2.3　玻璃原料的選用、運輸和儲存

2.3.1　玻璃原料的選用原則

原料的選用是玻璃生產中的一個重要問題。對于一個確定的氧化物組分，可以用天然礦物原料引入，也可以用化工原料引入；對于同一種原料，也可能會有多種不同的物理狀態。玻璃原料的選擇應根據玻璃的成分、玻璃制品的質量要求、原料的來源、價格、供應的可靠程度以及對環境保護的影響程度等進行綜合考慮。玻璃原料的選擇是否合理，對原料的加工處理、玻璃制品的質量、產量以及生產成本等都有很大的影響。在選擇和使用玻璃原料時，一般遵循以下幾個原則。

（1）原料質量要符合要求

原料的品位要高，原料的化學成分和礦物組成都要符合規定的要求。原料中引入玻璃的氧化物含量愈高愈好，有害雜質和伴生礦物的含量要少，不能含有難熔礦物，鐵的含量在規定的范圍內愈低愈好。

對于大規模生產的太陽能壓延玻璃來說，要使它的物理、化學性能和力學性能穩定，就必須要求原料的化學成分穩定。一般來說，化工原料的化學成分是比較穩定的，天然礦物原料的化學成分就不太穩定，允許的波動范圍一般根據玻璃化學成分所允許的偏差值進行確定。

原料的顆粒組成應符合規定的要求，原料的水分要控制在規定的范圍內，并保持穩定，水分波動過大，同樣也會影響玻璃成分的穩定。

（2）利于熔化和澄清

選用易于熔化的原料可以節省燃料，提高熔化效率。在選用引入氧化鋁的原料時，由于氧化鋁熔點高、黏度大、難熔化，如果選用Al₂O₃分散度較小的原料（如化工氧化鋁、高嶺土、礬土等），就會因富集的Al₂O₃不易熔化和擴散，使玻璃的熔化率降低，均勻性變差；如果選用Al₂O₃分散度較大的長石，就可以避免或減少這種影響。

選用的原料要易于澄清。玻璃的原料不宜直接用氧化物，以氧化物的鹽類（如碳酸鈉、碳酸鈣等）為好。這些鹽類在玻璃的熔化過程中分解放出氣體，氣體的逸出帶動玻璃液翻騰，有利于玻璃液的澄清和均化。例如，在選擇引入CaO的原料時，一般都選用石灰石或方解石（CaCO₃），而不選用生石灰（CaO），只有在小型坩堝內熔化玻璃時，由于原料中產生的氣體太多會造成玻璃液滿溢，才部分選用生石灰。

（3）對耐火材料的侵蝕要小

選用的原料應盡量不侵蝕耐火材料，如螢石等氟化物是有效的助熔劑，但對耐火材料的侵蝕較大，在熔制條件允許時，最好不用；硝酸鈉對耐火材料的侵蝕也比較大，而且價格較貴，除了作澄清劑、脫色劑以及有時為了調節配合料的氣體率而少量使用外，一般不作為引入Na₂O的原料。對于同一種氧化物，應盡可能選用對耐火材料侵蝕小的原料，如Na₂O具有助熔性，也會侵蝕耐火材料，用純堿作為引入Na₂O的原料時，純堿分解成Na₂O，特別是游離態的Na₂O對耐火材料的侵蝕也較大；用長石引入的Na₂O，其結構形態為硅酸鹽或鋁硅酸鹽，可降低玻璃液中游離態Na₂O的濃度，減弱對耐火材料的侵蝕。

（4）少用輕質原料和對人體健康有害的原料

輕質原料易飛揚，易分層，會侵蝕窯爐的上部結構和堵塞格子體，如有條件采用重質純堿而不采用輕質純堿；盡量不用沉淀的輕質碳酸鎂、碳酸鈣等。

在生產彩色玻璃時，對人體有害的白砒、氟化物等盡量不用，可部分或全部用三氧化二銻、焦銻酸鹽代替。確需使用硒粉、鉛化物等有毒有害原料時，在配料過程中操作者要穿戴好勞動保護用品，對操作環境要進行通風，并定期檢查操作者的身體。

（5）少用易對環境造成危害的原料

有些原料雖然對生產玻璃有利，但在長期使用過程中，會對廠區周圍環境造成一定的污染，所以盡量少用或不用。例如，芒硝在熔制過程中，其組分中的Na₂O進入玻璃成分，大部分的SO₂卻通過煙囪排到空中，給大氣造成污染；螢石等氟化物在熔制過程中，部分氟將成為HF、SiF₄、NaF，其毒性較SO₂還要大，氟化物能夠在人體中富集，因此使用氟化物時應注意它對大氣的污染。

（6）選用易于加工處理、價格低廉、運輸方便、能大量供應的原料

選用易于加工處理的原料，既可降低設備投資，減少生產費用，又可以降低帶入鐵雜質的量。如石英砂和砂巖，若石英砂的質量能符合要求就不用砂巖，因為較好的石英砂不需加工處理就可以直接使用，一般的石英砂也只需經過篩分和精選處理就可以使用，而砂巖則要經過破碎、篩分（有些還需要經過煅燒）等加工后才能使用。對于白云石、石灰石，應選用SiO₂含量低、硬度小、易于破碎加工的礦物原料。

在不影響玻璃制品質量的前提下，應盡量采用儲量大、成本低、運輸方便的當地資源，如生產綠色玻璃就可以就近選用含鐵量略高的硅質原料等。

2.3.2　玻璃原料的運輸

原料從礦山到生產廠內堆場（庫房），再到配料倉，直至使用，這整個過程將經過運輸→儲存→運輸→使用幾個環節，由于這些環節都是開放式的，且線路長，所以，原料的運輸和儲存是玻璃生產中不可忽視的一個重要問題。如果原料的運輸和儲存不當，會使原料發生污染而報廢，供應中斷，甚至會因儲存標識不準確或混料，發生用錯料、配錯料而嚴重影響正常生產的情況。

