| 近年來，隨著工業的發展而能源日趨緊張，由于能源和原料不斷提價，一定程度上影響了玻璃工業的生存和發展...... |
【中國幕墻網 08月02日消息 】近年來，隨著工業的發展而能源日趨緊張，由于能源和原料不斷提價，一定程度上影響了玻璃工業的生存和發展，為此，除了有計劃地調整企業產品結構，不斷開發適銷對路的新產品外，賦予我們的任務是在不影響產品實物質量的前提下，尋求一種能部分或全部取代氧化鋁，亦能節約純堿和降低熔化溫度的低含鐵量的礦物原料。從而達到降低能耗和生產成本、提高產品質量的目的。
國外技術資料提及，在低堿玻璃 中，引入少量含Li2O的礦物原料，能明顯降低熔制溫度和提高玻璃出料率。美國Glass Contaiiines及Thateker、西德的Tettaller等企業都在玻璃配方中引入含有0.1-0.2% Li2O礦物原料，使玻璃熔化溫度降低25—50 0C，出料量提高了12-17%，由此得出啟示，積極尋找和開發應用國內低鐵，含鋰礦物原料來取代氧化鋁，這對改善玻璃制品質量，降低能耗，提高企業經濟效益具有重要意義。
氧化鋰化學機理：氧化鋰Li2O，相對分子質量29.9，也是網絡外體氧化物。它在玻璃中的作用比Na2O和K2O特殊。當O/Si比較小時，主要為斷鍵作用，助熔作用強烈，是強助劑。鋰的離子半徑小于鈉、鉀的離子半徑，當O/Si比大時，主要為積聚作用。Li2O代替Na2O或K2O使玻璃的膨脹系數降低，結晶傾向變小，大量Li2O又使結晶傾向增加。在一般玻璃中，引入０.１％～０.５％Li2O，可以降低玻璃的熔制溫度，提高玻璃的產量和質量。
我國天然含鋰礦物主要有江西鋰云母、鋰瓷石 ，新疆鋰輝石等，近年由于國家對新能源開發與使用力度加大，而處于新能源基礎材料鉭鈮礦——鋰云母的開發和使用也有所控制。同等含鋰礦物——鋰瓷石卻不在限制之列，可以應用于玻璃與搪瓷行業。
鋰瓷石礦源主要集中在江西宜春九嶺麓南側，系燕山晚期（距今約1.3億年）酸性巖槳沿構造裂隙呈淺成（或超淺成）脈狀侵入而形成。巖性主要為霏細巖、股體十數條、儲量達六千萬盹。主要礦物成分為長石、石英、絹云母和高嶺石。化學成分以SiO2、Al2O3 、Li2O、K2O、 Na2O為主，Fe2O3、 Ti2O含量極低。
該鋰瓷石具有白度好，鐵、鈦含量極低，鋰含量較高，化學成分合理等優點。成分中Li2O、 K2O、 Na2O含量較高，使其具有很強的助熔能力，成分中含有少量的P2O5，又使其具有尚佳的乳濁效果，大量的絹云母礦物含量也使其自身具有較好的可塑性。是一種理想的高檔陶瓷及玻璃原料。
鋰瓷石已被廣泛應于玻璃行業的諸多領域，主要有以下優點:
一、可取代氧化鋁或氫氧化鋁和減少純堿用量
由于該鋰瓷石含鐵極低，其它有害成分幾乎沒有，SiO2 、 Al2O3 、Li2O、K2O、 Na2O等有益成分含量合理，故能完全取代氧化鋁或氫氧化鋁和長石粉，減少純堿用量，降低配合料成本。
二、可提高熔化率或降低熔化溫度和延長窯爐使用壽命以及節約熔化能耗
