、na置换后会增加炉水中的na、li含量，随着炉水中na、li离子浓度的不断增加，强化后玻璃的表面应力不断降低，玻璃的强度也会随之不断降低。当强化后玻璃的表面应力低于规格要求后，需要换炉水或者加助剂来降低杂质含量。换炉水不仅操作效率低，并且炉水使用效率很低。li离子半径小，其杂质浓度对玻璃表面应力以及强度非常明显，一般在炉水中添加置换物粉末来置换炉水中li离子。na杂质对玻璃表面应力影响较小，因此炉水寿命较长，寿命到了会直接换炉水。
3.在炉水中添加置换物粉末来置换炉水中li离子的技术缺陷如下：1.粉末置换过程中产生nali2po4沉淀，沉淀不完全时会造成玻璃发蓝、发蒙、白点等不良；2最多加2次粉末后沉淀物会完全盖住发热管，造成炉温异常而无法生产。
4.3.粉末量加少，li含量偏高，炉水更新后寿命变短。如果二次添加粉末，需要再次等待同样的时间。
5.4.粉末添加过多，li含量偏低，需要添加li盐。此外，加硬过程中新产生的li会与过量粉末产生沉淀，造成玻璃发蓝、发蒙、白点等不良。


技术实现要素：

6.本发明的一个目的在于提供一种净化固件。
7.为实现上述的目的本发明采用以下方案：一种净化固件，按质量百分比包括以下组份：杂质置换物
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10-100%；高温粘结剂
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0-80%；常温粘结剂
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0-30%；上述各组份的总和为100%，且各组份不为0；所述杂质置换物为na玻璃、k玻璃、na3po4、k3po4、na2hpo4、k2hpo4、na5p3o
10
、k5p3o
10
、na2h2p2o7、na4p2o7、k2h2p2o7、k4p2o7、na3p3o9、k3p3o9中的一种或者两种以上的混合物。
8.优选的，所述高温粘结剂包括玻璃、金属、粘土、无机氧化物中的一种或者混合物。
9.优选的，该净化固件还包括造孔剂，所述造孔剂包括碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、煤粉、碳粉、天然纤维、高分子聚合物和有机酸中的一种。
10.优选的，所述常温粘结剂包括聚乙烯醇、甲基纤维素、乙基纤维素、醋酸纤维素、2-羟乙基纤维素、三乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、淀粉中的一种或者几种的混合物。
11.本发明的另一个目的在于提供上述净化固件的制备方法，具体包括：（1）、将杂质置换物、高温粘结剂、常温粘结剂按照一定比例压制成一定形状和结构的坯体；(2)将压制好的坯体进行烧结。
12.优选的，步骤（1）中成型的压力为0.5-1mpa；步骤（2）中烧结温度为700-800度。
13.本发明还提供一种运用上述净化固件长效维持炉水杂质浓度的方法，包括：（1）将杂质置换物、高温粘结剂、常温粘结剂、压制成一定形状和结构的坯体；（2）将压制成型的坯体进行烧结制得烧结体。
14.（3）本发明还提供了使用上述净化固件长效维持强化工序炉水中杂质浓度的方法，包括：将上述所制得的烧结体固定于加硬架上，随玻璃产品一起浸到炉水中。
15.进一步的，还包括实时监控和检测炉水中锂离子的浓度。
16.进一步的，所述监控和检测方法包括使用原子吸收光谱、电感耦合等离子体光谱仪。
17.本发明使用杂质置换物、高温粘结剂、常温粘结剂等制成净化固件，并将净化固件随玻璃加硬架与玻璃一起置于高温熔盐中，使净化固化结构中的离子与高温熔盐中的杂质离子发生离子交换作用从而降低高温熔盐中杂质浓度，从而能够直接在玻璃产品加硬过程中不断置换na、k杂质含量，从而维持炉水中杂质含量浓度，避免了表面应力波动、沉降、换炉水等不利影响，稳定玻璃的表面应力以及强度。
18.具体实施方式
19.下面将结合具体实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
20.首先，本发明提供了一种净化固件，按质量百分比包括以下组份：杂质置换物
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10-100%；高温粘结剂
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0-80%；造孔剂（可选） 0-30%；常温粘结剂
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0-30%；上述各组份的总和为100%，且各组份不为0；杂质置换物是能够与高温熔盐中杂质离子进行置换的原料，具体的，杂质置换物为na玻璃、k玻璃、na3po4、k3po4、na2hpo4、k2hpo4、na5p3o
10
、k5p3o
10
、na2h2p2o7、na4p2o7、k2h2p2o7、k4p2o7、na3p3o9、k3p3o9中的一种或者两种以上的混合物。半径小的一价离子取代半径大的离子会抵消玻璃表面的挤压效应，从而降低玻璃的表面应力，进而降低玻璃的强度。因此，杂质置换物一般选择比高温熔盐中杂质离子半径大的一价金属盐，并且杂质置换物的杂质摩尔浓度低于高温熔盐中的杂质摩尔浓度。
