[科普中国]-玻璃澄清剂

发展过程

澄清剂的发展经历了漫长的实践摸索阶段。 明胶的出现解决了酒液澄清的问题，直到现在明胶法还在使用。蛋清粉的推广补充了明胶法（需加温溶解，需小试易过量）的缺陷，但本身易染菌且漂浮。

2000年初，改性膨润土的出现给澄清剂行业带来了曙光，特点：质优价廉广普。一时间变性淀粉、植物多糖、壳聚糖、海洋生物胶类，纷纷登场，单体复配占据了澄清剂高端市场。 各种产品都有其适用性，未来澄清剂的发展方向应该是：不溶于水、安全无毒、不被人体消化吸收，表面积大、选择吸附能力强、耐受酸碱能力强。使用方便，用量少，适合多种行业。1

分类根据玻璃澄清的作用机理可分为：氧化物澄清剂（俗称：氧澄清）、硫酸盐型澄清剂（俗称：硫澄清）、卤化物澄清剂（俗称：卤素澄清）和复合澄清剂（俗称：复合澄清）。

氧化物澄清剂氧化物澄清剂主要有白砒、氧化锑、硝酸钠、硝酸铵、二氧化铈等。

1.白砒

白砒又称亚砷酐，是澄清效果极好的一种常用澄清剂，玻璃行业俗称“澄清王”。但白砒必须与硝酸盐配合使用才能达到良好的澄清效果。白砒微溶于冷水，易溶于热水，剧毒，呈白色结晶粉末或无定形的玻璃状物质，黄金冶炼副产品砷灰常呈灰白，灰色或灰黑色等，作为澄清剂多用晶态白砒。当白砒加热到400度以上时，与硝酸盐在高温时放出的氧气生成五氧化二砷，加热至1300度时，五氧化二砷分解生成三氧化二砷，使玻璃液气泡中气体的分压减少，有利于气泡的长大，加速气泡的排除，从而达到澄清的目的。
白砒的用量一般为配合料量的0.2%-0.6%，硝酸盐的引入量为白砒用量的4-8倍。白砒用量过多不仅增加挥发量，而且污染环境对人体有害，0.06克白砒能使人致死。所以在使用白砒时要派专人保管，以防中毒事件发生.用白砒作澄清剂的玻璃，在灯工操作时易使玻璃还原变黑，故灯工玻璃应少用或不用白砒。

2.氧化锑

氧化锑的澄清作用与白砒相似，也必须与硝酸盐配合使用。使用氧化锑的澄清分解温度较白砒低，所以在熔制铅玻璃时常用氧化锑作澄清剂。在钠钙硅酸盐玻璃中用0.2%的氧化锑和0.4%的白砒作澄清剂，澄清效果较好，而且可以防止二次气泡的产生。

3.硝酸盐

玻璃中很少单独以硝酸盐作为澄清剂，一般作为供氧体与变价氧化物配合使用。

4.二氧化铈

二氧化铈的分解温度较高，是一种较好的澄清剂，被广泛作为原料使用。作为澄清剂使用可以不需要与硝酸盐配合，高温时可自行分解放出氧气，加速澄清。为了降低成本，在玻璃球生产中常与硫酸盐合用也可取得良好的澄清效果。1

硫酸盐型澄清剂玻璃中使用的硫酸盐主要是硫酸钠、硫酸钡、硫酸钙、硫酸盐的分解温度较高，属高温澄清剂。硫酸盐作为澄清剂时最好与氧化剂硝酸盐配合使用，不能与还原剂合用，以防硫酸盐低温分解。硫酸盐常用于瓶罐玻璃及平板玻璃，其用量为配合料的1.0%-1.5% 。1