由于該鋰瓷石向玻璃中不僅引入了K2O、 Na2O，還引入了少量的Li2O和Ｆ離子，而Li離子屬于惰性氣體型離子，在高溫時于結構中形成不對稱中心，并能極化氧離子，起到減輕和破壞硅氧鍵（O/Si）的作用，因此鋰瓷石引入的少量Li2O在高溫時能起到高溫助熔和加速玻璃熔化的作用。另外眾所周知，堿金屬在玻璃中具有促進熔化的作用，而玻璃中同時存在兩種堿金屬氧化物所帶來的“混堿效應”較單一的氧化鈉具有更好的助熔作用。而鋰瓷石引入的氟又是一種能加速玻璃反應、降低玻璃粘度和表面張力、促進玻璃液澄清和均化、增加玻璃透熱性的玻璃加速劑。所以由鋰瓷石作為玻璃原料在玻璃配方中引入了0.1—0.2%左右的Li2O及0.1—0.2%左右的氟，兩者綜合效應可使玻璃熔化溫度降低25—50 0C，使玻璃出料率增加10%以上。
三、可提高產品的亮度及白度和改善產品的理化性能
由于鋰瓷石在玻璃中引入了0.1—0.2%的Li2O，國內外大量實驗和技術文獻證明：在玻璃中以少量Li2O取代Na2O、可以提高玻璃的抗水性，這是因為Li離子半徑小，電場強度大，因此有加強玻璃網絡的作用，同時可使玻璃膨脹系數降低、結晶傾向變小。另外“混堿效應”也使其玻璃的耐水性較單一堿金屬氧化物時要好。因此在玻璃中引用適量的鋰瓷石，對改善其產品的顏色、光澤、抗沖擊、耐水侵蝕等性能都是有益的。
本文所介紹的是經過考察、試制、試生產取得成功的含鋰低鐵瓷石粉開發應用的經驗體會，所推薦的瓷石和成功工藝能廣泛用于制造中、高檔日用玻璃器皿 、高檔化妝品瓶、藝術裝飾玻璃、理化儀器玻璃等。鋰瓷石化學組成大致為：Al2O3 18%、SiO2 69%、K2O 3.38%、Na2O 2.87%、Li2O 0.8-1.6%、F2 0.2-0.4%、Fe2O3 0.06—0.15%。鋰瓷石的使用一般是以含鐵量來分級采購的:一級: Fe2O3<0.06%、二級: Fe2O3<0.1%、三級: Fe2O3<0.15%。生產證明：在上述玻璃中引入含0.10-0.20% Li2O的瓷石粉取代長石粉，使玻璃含鐵總量比原先降低30%以上，使玻璃的透明度和化學穩定性明顯提高，并能降低玻璃熔制溫度20-50 0C，因此這種瓷石確實是值得推廣應用的礦物原料。
實用案例：
近年來鋰瓷石在玻璃與搪瓷行業已廣泛使用,如廣東的華興玻璃有限公司、南海羅村、肇慶的生力、江西的鼎豐、萍鄉的東方醫藥玻璃廠、萍鄉浮法玻璃廠、湖口藍天玻璃廠、山東藥玻、坪上玻璃、兗州浩鑫玻璃制品公司等.
據說四川崇州一個省內外知名的玻璃瓶罐生產企業,主要生產中、高檔日用酒瓶,為提高其產品理化性能與節約能耗,已多年來一直使用鋰瓷石，收到了良好的經濟效益，至今每月的用量都在7個車皮以上。
最近據說，四川某醫藥玻璃生產企業由于面臨天然氣的用量不足，天然氣價格上漲，天然氣壓力偏低導致爐溫長期處于低溫運行，熔制缺陷劇增，產品質量下降，窯爐處于晚期，高溫熔化玻璃對窯爐侵蝕加劇，安全生產出現嚴重隱患等生產運行問題。針對公司生產現狀，他們收集技術與應用技術信息，大膽優化配方設計，采用江西宜春鋰瓷石引入氧化鋰。引入鋰瓷石原料后，玻璃熔化溫度降低40 0C，降幅達2-3%，確保在低溫狀態下正常生產，天然氣日減少耗氣1300立方以上。噸玻璃液少用純堿10公斤，節堿4.8%，粉料成本基本持平。熔制缺陷減少50%，促進玻璃制品的成型及輕量化實現，產品的理化性能指標均優于未使用前。
結論：低含鐵Li2O鋰瓷石能取代日用玻璃 成分中全部氧化鋁，引入0.1—0.2% Li2O的鋰瓷石粉可使玻璃熔化溫度降低20 0C以上，亦能降低配合料成本5%左右，節約純堿約3%，并能不同程度地提高玻璃的化學穩定性和透明度，由于瓷石中含有一定的氟化物，有利于玻璃的澄清和加速熔制。特別是在當今節能減排工作日益緊迫的形勢下，玻璃行業應進一步開展技術創新，優化工藝，大膽引用節能與性能改善原料—鋰瓷石，并且應廣泛推廣。【完】
