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第1篇一、引言玻璃是一种常见的无机非金属材料，具有透明、坚硬、耐高温、化学稳定性好等特点。
随着科技的不断发展，玻璃在建筑、汽车、电子、光学等领域得到了广泛应用。
本文将介绍玻璃制造工艺，包括原料的选择、熔制、成型、退火、切割、磨光、清洗等环节。
二、原料选择玻璃制造的原材料主要包括石英砂、纯碱、石灰石、长石等。
这些原料经过破碎、筛选、混合等过程，制备成合格的玻璃原料。
1. 石英砂：石英砂是玻璃制造的主要原料，占原料总量的70%左右。
它主要来源于天然的石英岩、石英砂岩等。
石英砂的化学成分主要是SiO2，具有较高的熔点和良好的化学稳定性。
2. 纯碱：纯碱是玻璃制造中的一种助熔剂，其主要成分是Na2CO3。
纯碱在玻璃制造过程中起到降低熔点和改善玻璃性质的作用。
3. 石灰石：石灰石是玻璃制造中的一种助熔剂，其主要成分是CaCO3。
石灰石在玻璃制造过程中起到降低熔点和提高玻璃化学稳定性的作用。
4. 长石：长石是玻璃制造中的一种原料，其主要成分是K2O和Na2O。
长石在玻璃制造过程中起到提高玻璃的化学稳定性和改善玻璃性质的作用。
三、熔制熔制是玻璃制造工艺中的关键环节，主要包括以下步骤：1. 加热：将原料放入玻璃熔炉中，通过加热使原料熔化。
熔炉类型有电熔炉、燃油熔炉、燃气熔炉等。
2. 熔化：加热至一定温度后，原料开始熔化。
熔化过程中，原料中的杂质会逐渐析出，形成熔渣。
3. 混合：熔化过程中，通过搅拌使熔融的玻璃均匀混合，确保玻璃成分均匀。
4. 调节：根据玻璃成分和性能要求，对熔融玻璃进行成分和温度的调节。
四、成型成型是将熔融玻璃制成所需形状和尺寸的过程。
常用的成型方法有：1. 浇注成型：将熔融玻璃倒入模具中，冷却固化后取出。
适用于制造平板玻璃、瓶罐玻璃等。
2. 拉制成型：将熔融玻璃通过拉丝机拉制成细长的玻璃丝。
适用于制造玻璃纤维、玻璃丝等。
3. 挤压成型：将熔融玻璃通过模具挤压成所需形状。
适用于制造玻璃管、玻璃棒等。
玻璃原料玻璃原料按其在玻璃中起的作用分：主要原料和辅助原料主要原料：是形成玻璃结构的主体原料，它决定着玻璃的主要物理，化学性质。
这些原料熔融反应后即生成硅酸盐，构成玻璃液的主体，如硅砂，纯碱，白云石等辅助原料：其用量较少，主要用以改善玻璃的熔化，澄清，成形性能或使产品具有某些特殊性能，如加入芒硝作澄清剂，加碳粉作还原剂，加硒钴作着色剂等主要原料：一、硅砂（SiO2，Al2O3，Fe2O3，K2O，Na2O，CaO，MgO）硅砂和砂岩都是在玻璃成分中引入SiO2的主要原料，它是配合料的主要组分，其用量为60%硅砂也叫石英砂，主要由石英颗粒构成，它是由石英岩，长石，和含硅较高的岩石长期被自然界中的风，雨，阳光等侵蚀被分解和风化形成的质地纯净的硅砂为白色，一般硅砂因含有铁和其它有机物的杂质而呈现红褐色，淡黄色FeO和Fe2O3是硅砂中最有害的成分，Fe2O3使玻璃着黄色，FeO使玻璃着蓝色，后者的着色的能力较前者大10-15倍，两者共存使玻璃着蓝绿色，从而降低了玻璃的透明度和玻璃液的透热性，因此对硅砂中的铁应严格控制。
Cr2O3是一种着色能力很强的有害物质，它能使玻璃着绿色，其着色能力是Fe2O3的30-50倍TiO2着色能力较弱，只有含量较多或与Fe2O3共存时才能使玻璃着成黄褐色硅砂中的其它成分如钠，钾是良好的助熔剂，可以减少纯碱的用量，降低成本。
