钠钙瓶罐中添加助熔剂或者活性成分

瓶罐玻璃因其具有良好的化学稳定性而对内装物无污染；因气密性与耐高温性能、一定的机械强度而使用可靠；因透明或多彩而有利于提高商品的档次。所以瓶罐玻璃主要用于食品、酒类、饮料、医药等行业的产品包装。   抗压及机械强度、化学稳定性是瓶罐玻璃的主要性能。而玻璃成分中SiO2、Al2O3、CaO、R2O的含量对这些特性有决定性作用，用量不可改变。如何下降玻璃熔化能耗、节能生产，只能从促进硅酸盐的形成阶段、下降玻璃的粘度和表层张力、加速玻璃的澄清和均匀化入手。一般增加一些微量助熔剂、活性剂原料或者微量元素。 1.1 添加微量的Li2O   Li+不属于惰性气体型离子、离子半径小、电场强度大，在高温时于结构中形成不对称中心，并能极化氧离子，起到减轻和破坏硅氧键（O/Si）的作用。因此Li2O在玻璃中比K2O、Na2O更强的断键作用，是一种强助熔剂。在玻璃配方中引入0.1-0.15%左右的Li2O，可以下降玻璃的熔制温度、加速熔化、提高玻璃产量和质量。[1]    另外在碱硅玻璃中，碱金属在玻璃中主要是促进熔化的作用。当玻璃中碱金属氧化物的总含量不变，用一种碱金属氧化物逐步取代另一种时，玻璃的性质不是呈直线变化，而是出现明显的极值，从而产生“混合碱效应”。而玻璃中同时存在两种碱金属氧化物所带来的“混碱效应”较单一的Na2O具有更好的助熔作用。   瓶罐玻璃因是包装容器、使用大众化、需求量大、产品成本低，才能满足市场的需求。碳酸锂成本比较高，一般选用含锂矿物，如：锂辉石、锂瓷石等，其中锂瓷石相对成本最低。该矿物中含有1.3-1.8%的Li2O，同时引入的F又是一种能加速玻璃反应、下降玻璃粘度和表而张力、促进玻璃液澄清和均化、增加玻璃透热性的玻璃加速剂。所以由锂瓷石作为玻璃原料，不仅在玻璃配方中引入0.1-0.2%左右的Li2O还能引入0.1-0.2%左右的F，两者综合效应可以下降玻璃熔化温度，起到节能、下降成本，提高经济效益的目的。 化学成分 SiO2 Al2O3 CaO R2O Fe2O3 F Li2O 占比（%） 69-71 17-18.5 1.1-1.4 5-6.5 ≤0.08 1 1.3-1.8 表1  江西宜丰锂瓷石的氧化成分组成   同时从表1可以看出，锂瓷石的化学成分中除其中含微量铁Fe2O3之外，其他成分都是普通钠钙瓶罐玻璃所需。特别是Al2O3含量达17%左右，可以替代配方中的部分长石、氢氧化铝原料；5-6.5%的R2O随同引入，可以节省成本较高的纯碱使用量。所以锂瓷石是普通瓶罐玻璃比较理想的原料。 1.2 添加微量的磷矿粉，引入P2O5作为活性剂    在平板玻璃中添加磷矿粉逐渐成为常例。磷矿石的主要组成是3Ca3（PO4）2、CaF。玻璃熔化反应过程当中，磷矿石会和石英砂发生反应，过程如下：      3Ca3（PO4）2+SiO2+Na2CO3↔2[Na2O·2CaO·P2O5]+2CaSiO3+CO2    实验表明在1250℃以下该反应已经完成，这样有效的下降了玻璃的生成温度、加速玻璃的形成。同时P2O5在玻璃中可以下降玻璃的高温粘度及表层张力。当P2O5加入0.04%时，在1422℃时下降粘度10-30dPa•S，1322℃下降粘度60dPa•S。加入0.0133molP2O5在1300℃时可下降钠钙玻璃液表层张力0.012N/m。下降表层张力有助于玻璃的澄清和均化。经验表明，在玻璃中加入0.35%P2O5，熔化能力可提高4%左右，能耗可以减低4-6%。 1.3 引入促进硅酸盐形成的WO3    WO3可以和配合料中的SiO2、Al2O3等难熔化合物形成低温共熔物，加速硅酸盐形成反应时间。同时WO3又是活性物质，可以下降玻璃液的粘度和表层张力。但WO3是贵金属，大量使用的化成本增高，作为瓶罐玻璃原料使用不现实，可以选用钨尾矿代替WO3，经济、划算。钨尾矿中WO3含量0.01%-0.11%，其余的SiO2、Al2O3、CaO、R2O、CaF等都是玻璃的成分组成所需。Fe2O3含量也不高，适合瓶罐使用。 化学成分 SiO2 Al2O3 CaO R2O Fe2O3 WO3 CaF 占比（%） 76.2-86.3 7.8-8.4 0.2-1.3 3-5 0.6-1.6 0.01-0.11 0.4-5.3 表2 江西钨尾矿的氧化成分组成