國外技術資料提及，在低堿玻璃 中，引入少量含Li2O的礦物原料，能明顯降低熔制溫度和提高玻璃出料率。美國Glass Contaiiines及Thateker、西德的Tettaller等企業都在玻璃配方中引入含有0.1-0.2% Li2O礦物原料，使玻璃熔化溫度降低25—50 0C，出料量提高了12-17%，由此得出啟示，積極尋找和開發應用國內低鐵，含鋰礦物原料來取代氧化鋁，這對改善玻璃制品質量，降低能耗，提高企業經濟效益具有重要意義。
氧化鋰化學機理：氧化鋰Li2O，相對分子質量29.9，也是網絡外體氧化物。它在玻璃中的作用比Na2O和K2O特殊。當O/Si比較小時，主要為斷鍵作用，助熔作用強烈，是強助劑。鋰的離子半徑小于鈉、鉀的離子半徑，當O/Si比大時，主要為積聚作用。Li2O代替Na2O或K2O使玻璃的膨脹系數降低，結晶傾向變小，大量Li2O又使結晶傾向增加。在一般玻璃中，引入０.１％～０.５％Li2O，可以降低玻璃的熔制溫度，提高玻璃的產量和質量。
我國天然含鋰礦物主要有江西鋰云母、鋰瓷石 ，新疆鋰輝石等，近年由于國家對新能源開發與使用力度加大，而處于新能源基礎材料鉭鈮礦——鋰云母的開發和使用也有所控制。同等含鋰礦物——鋰瓷石卻不在限制之列，可以應用于玻璃與搪瓷行業。
鋰瓷石礦源主要集中在江西宜春九嶺麓南側，系燕山晚期（距今約1.3億年）酸性巖槳沿構造裂隙呈淺成（或超淺成）脈狀侵入而形成。巖性主要為霏細巖、股體十數條、儲量達六千萬盹。主要礦物成分為長石、石英、絹云母和高嶺石。化學成分以SiO2、Al2O3 、Li2O、K2O、 Na2O為主，Fe2O3、 Ti2O含量極低。
該鋰瓷石具有白度好，鐵、鈦含量極低，鋰含量較高，化學成分合理等優點。成分中Li2O、 K2O、 Na2O含量較高，使其具有很強的助熔能力，成分中含有少量的P2O5，又使其具有尚佳的乳濁效果，大量的絹云母礦物含量也使其自身具有較好的可塑性。是一種理想的高檔陶瓷及玻璃原料。
鋰瓷石已被廣泛應于玻璃行業的諸多領域，主要有以下優點:
一、可取代氧化鋁或氫氧化鋁和減少純堿用量
由于該鋰瓷石含鐵極低，其它有害成分幾乎沒有，SiO2 、 Al2O3 、Li2O、K2O、 Na2O等有益成分含量合理，故能完全取代氧化鋁或氫氧化鋁和長石粉，減少純堿用量，降低配合料成本。
二、可提高熔化率或降低熔化溫度和延長窯爐使用壽命以及節約熔化能耗
由于該鋰瓷石向玻璃中不僅引入了K2O、 Na2O，還引入了少量的Li2O和Ｆ離子，而Li離子屬于惰性氣體型離子，在高溫時于結構中形成不對稱中心，并能極化氧離子，起到減輕和破壞硅氧鍵（O/Si）的作用，因此鋰瓷石引入的少量Li2O在高溫時能起到高溫助熔和加速玻璃熔化的作用。另外眾所周知，堿金屬在玻璃中具有促進熔化的作用，而玻璃中同時存在兩種堿金屬氧化物所帶來的“混堿效應”較單一的氧化鈉具有更好的助熔作用。而鋰瓷石引入的氟又是一種能加速玻璃反應、降低玻璃粘度和表面張力、促進玻璃液澄清和均化、增加玻璃透熱性的玻璃加速劑。所以由鋰瓷石作為玻璃原料在玻璃配方中引入了0.1—0.2%左右的Li2O及0.1—0.2%左右的氟，兩者綜合效應可使玻璃熔化溫度降低25—50 0C，使玻璃出料率增加10%以上。
