作者简介：张先禹(1958-)，男，同济大学副研究员。

　　黄河淤砂不仅抬高河床、阻塞河道，而且砂化灌溉的农田，污染沿岸环境。近年来以黄河淤砂开发各种建筑材料已有不少这方面的报道，但研究主要局限于象砂砖这种低档材料的研制。为此我们对利用黄河淤砂熔制饰面玻璃进行了试验。结果表明，黄河淤砂可以熔制饰面玻璃，玻璃的各项技术性能满足饰面材料性能要求，与天然大理石相比，理化性能更好，外观性能、装饰效果更佳，是一种高级饰面材料，而且工艺简单，可操作性强，淤砂利用量大，成本低，附加值高，有开发应用前景，是黄河淤砂综合利用的一个新途径。

1 黄河淤砂的理化性能

1.1 黄河淤砂的物理性能

　　颜色：淡黄色；细度：28目全通过。

1.2 黄河淤砂的化学组成及矿物组成

　　经分析，黄河淤砂主要含有SiO₂、Al₂O₃等氧化物，其具体化学成分见表1。主要矿物组成为石英、长石、赤铁矿和磁铁矿。

表1 黄河淤砂的化学成分(wt%)

Composition of the Yellow River siltup sand (wt%)

2 熔制

2.1 原材料

　　主要原料：黄河淤砂。辅助原料：石灰石、纯碱、硼镁石、含铁废渣等。

2.2 原料制备

　　黄河淤砂晒干后过28目筛除去杂物，石灰石、硼镁石等辅助原料细磨，粒度为28目全通过。将过筛的黄河淤砂和石灰石等辅助原料按不同配合比人工称量、混合制备。

2.3 熔制设备

　　用于熔制的熔炉为SSX-8-16型硅钼棒高温电阻炉，熔制用坩埚为KC坩埚，规格为200ml、400ml。成型模具用铸铁模板，退火炉为厢式马弗炉。

2.4 熔制工艺流程

　　配合料→高温炉熔制→成型→退火→玻璃

2.5 熔制

　　采用高温加料方式将制备的配合料一次性加入熔炉坩埚中，在1450℃左右进行熔制。在熔制过程中，通过挑料、拉丝观察配合料的熔化情况。熔化好的玻璃液浇注成型，成型规格为70×70mm，100×100mm，100×150mm，厚度为5～8mm，经2～3min玻璃脱模并送入马弗炉退火。经过反复试验研究确定了黄河淤砂玻璃的有关工艺参数，并制作了供性能测试的样品。黄河淤砂玻璃的主要工艺参数列于表2，化学成分列于表3。

表2 黄河淤砂玻璃的主要工艺参数

Primary technological parameter of melting siltup sand glass

表3 黄河淤砂玻璃的化学成分(wt%)

Composition of the Yellow River siltup sand glass(wt%)

3 性能检测

3.1 外观性能

　　经退火后的黄河淤砂饰面玻璃无杂质，无气泡，颜色根据配料的不同可以制成漆黑色、乳白色、蓝色等多种颜色。磨抛后其表面光泽度≥115，无色差。漆黑淤砂饰面玻璃具有高贵典雅，庄重大方的装饰效果。

3.2 理化性能

　　用于测试抗弯强度的淤砂玻璃试样尺寸为100×30×5mm，用于耐酸耐碱性能的试样为10×10×5mm。耐酸耐碱性是试样在常温下分别在1%H₂SO₄和1%NaOH溶液中浸泡27天后的重量损失百分率。经测试，黄河淤砂饰面玻璃的主要性能列于表4。为了进行比较，表中还列出了同类材料的主要性能。可见，黄河淤砂饰面玻璃具有良好的力学性能和化学性能。

表4 黄河淤砂饰面玻璃及同类材料主要性能

Major properties of the Yellow River siltup sand decorative glass and similar materials.

4 几个工艺问题

4.1 辅助原料的影响

　　由表1可知，黄河淤砂的SiO₂ +Al₂O₃含量较高，(SiO₂+Al₂O₃)/R₂O比值较大，这表明其液相初始温度较高，因而液相粘度大，难熔砂粒不容易溶解，气泡难以排出。试验发现，适量加入石灰石、纯碱、硼镁石和含铁废渣后，淤砂玻璃液中未熔砂粒、气泡明显减少或消失。不过，石灰石和含铁废渣过多时，淤砂玻璃的耐稀酸性能变差。而且通过拉丝发现玻璃液的料性变短。

4.2 颜色的影响

　　在辅助原料中不含或少含过渡金属氧化物时，淤砂玻璃透明，呈浅棕色。添加含铁废渣后随着量的增加而逐渐向深棕色变化，直至漆黑；添加莹石或氟硅酸钠等原料可以制成乳白色淤砂玻璃，但乳白程度会受到黄河淤砂中铁含量的影响；加入Co₂O₃可以制成蓝色；在1050℃左右晶化处理可以使之呈墨绿色。

5 初步经济效益分析

　　经初步分析，对于以天然气为燃料（也可用电或重油、水煤浆为燃料）、坩埚窑熔制、年产量2.7万m2（按300天/年计算）小型淤砂饰面玻璃生产线，其综合成本大致为116元/ m²。各项成本列于表5。

表5 初步经济效益分析

The preliminary analyses of economic benefits

　　据资料介绍，目前国内类似的人造大理石饰面材料其成本为400元/m²左右，售价为800元/m²左右（进口为1000～1200元/m²）。黄河淤砂饰面玻璃其售价按200元/m²计算，则利润为84.4元/m²，年产值540万元，年利润约为227万元。

6 结论

　　采用合适的工艺，利用黄河淤砂可熔制各种颜色的饰面玻璃。其熔制工艺可操作性强。黄河淤砂饰面玻璃外观性能、理化性能均优于天然大理石，可作建筑装潢，家用台面或工艺品材料。

　　添加石灰石、硼镁石、纯碱、含铁废渣等辅助原料可有效消除玻璃中的杂质、气泡。加入过渡金属氧化物或氟化物可改变玻璃的颜色。黄河淤砂用量70%，辅助原料添加量30%。

　　经初步成本分析，黄河淤砂饰面玻璃有较好的经济效益，附加值较高。