減少玻璃生產中鋰的用量的方法
2023-05-20 21:11:21 6
專利名稱：減少玻璃生產中鋰的用量的方法
技術領域：
本發明涉及玻璃配料的形成方法。具體地，本發明涉及一種在玻璃配料中用鈣鎂矽酸鹽代替鋰作為熔融助劑的方法。
背景玻璃配料可以含有確定的材料作為熔融助劑。這些助劑有助於形成具有完全反應並且在較低的熔融溫度或較短的熔融時間下操作的均勻配料。一種這類熔融助劑為鋰，其雖然有效但其應用起來相對昂貴。因此需要進一步開發有用的熔融助劑，這類熔融助劑可以與鋰化合物組合應用或在無鋰化合物存在時應用。
概述本發明的一個目的是生產具有有利粘度特性的玻璃配料組合物的方法。另一個目的是提供一種用於玻璃配料的熔融助劑，所述熔融助劑可以與鋰熔融助劑組合起作用，或代替部分或全部鋰熔融助劑而起作用。通過混合鈣鎂矽酸鹽組合物而形成玻璃配料組合物的方法來實現本發明的這些和其它目的。
優選實施方案的描述本發明的一種實施方案是一種生產玻璃配料組合物的方法，所述玻璃配料組合物由鈣鎂矽酸鹽和形成玻璃配料的其它玻璃組分組成。然後熔融所述玻璃配料組合物從而形成熔融的玻璃配料組合物。選擇所應用的鈣鎂矽酸鹽的量，從而有效地使玻璃配料組合物的粘度特性和配料自由時間均小於或等於在比較玻璃配料中應用等同量鋰化合物所形成的玻璃配料組合物的值。所述等同量為加熱前在整個玻璃配料中應用相同質量百分比的鈣鎂矽酸鹽或鋰化合物。
本發明的鈣鎂矽酸鹽可以來自於天然資源或通過合成而產生。優選的鈣鎂矽酸鹽化合物為在US 6,211,103B1中描述的物質。一種更優選的鈣鎂矽酸鹽具有經驗通式CaxMgySiOz，其中x和y值分別獨立地為約0.1至約0.6，而z的值平衡化合物的氧化態。
鈣鎂矽酸鹽化合物和其它玻璃組分的各自用量取決於所要生產的玻璃的配方。正如這裡所應用的，術語「比較玻璃配料」或「比較玻璃產品」指的是氧化物含量相等的玻璃配料或產品，只是用本發明所生產的具體玻璃產品的氧化硼的當量值低於用已知方法生產的不用鈣鎂矽酸鹽化合物的玻璃產品，正如這裡所描述的。已經出人意料地發現，通過應用這裡所描述的鈣鎂矽酸鹽化合物，達到相同或更好的結果時，需要比已知方法中用量更少的鋰量。相應地，一種優選的方法為其中其它配料組分包括少於約1％總配料重量的鋰。另外出人意料地發現，在應用鈣氧化物矽酸鹽化合物以減少針對特定目的所需的鋰量的方法中，應用具體的鈣鎂矽酸鹽化合物使其成為減少所述氧化鎂化合物的用量至約為0的一種優選方法。
可以調節所應用的鈣鎂矽酸鹽化合物的量，從而使所形成的玻璃配料的粘度與比較玻璃配料相比至少低約10％。類似地，可以調節所應用的鈣鎂矽酸鹽化合物的量，從而使所形成的玻璃配料的配料自由時間與比較玻璃配料相比低至少約10％。
在一種優選方法中，可以將鈣鎂矽酸鹽化合物與一定量的長石質化合物組合從而達到類似結果。在另一種優選實施方案中，通過另外混合長石質組分而調整上述方法。這種長石質材料可以為大量天然或合成形式的長石或長石類材料中的任何一種。這種長石質材料為含有鋇、鈣、鉀或鈉組分的鋁矽酸鹽，優選為含有少量鈉的通式為KAlSi3O8的鋁矽酸鉀。
下列實施例用來描述本發明，並不對本發明構成限制。
通過一起加入長石、鈣鎂矽酸鹽和其它玻璃形成組分而形成本發明的樣品。鈣鎂矽酸鹽為來自於Synsil Products Inc.的Synsil矽酸鹽，其具有如下組成氧化物組分 質量百分比CaO 24.5
MgO 17.8SiO253.5Al2O33.4Fe2O30.12Na2O 0.40長石為鋁矽酸鉀。在由該玻璃配料生產的玻璃中，Synsil矽酸鹽為13％質量，長石為3％質量，其它玻璃形成組分為84％質量。利用7％質量的白雲石、5％質量的鋰輝石和餘量的其它玻璃形成組分生產一種比較玻璃配料。將所生產的玻璃進行比較表明與比較玻璃相比，在保持相似玻璃特性的前提下，所生產的實驗玻璃具有縮短了的配料自由時間。
權利要求
1.生產玻璃配料組合物的方法，所述方法包括形成玻璃配料，所述配料包括鈣鎂矽酸鹽和形成玻璃配料的其它玻璃組分，然後熔融所述配料從而形成熔融的玻璃配料組合物，其中所述鈣鎂矽酸鹽的量有效使所述玻璃配料組合物的粘度特性和配料自由時間均小於或等於在比較玻璃配料中應用等量鋰組合物所達到的值。
2.權利要求1的方法，其中所述其它配料組分包括少於約1％總配料重量的鋰。
3.權利要求2的方法，其中所述鋰量約為0。
4.權利要求1的方法，其中所形成的玻璃配料的粘度與比較玻璃配料相比低至少約10％。
5.權利要求1的方法，其中所形成的玻璃配料的配料自由時間與比較玻璃配料相比低至少約10％。
6.權利要求1的方法，進一步包括加入長石質礦物質。
全文摘要
提供一種生產玻璃配料的方法。該方法包括應用鈣鎂矽酸鹽作配料組分代替鋰熔融助劑。其用量有效產生有利的粘度特性和縮短了的配料自由時間。
文檔編號C03C6/02GK1511117SQ02810379
公開日2004年7月7日 申請日期2002年6月10日 優先權日2001年6月11日
發明者J·A·霍克曼, J A 霍克曼 申請人:密執安特種礦石公司