玻璃配合料的粒化制备方法与流程

玻璃生产中玻璃配合料的配制，特别是玻璃配合料的粒化和配料方法。

背景技术：

节能环保是玻璃行业的永恒主题，对玻璃配合料进行粒化，是节能环保的重大举措。玻璃配合料粒化不仅能大大降低玻璃生产中的粉尘污染，提高硅沙超细粉利用率，而且加强了物料的热传导，有效地节省了能耗并提高了玻璃熔窑的熔化效率。为此，国内外对玻璃配合料的粒化一直给予高度重视。玻璃配合料的粒化已经经历了几十年的发展过程，早在1890年就开始酝酿，1934年起开始进行小型试验和扩大试验，其后有二、三十年在许多地方进行过实验。美国、日本、俄罗斯和前苏联自上世纪30年代即开始这方面的研究，并在80年代达到高潮，此后仍不断有进一步的研究报道。现在，实现玻璃配合料粒化的方式是多种多样的。（1）压块：用一对辊子将配合料压实，辊子表面有所需形状的凹坑，辊子的压力由液压设备产生。（2）成球：在一个倾斜转动的圆盘或圆筒中，将湿润的配合料滚成料球。粘合剂一般是H₂O或50%的N_aOH溶液。（3）造粒：将湿润的配合料在回旋的圆筒内变成大小不同的小圆颗粒，并且有热气流干燥颗粒，热气流的温度甚至高到使配合料烧结，一部分碳酸盐中的CO₂已在此时逸出。这种造粒方式粉尘大，热效率低，所以进展不大。（4）挤形：让湿玻璃料通过挤塑机的挤模，将它挤成一条条的条形块。由于玻璃配合料的磨蚀性很大，这种方法一直没有大的进展。（5）辊压：在一对光滑的辊子间，将配合料压成条带，然后直接进入熔窑，或者把它们弄成碎片后再进行预热。上述几种方法研究最多而且进展最大的是压块和成球两种方法。但从经济效益和成本预算上来说，压实粒化法具有很高的研究价值。

实践证明，粒化后的玻璃料的熔化温度比粉料降低了80℃~100℃，熔化速率提高了10~20%。国内在“六五”期间曾进行过玻璃配合料压块方面的研究，并在浮法玻璃工业实验线上进行了实验，但由于找不到合适的粘结剂，致使粒化的玻璃配合料干燥强度低，此后该研究陷入中断。

改进玻璃配合料制备工艺是一个重大的长期课题。对玻璃配合料进行粒化或者压块是玻璃行业节能减排的一种重要而有希望的方法，一直吸引着国内外许多研究者的关注。但迄今为止，玻璃配合料的粒化仍然停留在实验阶段，尚未取得大规模工业化应用，许多关键技术尚未取得突破，从而制约了这一技术的进一步发展。瓶颈之一是玻璃配合料的粘结问题。由于玻璃原料自身不具有粘塑性，在粒化或压块过程中必须要加入粘结剂或进行烧结，烧结的成本太高难以应用，而采用粘结剂的话，则要求粘结剂低价、无毒、无腐蚀性、不能含有对玻璃有害的组分、且能使粒化后的玻璃配合料达到所需的干燥强度，同时符合这些要求的粘结剂或粒化方法尚未被找到。

由于上述传统的粒化方法的特征是一次成形或无压滚沾成形，而且所用的粘合剂为H₂O、NaOH溶液或水玻璃，因此很难达到所需的干燥强度，造成在加工、贮存、运输或窑内加热时破碎率极高。这也是长期以来制约玻璃配合料粒化应用的技术瓶颈。

另外，由于玻璃配合料中的各组分比重不同，极易造成玻璃配合料在混合、运输和贮存过程中的分层现象，从而对玻璃熔化质量带来不利影响。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种玻璃配合料的粒化制备方法，其特征是：对玻璃配合料进行多次反复加压（碾压、辊压或冲压）， 使其密度和物料表面活性不断增加，直到在压合作用或机械力化学效应下，压制出无粘合剂或有粘合剂的、具有高密度和高干燥强度的密实化片状玻璃配合料。

本发明的有益之处在于：玻璃配合料的粒化成本低、效率高；粒化强度和干燥强度高；为困扰玻璃行业数十年的玻璃配合料粒化的工业化应用，提供了一种切实可行的方法。

具体实施方式

上述对玻璃配合料进行多次反复加压的设备为环形碾盘，在环形碾盘上设有重力或其它方式加压的碾子，碾子的数量可以是一只或多只；采用碾盘回旋或碾子定心周期回转的方式，将铺设在环形碾盘上的玻璃配合料反复碾压，使其密度和物料表面活性不断增加，直到在压合作用或机械力化学效应下，压制出无粘合剂或有粘合剂的、具有高密度和高干燥强度的密实化片状玻璃配合料。

为了避免上述回旋运行的环形碾盘的行走轮承受过大压力而损坏，将上述回旋运行的环形碾盘设计为浮于液体槽中的浮体，使铺设在环形碾盘上的玻璃配合料在浮体向上的浮力和碾子的压力下被反复碾压，使玻璃配合料的密度和物料表面活性不断增加，直到在压合作用或机械力化学效应下，压制出无粘合剂或有粘合剂的、具有高密度和高干燥强度的密实化片状玻璃配合料。

上述对玻璃配合料进行多次反复加压的设备，由水平运行的环形输送带和间隔布置的多台对辊加压设备组成，环形输送带将铺设其上的玻璃配合料依次送入和送出各台对辊加压设备，并将铺设在环形输送带上的玻璃配合料反复辊压，使其密度和物料表面活性不断增加，直到在压合作用或机械力化学效应下，压制出无粘合剂或有粘合剂的、具有高密度和高干燥强度的密实化片状玻璃配合料。

上述玻璃配合料可以多次分层铺设并逐层加压，以提高压实密度和强度；或一次铺足厚度并反复多次加压。

上述被铺设在环形碾盘或环形输送带上的玻璃配合料，是已经将各种原料组分混合好的配合料，或是将各种不同的原料组分，分别依次分层铺设在环形碾盘或环形输送带上，并在碾子或对辊的压力下被强制均匀混合压制在一起。各种不同的原料组分按照不同的颗粒大小级配，以达到紧密堆积效果，并用压合混料方式代替拌合混料方法，从而使混料设备和工艺大为简化。

对于上述玻璃配合料多次分层铺设方法而言，其固态物料的布料装置为流量恒定的沙漏；其液态物料的布料装置为流量恒定的喷头或其它涂布装置；它们被依次设置在环形碾盘或环形输送带上方，并按照所设定的厚度将固态或液态物料均匀铺设在环形碾盘或环形输送带上，并用流量控制代替传统的称量控制，从而使原料称量设备和工艺大为简化。

上述粘合剂为黏（粘）土质粘合剂，包括但不限于水融合的黏土或黏土水溶液、碱水融合的黏土或黏土的碱溶液等。因为黏土质粘合剂的铝含量很高，可将这种黏土质粘合剂用于各种高铝玻璃的生产。如果是生产普通玻璃，为了提高强度而大量加入黏土粘合剂时，可相应减少或取代玻璃配合料中的含铝组分如：长石的加入量。

上述黏土为作为结合剂使用的结合黏土。

也可将上述黏（粘）土、水融合黏土水溶液或加入有黏土的碱液粘合剂，用于各种传统压块、成球等玻璃配合料的粒化工艺。

为了提高物料的表面反应活性，可对物料采取各种加热升温措施。