硅砂的粒度：硅砂是玻璃原料中最难熔的一种，其粒度大小，粒度分布甚至粒度形状都会对熔化，混合造成一定的影响。
实验证明熔化粒径0.4mm为0.8mm所用时间1/4,颗粒大的难熔化,甚至造成浮渣,在制品上出现波筋或砂粒;颗粒过细或小于0.1mm过多对熔化也不利,因为a.小颗粒在熔化初期反应较快,气泡产生急剧,在颗粒周围形成一层泡沫层,致使产品上有很多气泡,难排出b.同时细颗粒因静电作用使粘度增加,配合料中易成团c.细颗粒易被气流带入蓄热室影响格子体的换热和使用寿命d.细颗粒中含有粘土质较多,使Fe2O3含量增加最合适的颗粒直径0.1-0.5mm硅砂和砂岩优缺点:1.硅砂化学成分,颗粒组成,水分波动较大,杂质含量高,但其易开采,加工,价格便宜且含有碱金属多可降低碱耗2.砂岩成分稳定,含SiO2高,但难开采,加工且价格高二、长石（SiO2，Al2O3，K2O，NaO，Fe2O3）：玻璃中硅砂和砂岩不能满足Al2O3需要时，用长石来补充。
《无机非金属材料工学》思考题绪论（2学时）一、基本概念1、无机非金属材料的定义2、无机非金属材料的分类二、判断题1、所有无机非金属材料都具有高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性。
（）2、日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷和搪瓷属于传统无机非金属材料，而化工陶瓷和电瓷属于新型无机非金属材料。
（）3、新型无机非金属材料和传统无机非金属材料划分的根本依据是二者的原料不同。
（）三、思考题第一篇生产过程原理概述（1学时）一、基本概念二、判断题1、无机非金属材料的大宗产品，如水泥、玻璃、砖瓦、陶瓷、耐火材料的原料大多来自储量丰富的天然非金属矿物，如石英砂、粘土、长石、氧化铝、氧化锆、石灰石、白云石、硅灰石和碳化硅等。
（）2、无机非金属材料的原料大多来自天然的矿物，一般是经过配料后进行各种热处理或成型、煅烧。
（）3、水泥的生产过程可以用P-H-P来表示；而水泥的使用，即混凝土的制备则是一个单独的成型过程P。
（）4、玻璃和铸石的生产过程可以表示为P-H-F。
（）三、思考题1、无机非金属材料生产过程的共性是指什么？2、水泥、陶瓷、玻璃和耐火材料的生产过程有什么异同？第一篇生产过程原理第一章原料（4学时）一、基本概念1、陶瓷原料标准化2、粘土3、粘土的可塑性、塑性指数和塑性指标4、粘土的离子交换性、离子交换容量5、触变性、厚化系数6、粘土的干燥收缩、烧成收缩、总收缩7、烧结温度、烧结范围8、膨化性、膨胀容二、判断题1、原料是材料生产的基础，其作用主要是为产品结构、组成及性能提供合适的化学成分和加工处理过程所需的各种工艺性能。
（）2、陶瓷工业中使用的原料品种繁多，可分为天然原料及化工原料，前者是天然岩石或矿物，后者是人工合成的物质。
（）3、影响陶瓷产品性能、质量的因素很多，归纳起来可以分为两类：一类是与原料质量有关的因素；另一类是与生产过程有关的因素。
前者是影响产品性能和质量的内因；后者是影响产品性能和质量的内因，是根本的因素。
《陶瓷工艺学》课程教学大纲一、《陶瓷工艺学》课程说明（一）课程代码：08131021（二）课程英文名称：Ceramic Technology（三）开课对象：材料物理专业（四）课程性质：《陶瓷工艺学》是材料物理专业的一门专业方向选修课。
本课程的目的在于介绍陶瓷体的制备工艺、性质和应用。
（五）教学目的通过陶瓷工艺学的教学，使学生了解陶瓷技术的发展历史和在现代化建设中的作用，掌握陶瓷的制备工艺过程和技术，掌握陶瓷体的显微结构和性质，了解陶瓷在装饰等方面的应用，熟悉陶瓷制品的缺陷及分析方法。