三、可提高產品的亮度及白度和改善產品的理化性能
由于鋰瓷石在玻璃中引入了0.1—0.2%的Li2O，國內外大量實驗和技術文獻證明：在玻璃中以少量Li2O取代Na2O、可以提高玻璃的抗水性，這是因為Li離子半徑小，電場強度大，因此有加強玻璃網絡的作用，同時可使玻璃膨脹系數降低、結晶傾向變小。另外“混堿效應”也使其玻璃的耐水性較單一堿金屬氧化物時要好。因此在玻璃中引用適量的鋰瓷石，對改善其產品的顏色、光澤、抗沖擊、耐水侵蝕等性能都是有益的。
本文所介紹的是經過考察、試制、試生產取得成功的含鋰低鐵瓷石粉開發應用的經驗體會，所推薦的瓷石和成功工藝能廣泛用于制造中、高檔日用玻璃器皿 、高檔化妝品瓶、藝術裝飾玻璃、理化儀器玻璃等。鋰瓷石化學組成大致為：Al2O3 18%、SiO2 69%、K2O 3.38%、Na2O 2.87%、Li2O 0.8-1.6%、F2 0.2-0.4%、Fe2O3 0.06—0.15%。鋰瓷石的使用一般是以含鐵量來分級采購的:一級: Fe2O3<0.06%、二級: Fe2O3<0.1%、三級: Fe2O3<0.15%。生產證明：在上述玻璃中引入含0.10-0.20% Li2O的瓷石粉取代長石粉，使玻璃含鐵總量比原先降低30%以上，使玻璃的透明度和化學穩定性明顯提高，并能降低玻璃熔制溫度20-50 0C，因此這種瓷石確實是值得推廣應用的礦物原料。
實用案例：
近年來鋰瓷石在玻璃與搪瓷行業已廣泛使用,如廣東的華興玻璃有限公司、南海羅村、肇慶的生力、江西的鼎豐、萍鄉的東方醫藥玻璃廠、萍鄉浮法玻璃廠、湖口藍天玻璃廠、山東藥玻、坪上玻璃、兗州浩鑫玻璃制品公司等.
據說四川崇州一個省內外知名的玻璃瓶罐生產企業,主要生產中、高檔日用酒瓶,為提高其產品理化性能與節約能耗,已多年來一直使用鋰瓷石，收到了良好的經濟效益，至今每月的用量都在7個車皮以上。
最近據說，四川某醫藥玻璃生產企業由于面臨天然氣的用量不足，天然氣價格上漲，天然氣壓力偏低導致爐溫長期處于低溫運行，熔制缺陷劇增，產品質量下降，窯爐處于晚期，高溫熔化玻璃對窯爐侵蝕加劇，安全生產出現嚴重隱患等生產運行問題。針對公司生產現狀，他們收集技術與應用技術信息，大膽優化配方設計，采用江西宜春鋰瓷石引入氧化鋰。引入鋰瓷石原料后，玻璃熔化溫度降低40 0C，降幅達2-3%，確保在低溫狀態下正常生產，天然氣日減少耗氣1300立方以上。噸玻璃液少用純堿10公斤，節堿4.8%，粉料成本基本持平。熔制缺陷減少50%，促進玻璃制品的成型及輕量化實現，產品的理化性能指標均優于未使用前。
結論：低含鐵Li2O鋰瓷石能取代日用玻璃 成分中全部氧化鋁，引入0.1—0.2% Li2O的鋰瓷石粉可使玻璃熔化溫度降低20 0C以上，亦能降低配合料成本5%左右，節約純堿約3%，并能不同程度地提高玻璃的化學穩定性和透明度，由于瓷石中含有一定的氟化物，有利于玻璃的澄清和加速熔制。特別是在當今節能減排工作日益緊迫的形勢下，玻璃行業應進一步開展技術創新，優化工藝，大膽引用節能與性能改善原料—鋰瓷石，并且應廣泛推廣。【完】
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