21.在本发明中净化固件可以是致密的或者多孔的，多孔的结构更有利于杂质置换物与高温熔盐中杂质离子的交换速度，有利于减少杂质置换物的杂质离子交换时间。
22.高温粘结剂是在高温熔盐加硬过程中能够将杂质置换物粘结在一起保持一定形
状和强度的原料，包含但是不限于玻璃、金属、粘土、金属氧化物、无机氧化物及混合物等耐高温材料，包含但不限于粉体、膏状物、化合物水溶液、化合物有机溶液或者混合物等，这些原料能够在不低于高温熔盐温度的条件下软化或者反应从而将杂质置换物粘结在一起。
23.造孔剂是能够在杂质置换物与高温粘结剂在高温粘合在一起后具有丰富的孔道，有利于高温熔盐与杂质置换物有效接触并提高置换速度，减少置换时间。分无机和有机两类，无机类包括但不限于碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵等高温可分解的盐类,以及煤粉、碳粉等。有机类包括但不限于天然纤维、高分子聚合物和有机酸。除了造孔剂的成分外，造孔剂的形貌特别是粒径分布也会影响会影响造孔特性。
24.常温粘结剂是能够让杂质置换物、高温粘结剂、造孔剂在常温成型时保持一定形状和强度的原料。包括但不限于pva（聚乙烯醇）、甲基纤维素、乙基纤维素、醋酸纤维素、2-羟乙基纤维素、三乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、淀粉等。
25.有些物质可以同时作为高温粘结剂与杂质置换物使用，比如高na含量的玻璃同时可以作为高温粘结剂和li杂质置换物使用。
26.粉末置换过程中沉淀物nali2po4生成较慢并且颗粒很小，导致沉降时间需要24小时。
27.本发明使用玻璃等粘结材料，与粉末等li置换物烧结成li置换物烧结体，使用玻璃废料中的na与li进行交换，避免了nali2po4沉降较慢并且可能沉降不完全的缺陷。因此，可以直接在玻璃产品加硬过程中不断置换na、k杂质含量，从而维持炉水中杂质含量浓度，避免了表面应力波动、沉降、换炉水等不利影响，稳定玻璃的表面应力以及强度。
28.具体实施步骤如下：将高温粘结剂、杂质置换物、常温粘结剂压制成一定形状和结构的坯体。形状包括不限于长方体、圆形、纺锤体、环形等带孔或者不带孔形状。粘结材料包含但是不限于玻璃、金属、金属氧化物、无机氧化物及混合物等耐高温的粘结剂，li置换物包含但不限于含na玻璃、k玻璃、na3po4、k3po4、na2hpo4、k2hpo4、na5p3o
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、k5p3o
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、na2h2p2o7、na4p2o7、k2h2p2o7、k4p2o7、na3p3o9、k3p3o9或者混合物。常温粘结剂包括但不限于pva、甲基纤维素、乙基纤维素、醋酸纤维素、2-羟乙基纤维素、三乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素等。
29.将坯体烧结成一定形状和结构的物体，物体包括不限于致密、多孔等结构。当助剂较少，高温粘结剂、杂质置换物的压制时的粒径较小时，可以得到致密的或者孔隙率较小的烧结体。
30.将一定量的烧结体随加硬的玻璃一起放置到加硬炉水中。因为不同的玻璃配方不同，需要控制烧结体的重量来维持炉水达到合适的li浓度。
31.当烧结体置换后一定程度后，需要更换新的烧结体。
32.可以通过快速方法来测试烧结体中li、na或者钾含量来检测烧结体寿命。
33.实施例11、将1000 gna玻璃粉末与50 g pva混合在一起，在0.5 mpa压力下压制成200g一个甜甜圈形状的坯体。
34.2、将压制成型的坯体在700-800度烧结成li置换物烧结体，并具有一定的机械强度；3、将li置换物烧结圈穿在玻璃加硬架上，随玻璃产品一起浸入到3kg 炉水中。能
够明显抵消玻璃产品中置换的li离子浓度。
35.在玻璃加硬架上不附加li置换物烧结圈时，一批次玻璃加硬完成后，炉水li离子浓度从0提高到25ppm；附加li置换物烧结圈后，li离子浓度从0提高到15 ppm。玻璃表面应力维持在620 mpa，玻璃 4pb强度维持在650 mpa。
36.实施例21、将50g 粉末粉末与50g 玻璃粉混合在一起，然后添加0.5g pva作为助剂，在0.5 mpa压力下压制成甜甜圈形状的坯体。
37.2、将压制成型的坯体在700-800度烧结成li置换物烧结体，并具有一定的机械强度；3、将li置换物烧结圈穿在玻璃加硬架上，随玻璃产品一起浸入到3kg 炉水中。发现能够明显抵消玻璃产品中置换的li离子浓度。
38.在玻璃加硬架上不附加li置换物烧结圈时，一批次玻璃加硬完成后，炉水li离子浓度从0提高到25ppm；附加li置换物烧结圈后，li离子浓度从0提高到9ppm。玻璃表面应力维持在650 mpa，玻璃 4pb强度维持在700 mpa 。
39.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。