（六）教学内容本课程主要包括原料、坯料、釉料、显微结构与性质、原料的处理、坯釉料制备、成形与模具、坯体的干燥、粘接、修坯与施釉、烧成与窑具、陶瓷装饰、陶瓷制品缺陷及其分析等几个部分。
通过教学的各个环节使学生达到各章中所提的基本要求。
（七）教学时数教学时数：72学时学分数：4学分教学时数具体分配：（八）教学方式以多媒体教学手段为主要形式的课堂教学。
（九）考核方式和成绩记载说明考核方式为闭卷考试。
严格考核学生出勤和作业情况，达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格。
综合成绩根据平时成绩和期末成绩评定，平时成绩占40% ，期末成绩占60% 。
二、讲授大纲与各章的基本要求第一章原料教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解陶瓷原料的概况和分类2 了解粘土的成因与分类；掌握粘土地工艺性质和加热变化；了解粘土在陶瓷生产中的作用，了解我国的粘土原料情况3 了解石英的种类和性质，掌握石英的晶型转化，了解石英在陶瓷生产中的作用4 了解长石的种类和一般性质，掌握长石的熔融特性，了解长石在陶瓷生产中的作用5 了解其它矿物原料情况教学时数：8学时教学内容：第一节原料分类一、概述二、原料分类第二节粘土类原料一、粘土的成因与分类二、粘土的组成三、粘土的工艺性质四、粘土的加热变化五、粘土在陶瓷生产中的作用六、我国的粘土原料第三节石英类原料一、石英的种类和性质二、石英的晶型转化三、石英在陶瓷生产中的作用第四节长石类原料一、长石的种类和一般性质二、长石的熔融特性三、长石在陶瓷生产中的作用第五节其它矿物原料一、含碱硅酸铝类二、碱土硅酸盐类原料三、碳酸盐类四、钙的磷酸盐类五、高铝质矿物原料六、锆英石七、工业废渣第六节陶瓷原料的标准化考核要求：1、原料的概述和分类（了解）2、粘土的成因与分类（识记）；粘土组成、工艺性质（识记）；粘土的加热变化（领会）；粘土在陶瓷生产中的作用以及我国的粘土原料情况（了解）3、石英的种类和性质（识记）；石英的晶型转化（领会）；石英在陶瓷生产中的作用（了解）4、长石的种类和一般性质（识记）；长石的熔融特性、长石在陶瓷生产中的作用（领会）5、含碱硅酸铝类等其它矿物原料（了解）第二章坯料教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解坯料的类型；掌握坯料的配料的依据2 掌握坯料配料的计算方法3 了解坯料的成形性能4 掌握坯料添加剂的种类、作用教学时数：8学时第一节坯料的类型一、瓷器坯料二、精陶坯料三、其它陶瓷器坯料第二节配料的依据第三节配料计算一、配料组成的表示方法二、配料计算第四节坯料的成形性能一、可塑泥团的成形性能二、泥浆的成形性能三、压制用分料的成形性能第五节调整坯料性能的添加剂一、添加剂的种类二、解凝剂的作用三、塑化剂的构成四、有机粘合剂的性能考核要求：1、坯料的类型（识记）；坯料配料的依据（领会、应用）2、坯料配料的计算方法（领会、应用）3、坯料的成形性能（识记）4、坯料添加剂的种类、作用（识记）第三章釉料教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解釉的作用、特点及性质2 了解釉的种类、制釉氧化物3 掌握确定釉配方的依据4 掌握釉料配方的计算5 掌握釉层形成过程的反应6 了解釉的析晶过程、影响因素7 