原料應盡可能做到定點供應，所有進廠原料均要求成分基本穩定，顆粒度合乎要求，不能帶有雜質。為保證進廠原料符合標準要求，原料采購部門、化驗室應定期對原料供應商供料情況進行實地檢查；原料在運輸進廠前，一定要經過有關部門的化驗和鑒定。由礦山和石粉廠進行質量控制的原料，各種原料成分應控制在進廠以前，每批都要附帶化驗單；以粉料形式進廠的原料，其顆粒也應控制在進廠之前。由本廠進行質量控制的原料，應由本廠進行分析化驗。

原料的運輸主要依據當地的條件進行，廠外運輸可采用火車、汽車、輪船。廠內運輸可采用鏟車、汽車、皮帶輸送機、螺旋輸送機、氣力輸送機、斗式提升機等組成的運輸體系，完成水平方向和垂直方向的輸送。在運輸過程中應盡量減少倒運次數，減少粉塵，防止各種原料彼此混雜，造成污染，影響原料的質量。

2.3.3　玻璃原料的儲存

凡進廠的原料都應由化驗室檢驗工檢驗，檢驗結果報化驗室。如果發現有不符合玻璃生產工藝技術指標的原料，應及時通知生產技術和供應部門，由生產技術和供應部門共同對不合格原料進行評審；在未處理合格前不得入庫。

原料車間應建立完善的原始記錄管理制度。各種原料進廠卸料時必須有原始記錄，記錄內容為：名稱、產地、卸料種類、卸車時間、入倉序號、入倉噸數、外觀質量等。進廠原料入倉完畢后，化驗室應在一周內對該批原料進行化學全分析，并及時通知外觀檢驗員和相關倉庫、堆場管理人員，質量合格后方可使用。

在玻璃工廠的生產過程中，所儲存的原料數量根據各種原料的日用量、原料來源的可靠性、原料的運輸距離、運輸方式、氣候條件及資金狀況決定，一般儲存數日至數十日，以不影響生產為限。若儲存量不足，可能會因原料的供應中斷而影響生產；若儲存過多，則又會積壓資金，增加倉儲面積和倒運工作量。

原料進廠后不同產地、不同品種、不同品位、不同批次的原料必須分別入庫，分類存放，不得混摻、混堆。儲存方式取決于原料的物理、化學性質。通常，化工原料特別是純堿、芒硝、硝酸鈉等都應存放在干燥的倉庫內。硝酸鹽原料遇火有爆炸的危險，要特別注意防火；粉狀的礦物原料應放在料倉內，用量大的硅砂也可以存放在堆場內，在露天堆場內存放時要注意防風、防雨、防凍等問題；有毒的原料，如硒粉等必須由專人負責，妥善保管，其包裝用紙應當用火燒掉，禁防隨地亂丟；易吸水潮解的原料應儲存在密閉的容器內，各種著色劑原料也應分別存放在固定的容器內，要特別注意防止和其他原料混雜造成污染。

各種進廠原料和純堿、芒硝等應進行標識，分別注明產地、品種、品位、批次、進倉（堆場）時間、分析時間、開始使用時間等；已經封倉、化驗和正在使用的料倉（堆場）內不得繼續堆放原料。

臨時堆放的純堿、芒硝，應碼垛整齊，不得歪斜，并進行防潮、防水處理。純堿進廠期相距15天以上的要分開碼垛。硅砂和純堿使用要貫徹“先來先用、后來后用”的原則。

在原料的儲存、加工、倒運和使用過程中，應通過合理、有控制的堆放和取用方式，力求促使原料自身充分混合，以保證原料組成的均勻和穩定。

對以塊料進廠的原料通常采用橫碼豎切法，即在存放原料時應一層一層地向上堆高，而取用時則以垂直方向的斷面從各料層均勻切取，即使各料層物料的組成有些波動，但所切取各層物料的混合物還是相對均勻和穩定的。

對以粉料進廠的大宗原料例如硅砂，最佳方法是采用大面積分區堆場“縱撒層疊堆料，橫刮分層取料”的均化庫，這樣不僅可以達到均勻儲存硅砂的目的，更重要的是通過合理的堆存和取料作業，使硅砂成分、粒度和水分波動縮小到最小，起到均化的效果，從而使經過均化的原料的化學成分和物理性能的波動得到改善。實踐證明，采用均化堆場預均化的原料比未均化的原料，成分波動可由均化前的±10%降低到±1%。采用均化堆場的堆料方法有人字形堆料法、波浪形堆料法和水平堆料法等幾種。無論哪一種，都是力圖通過堆料時料層的層層重疊和取料時的不同層面切割，以分散集中在一起的波動成分，對于成分有波動的使其波動更小一些，成分無波動的更穩定一些，從而起到原料成分和水分均勻一致化的目的。

對以粉料進廠的小宗原料或場地有限的玻璃廠家來說，多采用輪式裝載機或橋式抓斗起重機進行簡易堆高式倒料，端面粗放式取料的存儲用料方式。此種方式，僅可稱為儲料，對原料成分的均化、水分和粒度的控制起不到任何有益的作用。這種粗放式的用料方式，在要求生產高質量玻璃的今天，已遠遠不能滿足制備高質量配合料的需求，在有可能的情況下，應進行改進。