合成透辉石——白云石的替代材料


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    在过去的2000年中,用于玻璃制造的原料几乎没有什么改变。但是,大规模采用即将商业化的合成透辉石(CaMgSi2O6)作为玻璃制造原料将会给玻璃制造业带来极大的影响。
    碱土硅酸盐天然原料,如硅灰石(CaSiO3)和透辉石等,一直被认为是最好的形成玻璃的原料。但由于易被重金属和耐火矿物污染,因而阻碍了其在玻璃制造业中的广泛应用。此外,由于这种天然原料分布在偏远地区而且储量有限,其运输问题也就成了经济上的一个难题。1995年,研究人员开始尝试选择在一些最适宜的地方(玻璃生产工厂集中的地区或某些玻璃生产工厂内)合成生产玻璃工业所需的矿物原料。这样可以消除产品质量的不一致和矿物开采运输难题。到目前为止,他们所做的努力已经取得了很大的成功。
    合成透辉石采用了两种基本的原料,砂和石灰,以及一种特殊的粘结剂和催化剂以合成一种化学稳定性好和纯度高的透辉石。其中,石灰是白云石(CaMg(CO3)2)的脱二氧化碳的产物。由于氧化钙(CaO)和氧化镁(MgO)是混合在一起的,产物中的CaO与MgO之比能够得到很好的控制,因此具有比天然矿物质更高的质量稳定性。另外根据杂质的含量的不同,天然透辉石的沉积物呈淡黄绿色、绿色或完全呈黑色,而合成透辉石则是呈白色。
    合成透辉石主要是作为一种结合原料和助熔剂。它的流动性与目前的氧化硅原料类似。当熔融效率不高时,玻璃制造厂可以很简单地在熔融过程中加入合成透辉石,而又不用投入太多的资金。实验室和工厂生产试验都表明,采用合成透辉石可以大大地提高产量,降低耗能量和耗氧量,从而极大地提高玻璃制造厂生产效率并降低了生产成本。
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