掌握坯釉的适应性教学时数：8学时第一节釉的作用及特点一、釉的作用二、釉的特点和性质第二节釉的分类、制釉氧化物一、釉的种类二、制釉氧化物第三节确定釉配方的依据一、釉配方的物理化学基础二、釉料配方的配制原则三、釉料配方的确定第四节釉料配方的计算一、釉料的表示方法二、釉式的计算三、釉料配方的计算第五节釉层形成过程的反应一、釉料在加热过程中的变化二、釉层冷却时的变化三、釉层内的气泡第六节釉的析晶一、釉熔体的析晶二、影响釉熔体析晶的因素三、析晶对釉面光学性质的影响第七节坯釉适应性一、膨胀系数对坯釉适应性的影响二、中间层对坯釉适应性的影响三、釉的弹性、抗张强度对坯釉适应性的影响四、釉层厚度对坯釉适应性的影响考核要求：1、釉的作用、特点及性质（识记）2、釉的种类、制釉氧化物（识记）3、确定釉配方的依据（领会、应用）4、釉料配方的计算（领会、应用）5、釉层形成过程的反应（识记）6、釉的析晶过程、影响因素（识记、领会）7、坯釉的适应性（领会）第四章显微结构与性质教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解陶瓷坯体的显微结构2 了解釉层的显微结构3 掌握釉层的物理化学性质4 掌握陶瓷性能的控制方法教学时数：8学时第一节陶瓷坯体的显微结构一、显微结构的构成二、工艺因素对显微结构的影响第二节釉层的显微结构一、透明釉二、乳浊釉三、结晶釉四、无光釉五、高温颜色釉六、半导体釉第三节釉层的物理化学性质一、釉的熔融温度范围二、粘度与表面张力三、热膨胀性与弹性四、白度、光泽度与表面硬度五、力学强度与表面硬度六、化学稳定性七、介电性质第四节陶瓷性能的控制一、陶瓷强度的控制二、陶瓷光学性能的控制三、陶瓷介电性质的控制考核要求：1、陶瓷坯体的显微结构（识记）2、釉层的显微结构（识记）3、釉层的物理化学性质（识记、领会）4、陶瓷性能的控制方法（领会、应用）第五章原料的处理教学要点：通过本章的教学使学生：1 掌握原料的精选方法，了解水的性质对坯料、制品性能的影响2 了解原料预烧的作用教学时数：2学时第一节原料的精选一、原料的精选方法二、水的性质对坯料、制品性能的影响第二节材料的预烧一、预烧的作用二、石英、长石、滑石、工业氧化锌、粘土的预烧考核要求：1、原料的精选方法（领会），水的性质对坯料、制品性能的影响（识记）2、原料预烧的作用（领会）第六章坯、釉料制备教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解坯料的种类、品质要求2 掌握坯料的制备3 掌握釉料的制备4 了解坯料、釉料制备的主要工序及设备教学时数：6学时第一节坯料的种类和品质要求一、坯料的种类二、坯料的品质要求第二节坯料制备一、塑性坯料制备二、注浆坯料制备三、压制坯料制备第三节釉料制备一、釉料制备的品质要求及控制二、釉料制备第四节坯、釉料制备的主要工序及设备一、原料粉碎二、筛分三、除铁四、泥浆脱水五、陈腐与练泥六、造粒七、熔块熔制考核要求：1、坯料的种类、品质要求（识记）2、坯料的制备（领会）3、釉料的制备（领会）4、坯料、釉料制备的主要工序及设备（识记）第七章成形与模具教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解器形的合理设计2 了解成形方法的分类，掌握成形方法的选择3 掌握可塑成形的几种方法4 了解注浆成形方法5 了解压制成形方法6 