本發(fā)明涉及玻璃，具體涉及鋼化無砷玻璃及其制備方法。
背景技術：
玻璃工藝是一項傳統的行業(yè)，由于玻璃本身所具有的一系列優(yōu)良性能，使其應用極其廣泛，幾乎遍及了人們生產和生活的各個方面。然而在玻璃的生產、加工和使用過程中，也會造成一些負面的效應。比如在現有玻璃的生產中，由于使用對人體有害的砷、銻物質，容易對人體造成危害。
砷和銻分別以As2O3、Sb2O3的形式廣泛存在于各種玻璃中，作為澄清劑，起到消除氣泡的作用。在用砷氧化物作為澄清劑時，低溫As2O3吸收NaNO3分解放出的氧氣變成As2O5，As2O5高溫時再分解放出氧氣，氧氣進入氣泡中，使氣泡體積增大而從玻璃中排出，即：
600—1200℃時 As2O3 + O2 → As2O5
1300℃以上時 As2O5 → As2O3 + O2
一般來講，玻璃中的砷銻氧化物通過兩條途徑來對人和環(huán)境造成危害，一是在玻璃的熔制過程中，在高溫環(huán)境下，一部分會揮發(fā)形成氣體，揮發(fā)形成的氣體隨煙氣進入大氣，對大氣造成污染；一是部分砷銻氧化物留在了玻璃中，在使用過程中逐步溶出，從而危害人體的健康。
由于砷銻氧化物在玻璃體中的溶出量較低，所以對人的危害并不是很明顯，長期以來并未引起人們的重視，然而它們對人體的危害是客觀存在的。現在隨著人們的健康意識和環(huán)保意識的逐步提高，綠色環(huán)保的觀念逐漸深入人心，2005年，國家質檢總局聯合國家標準管理委員會共同制定了GB19778-2005有關食品包裝使用的有關玻璃容器砷、銻等溶出量的強制性標準。
為了控制食品包裝玻璃中砷銻含量，一般采取兩種辦法，一是不使用含砷銻的原料，僅靠提高熔化溫度，延長澄清時間來進行生產，這種方法不僅大幅提高耗能，增加生產成本，而且會降低產量；另一種方法是依據氧化銻的毒性比氧化砷的毒性低的特性，以增加氧化銻用量來代替氧化砷，從而達到低砷的目的，但是這種玻璃并不是真正意義上的無砷玻璃，而且盡管氧化銻的毒性低，但是其毒性依然不能忽視。直到目前為止，在食品包裝使用的玻璃容器方面，對砷銻溶出量一直沒有很好的控制，很難達到國家規(guī)定的標準。
技術實現要素：
本發(fā)明是為了解決現有玻璃中由于砷、銻溶出量比較高，不利于人體健康和環(huán)保，不能達到國家規(guī)定標準的問題，而提供了一種鋼化無砷玻璃及其制備方法。
本發(fā)明是通過以下技術方案實現的：
一種鋼化無砷玻璃，是由包括以下重量份的各組分為原料制備的：
石英砂 50 鋰長石 6-18
煤矸石 10-15 三氧化二鋁 5-8
方解石 13-16 白云石 8—12
硝酸鈉 1—3 螢 石 1—2
氟硅酸鈉 2—2.5 純 堿 10—15
硫酸鈉 0.7 硫酸鈣 0.5
氧化鈰 0.4 脫色劑 0.2-0.4。
進一步地，一種鋼鋼化無砷玻璃，是由包括以下重量份的各組分為原料制備的：
石英砂 50 鋰長石 12
煤矸石 12 三氧化二鋁 6
方解石 15 白云石 10
硝酸鈉 2 螢 石 1
氟硅酸鈉 2 純 堿 12
硫酸鈉 0.7 硫酸鈣 0.5
氧化鈰 0.4 脫色劑 0.3。
上述鋼化無砷玻璃的制備方法，步驟為：
（1）將上述各組分粉碎后混合熔化、成形得玻璃基片；
（2）將玻璃基片置加熱440℃～450℃軟化，然后在鋼化裝置中進行瞬間高壓空氣淬冷處理，然后冷卻，即得。