卤化物澄清剂主要有氟化物、氯化钠、氯化铵等。氟化物主要是萤石和氟硅酸钠。萤石作为澄清剂的用量，一般按引入配合料中0.5%的氟计算。氟硅酸钠一般用量为玻璃中氧化钠用量的0.4%-0.6%。氟化物在熔制中，部分氟将生成氟化氢、氟化硅、氟化钠，其毒性比二氧化硫大，使用时应考虑对大气的影响。氯化钠高温时气化挥发能促进玻璃液澄清，一般用量为配合料的1.3%-3.5% 过多会使玻璃乳化，常用于含硼玻璃的澄清剂。1

复合澄清剂复合澄清剂主要利用了澄清剂中氧澄清，硫澄清和卤素澄清三大澄清优势，充分发挥三者的协同效应和叠加效果，可达到持续澄清的效果，大大地增强了澄清能力，是单一澄清剂无法比拟的。按是否含砷划分有：砷锑复合澄清剂和无砷复合澄清剂，按发展阶段划分有：第一代复合澄清剂，第二代复合澄清剂和第三代复合澄清剂，第三代复合澄清剂又称新一代绿色环保型复合澄清剂，以其绿色，环保，安全，高效著称，是玻璃澄清剂行业今后的发展方向，也是实现玻璃行业配方无砷化的必然趋势。一般用量为配合料的0.4%-0.6%，复合澄清剂现已广泛应用于瓶罐玻璃，玻璃球（中碱，无碱），药用玻璃，电光源玻璃，电子玻璃，微晶玻璃等玻璃制品行业。复合澄清剂厂家主要集中在湖南，四川，江苏等。
作为复合澄清剂的主要品种，锑酸钠在玻璃生产中直接以高价形式出现，省却了由低价氧化成高价，再由高价氧化态分解放出氧气的转化过程，既节约了硝酸盐的用量，又减少了单个澄清剂被还原和挥发的损失，使氧的分解温度范围扩大（1200~1450°C），也就是使澄清温度范围扩大，有利于澄清。1

复合澄清剂复合澄清剂是玻璃行业使用的复合玻璃澄清剂的简称。复合澄清剂是利用两种以上原料能在玻璃熔制过程中通过高温分解或气化放出气体，促进玻璃熔体中气体的排出，按比例合理复配而成的。

复合澄清剂按其发展阶段划分：第一代复合澄清剂，第二代复合澄清剂和新一代复合澄清剂。第一代复合澄清剂主要是以三氧化二砷为要成分辅以其玻璃助熔，脱色成分，以其澄清效果较稳定，毒性较白砒低，早期使用较普遍。第二代复合澄清剂主要是利用有色冶炼厂副产品砷锑烟灰和稀土厂的下脚料铈渣再辅以其它原料组合而成，其特点是澄清温度要求低，澄清范围宽，持续分解能力强，成本低，毒性低，速迅受到玻璃行业的青睐。第三代复合澄清剂其主要是利用变价氧化物，硫化物和卤化物及其盐类科学复配而成，其最大特点是综合利用了玻璃澄清当中的氧澄清，硫澄清和卤化物澄清三大优势，充分发挥氧系澄清，硫系澄清和卤化物澄清在玻璃澄清过程的协同效应和叠加效果。是“三系”澄清法的典型代表。“三系”法澄清剂是今后玻璃澄清剂行业的发展方向，也是玻璃行业实现配方无砷化的必然趋势。

第三代复合澄清剂的一般特点和使用方法：

1、产品常适用于氧化气氛条件的玻璃熔制。

2、有效防止玻璃“曝晒”发黄现象和玻璃二次加工还原发黑。

3、无需强氧化剂配合使用也可发挥澄清效果，可有效减少硝酸盐使用量和“硒-钴”补色剂的用量。

4、对于含硼玻璃可抑制硼的挥发损失。

5、产品与各种澄清剂协同作用强，可与其它澄清剂搭配使用，无副作用。

6、无毒，安全，方便运输和保管。

7、一般使用量为粉料的0.4%-0.6%,可等量取代白砒，也可根据自身工艺调整使用量。2