了解成形模具教学时数：8学时第一节器形的合理设计第二节成形方法的分类与选择一、成形方法分类二、成形方法的选择第三节可塑成形一、滚压成形二、旋压成形三、挤压成形四、车坯成形五、其他成形方法第四节注浆成形一、基本注浆方法二、强化注浆方法三、其它注浆成形方法第五节压制成形一、干压成形二、等静压成形第六节成形模具一、石膏与石膏模二、新型多孔模具三、压制成形用金属模四、挤压成形用模具五、等静压成形模具六、模具的放尺考核要求：1、器形的合理设计（识记）2、成形方法的分类（识记），成形方法的选择（领会、应用）3、可塑成形的几种方法（识记、领会）4、注浆成形方法（领会）5、压制成形方法（领会）6、成形模具（领会）第八章坯体的干燥教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解干燥的作用、过程、收缩与变形2 了解影响干燥速度的因素、干燥介质参数的确定3 掌握热空气等几种干燥方法教学时数：4学时第一节干燥作用与干燥过程一、干燥的作用二、干燥过程三、干燥收缩与变形第二节干燥制度的确定一、影响干燥速度的因素二、干燥介质参数的确定第三节干燥方法一、热空气干燥二、工频电干燥三、直流电干燥四、辐射干燥五、综合干燥考核要求：1、干燥的作用、过程、收缩与变形（识记）2、影响干燥速度的因素、干燥介质参数的确定（识记）3、热空气等几种干燥方法（领会）第九章粘接、修坯与施釉教学要点：通过本章的教学使学生：1 掌握粘接与修坯2 掌握施釉的方法教学时数：2学时第一节粘接与修坯一、粘接二、修坯第二节施釉一、釉浆施釉法二、静电施釉三、干法施釉考核要求：1、粘接与修坯（领会）2、施釉的方法（领会）第十章烧成与窑具教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解烧成制度与产品性能的关系，掌握制定烧制制度的依据2 了解快速烧成的意义和工艺措施3 了解装窑的要求和方法4 了解窑具的种类、性能要求、制造等教学时数：6学时第一节烧成制度一、烧成制度与产品性能的关系二、制定烧成制度的依据三、烧成制度示例和说明第二节快速烧成一、快速烧成的意义二、快速烧成的工艺措施第三节装窑一、装窑要求二、装窑方法第四节窑具一、窑具种类二、窑具的性能要求三、窑具材质的类型及损坏情况分析四、窑具的制造考核要求：1、烧成制度与产品性能的关系（识记），制定烧制制度的依据（领会、应用）2、快速烧成的意义和工艺措施（识记）3、装窑的要求和方法（识记、领会）4、窑具的种类、性能要求、制造等（识记）第十一章陶瓷装饰教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解陶瓷颜料的分类、制造、发色机理以及影响色剂呈色因素2 了解釉上装饰、釉下装饰、釉中彩3 了解颜色釉、艺术釉4 了解坯体装饰，了解铅镉离子溶出原因、影响因素教学时数：6学时第一节陶瓷颜料一、分类二、陶瓷颜料制造三、陶瓷颜料发色机理四、影响色剂呈色因素第二节釉上装饰一、彩绘二、贵金属装饰三、光泽彩四、其他装饰方法第三节釉下装饰一、彩绘二、其他装饰方法第四节釉中彩第五节颜色釉一、低温颜色釉二、高温颜色釉第六节艺术釉一、结晶釉与砂金釉二、无光釉三、碎纹釉四、变色釉五、金属光泽釉第七节坯体装饰一、色坯、斑点、绞胎二、镂空、刻花、堆雕三、化妆土四、渗花第八节釉料、颜料中铅、镉离子的溶出一、溶出原因二、影响因素三、降低铅、镉溶出量的方法考核要求：1、陶瓷颜料的分类、制造、发色机理以及影响色剂呈色因素（识记）2、釉上装饰、釉下装饰、釉中彩（识记）3、颜色釉、艺术釉（识记）4、坯体装饰，了解铅镉离子溶出原因、影响因素（识记）第十二章陶瓷制品缺陷及其分析教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解日用陶瓷缺陷分析2 