在生產過程中，硫酸鈉、硫酸鈣和氧化鈰混合使用，作為澄清劑，代替原有砷銻氧化物。首先是硫酸鈣，在1300—1400℃時，發(fā)生如下分解反應：
CaSO4 → CaO + SO3
SO3 → SO2 + O2
此時產生的氧氣進入氣泡，使得氣泡體積增大，然后排出；
在1400—1460℃時，硫酸鈉和氧化鈰共同作用，作為澄清劑，發(fā)生如下分解反應：
Na2SO4 → Na2O + SO3
SO3 → SO2 + O2
CeO2 → CeO+ O2
此時產生的氧氣進入氣泡，使得氣泡體積增大，進一步排出高溫下玻璃中的氣泡，起到澄清的目的。
將將上述各組分粉碎后混合熔化、成形得玻璃基片，然后加熱440℃～450℃軟化，然后在鋼化裝置中進行瞬間高壓空氣淬冷處理，然后冷卻，得到鋼化玻璃
GB19778-2005包裝玻璃容器鉛、鎘、砷、銻溶出允許量規(guī)定，砷的溶出允許量為0.2ppm，將依據本發(fā)明所述組分生產的玻璃，以4%乙酸溶液（體積分數）在22+2℃的條件下浸泡24小時后檢測，砷的溶出量僅為0.002-0.003PPm之間,完全符合國家規(guī)定的標準。
與現有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
（1）本發(fā)明砷含量遠遠低于國家規(guī)定的溶出允許量，對人體無任何毒副作用，不會產生環(huán)境污染；
（2）本發(fā)明在同樣的熔化溫度下，澄清時間縮短到使用砷銻氧化物所用時間的二分之一，生產能力提高10%左右。
（3）本發(fā)明無砷玻璃瓶組分選擇合理、配比精確，不使用砷銻氧化物，但可達到與使用砷銻氧化物作澄清劑的玻璃同樣的質量標準，在500-650nm的波長中，本發(fā)明玻璃的透光率大于97%。
（4）本發(fā)明與現有使用砷銻氧化物作澄清劑的玻璃單位產品的生產成本沒有增加，具有很大的市場潛力。
具體實施方式
實施例1
取石英砂50Kg、鋰長石12 Kg、煤矸石12 Kg、三氧化二鋁6 Kg、方解石15 Kg、白云石10 Kg、硝酸鈉2 Kg、螢石1 Kg、氟硅酸鈉2 Kg、純堿12 Kg、硫酸鈉0.7 Kg、硫酸鈣0.5 Kg、氧化鈰0.4 Kg、脫色劑0.3，制備時，將上述各組分粉碎后混合熔化、成形得玻璃基片，然后將玻璃基片置加熱440℃～450℃軟化，然后在鋼化裝置中進行瞬間高壓空氣淬冷處理，然后冷卻，即得。
實施例2
取石英砂50Kg、鋰長石6 Kg、煤矸石15Kg、三氧化二鋁5 Kg、方解石18Kg、白云石8 Kg、硝酸鈉3 Kg、螢石1 Kg、氟硅酸鈉2.5 Kg、純堿10 Kg、硫酸鈉0.7 Kg、硫酸鈣0.5 Kg、氧化鈰0.4 Kg、脫色劑0.4，制備時，將上述各組分粉碎后混合熔化、成形得玻璃基片，然后將玻璃基片置加熱440℃～450℃軟化，然后在鋼化裝置中進行瞬間高壓空氣淬冷處理，然后冷卻，即得。
實施例3
取石英砂50Kg、鋰長石18Kg、煤矸石10 Kg、三氧化二鋁8 Kg、方解石13 Kg、白云石12 Kg、硝酸鈉1 Kg、螢石2 Kg、氟硅酸鈉2Kg、純堿15 Kg、硫酸鈉0.7 Kg、硫酸鈣0.5 Kg、氧化鈰0.4 Kg、脫色劑0.2，制備時，將上述各組分粉碎后混合熔化、成形得玻璃基片，然后將玻璃基片置加熱440℃～450℃軟化，然后在鋼化裝置中進行瞬間高壓空氣淬冷處理，然后冷卻，即得。