玻璃配料的计算
题目：某玻璃厂的一种玻璃配料工艺参数与所设数据如下：
纯碱挥散率 2.8%；玻璃获得率 82.5%；
碎玻璃掺入率 22%；萤石含率 0.87%；
芒硝含率 18%；煤粉含率 4.7%；
计算基础 100Kg玻璃液；计算精度 0.01。
设有30%的CaF2与SiO2反应，生成SiF4而挥发，SiO2的摩尔量为60.09，CaF2的摩尔量为78.08。
玻璃的设计成分见表1，各种原料的化学成分见表2。
表1 玻璃的成分设计（质量%）
SiO2Al2O3Fe2O3CaO MgO Na2O SO3总计
72.4 2.10 <0.2 6.4 4.2 14.5 0.2 100
表2 各种原料的化学成分（%）
SiO2Al2O3Fe2O3CaO MgO Na2O Na2SO4CaF2 C 原料含水
量
硅砂 4.5 89.43 5.26 0.34 0.42 0.16 3.48
砂岩 1.0 98.76 0.56 0.10 0.14 0.02 0.19
— 1.74 0.29 0.42 0.71 46.29
菱镁
石
0.3 0.65 0.14 0.13 33.37 20.12
白云
石
纯碱 1.8 57.94
芒硝 4.2 1.15 0.29 0.14 0.50 0.37 41.47 95.03
萤石—24.62 2.18 0.43 51.56 70.08
煤粉—82.11
根据已知条件，
（1）试设计合适的原料配量表。
（2）画出玻璃制备工艺流程图，并简要叙述各环节主要工艺参数与注意事项。
解：具体计算过程如下：
1.1 萤石用量的计算根据玻璃获得率得原料总量为：
100／0.825=121.21kg
设萤石用量为xkg,根据萤石含率得
0.87%=0.7008x×100%／121.21 x=1.51kg
由表2可知，引入1.47kg萤石将带入的氧化物量分别为
SiO
2
1.51×24.62%-0.12=0.25kg
Al
2O
3
1.51×
2.18%=0.04kg
Fe
2O
3
1.51×0.43%=0.01kg
CaO 1.51×51.56%=0.78kg -SiO
2
=-0.12kg
上式中的-SiO
2是SiO
2
的挥发量，按下式计算：
SiO
2+2CaF
2
=SiF
4
+2CaO
设有30%的CaF
2与 SiO
2
反应，生成SiF
4
而挥发，设SiO
2
的挥发量为xkg, SiO
2
摩尔量为60.09，CaF
2
的摩尔量为78.08，则
x=60.09×1.51×70.08%×30%/(2×78.08)=0.12kg
1.2 纯碱和芒硝的用量计算设芒硝引入量为xkg,根据芒硝含率得下式
0.4147x/14.5=18% x=6.29kg
芒硝引入的各氧化物量见表1-3
表1-3由芒硝引入的各氧化物量（kg）
1.3 煤粉用量设煤粉用量为xkg，根据煤粉含率得
0.8211x/(6.29×0.9503)=4.7% x=0.34kg
1.4 硅砂和砂岩用量的计算设硅砂用量为xkg，砂岩用量为ykg，则
0.8943x+0.9876y=72.4-0.25-0.07=72.08
0.0526x+0.0056y=2.10-0.04-0.02=2.04
得x=34.32kg y=44.91kg
由硅砂和砂岩引入的各氧化物量见表2-4
表2-4 由硅砂和砂岩引入的各氧化物量（kg）
1.5 白云石和菱镁石用量的计算设白云石用量为xkg，菱镁石用量为ykg，则
0.3337x+0.0071y=6.4-0.78-0.03-0.14-0.06=5.39
0.2012x+0.4629y=4.2-0.06-0.01-0.02=4.11
得x=16.11kg y=1.88kg
由白云石和菱镁石引入的各氧化物量见表1-5
表1-5 由白云石和菱镁石引入的各氧化物量（kg）
1.6 校正纯碱用量和挥发量设纯碱理论用量为xkg，挥发量为ykg，则
0.5794x=14.5-2.61-1.19-0.08=10.62 x=18.33kg
y/(18.33+y)=0.028 y=0.53kg
1.7 校正硅砂和砂岩用量设硅砂用量为xkg，砂岩用量为ykg，则
0.8943x+0.9876y=72.4-0.25-0.07-0.11-0.03=71.94
0.0526x+0.0056y=2.10-0.04-0.02-0.02-0.01=2.01
得x=33.71kg，y=42.32kg
把上述计算结果汇总成原料用量表（见表6）。
1.8 玻璃获得率的计算：
玻璃获得率=100/120.02=82.6%
换算单的计算
已知条件，碎玻璃参入率为22%，各种原料含水率见表2，配合料含水量为4%，混合机容量为1200kg干基。
计算如下：
1200kg中硅砂的干基用量为：
[1200-（1200×22%）]×27.90%=261.14kg
硅砂的湿基用量=275.71/（1-4.5%）=273.45kg
同理计算其他原料，结果见表1-6
根据要求，配合料的水分为4%，所以
加水量=[粉料干基/（1-水分%）]-粉料湿基
=[（1200-264）/(1-4%)]-958.12
=16.88kg。