了解墙地砖缺陷分析3 了解卫生陶瓷缺陷分析教学时数：4学时第一节日用陶瓷缺陷分析一、变形二、裂纹三、斑点四、溶洞五、落渣六、粘疤与底沿粘渣七、底足粘脏八、疙瘩与泥渣九、缺泥与磕碰十、起泡十一、针孔与橘釉十二、釉缕十三、缺釉十四、釉面擦伤十五、生烧与过烧十六、烟熏十七、阴黄十八、火刺十九、色脏二十、彩色不正二十一、画面缺陷二十二、饰金缺陷二十三、铅溶出量超标第二节墙地砖缺陷分析一、变形二、裂纹三、夹层四、尺寸偏差五、大小边六、黑心七、色差八、釉面缺陷九、吸湿膨胀性第三节卫生陶瓷缺陷分析一、变形二、裂纹三、斑点四、坑包五、棕眼六、缺釉七、釉缕与釉面波纹八、烟熏考核要求：1、日用陶瓷缺陷分析（识记、领会）2、墙地砖缺陷分析（识记、领会）3、卫生陶瓷缺陷分析（识记、领会）三、推荐教材和参考书目1、《陶瓷工艺学》，李家驹主编，中国轻工业出版社，20012、《日用陶瓷工艺学》，李家驹主编，武汉工业大学出版社，19923、《陶瓷工艺学》，章秦娟主编，武汉工业大学出版社，19974、《陶瓷工艺学》，陆小荣主编，湖南大学出版社，20055、《材料科学与技术丛书(第17卷)-陶瓷工艺》，[英]理查德 J.布鲁克，科学出版社，19996、《先进陶瓷工艺学》，刘维良主编，武汉理工大学出版社，20047、《特种陶瓷工艺学》，李世普, 武汉理工大学出版社，1990。
石英-长石浮选分离佐玉明（中国矿业大学 矿加08-1班）摘要 本文总结了石英一长石浮选分离的传统方法和新方法, 分析了各种方法的机理以及各种浮选方法中药剂对浮选效果的影响。
关键词 石英 长石 浮选 方法 磁载体1 前言石英、长石在物理性质、化学组成、结构构造等方面的相似, 使得浮选成为它们分离的主要方法。
石英、长石的浮选分离不仅成为硅砂选矿的关键, 同时也成为硅酸盐矿物浮选分离的基础。
石英一长石浮选分离的传统方法是氢氟酸法, 始于本世纪四十年代, 也称“ 有氟有酸”法。
它在强酸性及氟离子参与下, 用阳离子捕收剂优先浮选长石。
由于氟离子危害环境, 七十年代, 日、美等国开始研究硅砂“ 无氟” 浮选法。
日本片柳昭在强酸性介质(硫酸)条件下,加入阴阳离子混合捕收剂, 优先浮选长石, 实现石英一长石的浮选分离。
该法俗称“ 硫酸法” 或“ 无氟有酸”法。
为进一步完善石英一长石浮选分离工艺, 去除强酸对环境等的影响, 从1984 年开始, 唐甲莹等开始研究阴阳离子混合捕收剂浮选分离石英-长石新工艺, 并成功用于工业生产。
该法是在自然中性介质中, 利用石英、长石结构组成的差异, 在独特的工艺条件下, 合理调配阴阳离子混合捕收剂, 优先浮选长石, 实现二者分离。
该法被称为硅砂“ 无氟无酸” 浮选法。
对细粒与超细粒处理，磁载体工艺在近几年也引起了人们的广泛关注，用磁载体工艺分离辉铜矿与石英, 闪锌矿与脉石以及煤与灰分已有报道。
2 石英与长石晶体结构和表面性质石英与长石都属于架状结构硅酸盐矿物，它们具有相同的晶体结构：硅(铝)氧四面体与4个硅氧四面体共角顶相互联结，形成在三维空间无限延伸的架状结构。
两者在水溶液中的荷电机理也基本相同：矿物经破碎后，晶体破裂，硅(铝)氧键断裂，在水溶液中吸附定位离子，生成羟基表面，在不同介质pH 值条件下，产生解离或吸附，形成不同的表面电位。
由于矿物破碎断面上极化程度较高，亲水性很强，所以石英和长石在很宽的pH 值范围内均呈现电负性，零电点都很低。
