Sau khi đã tiến hành tính toán phối liệu và chuẩn bị xong nguyên liệu, ta bắt đầu sang giai đoạn phối liệu.
Phối liệu thủy tinh là hỗn hợp nguyên liệu thành phần đã được cân đong đúng theo đơn phối liệu và trộn đều. Dưới tác dụng nhiệt của nhiệt độ cao vật liệu được nấu chảy trong lò nấu tạo thành chất nóng chảy đồng đều được gọi là thủy tinh nóng chảy.
Ðể sản xuất các sản phẩm thủy tinh cần sử dụng hàng trăm cấp phối khác nhau với nhiều nguyên tố hóa học tham gia. Ðể sản xuất một loại thủy tinh với thành phần hóa học phù hợp cho một loại sản phẩm có thể dùng nhiều đơn phối liệu từ nhiều loại nguyên liệu ban đầu. Như vậy số lượng nguyên liệu ban đầu là rất lớn.
Mức độ chính xác tương ứng của thành phần phối liệu theo thành phần cho trước của thủy tinh được xác định bằng độ ổn định của nguyên liệu sử dụng tức là mức độ đồng nhất về hóa học của các lô nguyên liệu, độ chính xác cân đong (sai số cân đong các nguyên liệu không được vượt quá 3%).
Mức độ đồng nhất về hóa học của phối liệu phụ thuộc vào khả năng trộn đều phố liệu. Thời gian trộn phố liệu được xác định theo thực tế tại nhà máy, phụ thuộc vào loại và thể tích máy trộn.
Khi có sự thay đổi về thành phần nguyên liệu cấp cho nhà máy ở các lô khác nhau thì cần phải điều chỉnh lại đơn phối liệu, bởi vì chỉ có phối liệu ổn định mới cho thủy tinh chất lượng ổn định.
4.7.1 Yêu cầu đối với phối liệu thủy tinh:
Thành phần hạt của nguyên liệu cấu thành thủy tinh cần đạt một kích thước giới hạn bởi vì sự đồng đều hòa tan và khả năng phân lớp phụ thuộc vào kích thước hạt.
Theo kinh nghiệm sản xuất thủy tinh của nhiều nhà máy, cần khống chế kích thước hạt cụ thể như sau:
+ Cát, dolomite, đá vôi, đá phấn cần qua sàng 90 lỗ/cm2 + Sođa, than đá và sunfat qua sàng 64 lỗ/cm2,…..
Các cấu tử nghiền càng mịn thì càng làm tăng khả năng nấu nhanh cũng như khả năng làm trong thủy tinh. Khi tăng độ nghiền mịn (trong khoảng 0,5 – 1 µm) tốc độ nấu tăng 15 – 40% (hiệu quả nhất đối với thủy tinh cao nhôm, thủy tinh borosilicat). Tuy nhiên để xác định mức độ nghiền các nguyên liệu thành phần cần xem xét đến tỷ trọng của chúng.
4.7.1.2 Ðộ ẩm:
Ðộ ẩm ảnh hưởng theo chiều có lợi đến độ đồng nhất của phối liệu, vì các hạt vật liệu khô rất khó trộn đều nên phối liệu sẽ dễ phân lớp.
Phối liệu đã trộn ẩm sẽ bị vê viên, do vậy chỉ cần làm ẩm cát, còn các nguyên liệu khác ở trạng thái khô. Mức độ ẩm của cát phụ thuộc vào kích thước hạt của chúng.
4.7.1.3 Hàm lượng khí:
Ðể nấu thủy tinh tốt thì chúng cần phân giải ra một lượng khí nhất định, lượng khí này đồng thời thực hiện việc trộn phối liệu đã ở trạng thái nóng chảy ở giai đoạn làm trong và đồng nhất phối liệu nóng chảy.
4.7.1.4 Ðộ đồng nhất của phố liệu:
Ngoài kích thước hạt và độ ẩm ảnh hưởng đến độ đồng nhất của phối liệu thì độ ổn định thành phần hóa của nguyên liệu, phương pháp, thời gian trộn, vận chuyển, bảo quản và nạp liệu.
Vật liệu thủy tinh được gọi là đồng nhất nếu như trong các vùng riêng biệt sự dao động hàm lượng SiO2 và Na2O không vượt quá 0,3%, còn CaO, MgO, Al2O3 là 0,2%.
Làm sạch các tạp chất (như sắt oxit,…) lẫn trong cát, sau đó đem sấy (nếu độ ẩm lớn hơn 4,5%), phân loại và cất trữ.
Dolimite và đá vôi từ khoang chứa nguyên liệu được đưa đến phểu nạp liệu của máy đập theo máng xuống máy đập (thường dùng máy đập má). Kích thước sau khi đập nằm trong khoảng 4 – 7 cm, sau đó cho vào máy sấy thùng quay (nhiệt độ tác nhân sấy không vượt quá 4000C) . Sau giai đoạn sấy độ ẩm là 0,5 – 1%. Tiếp tục chuyển vào máy nghiền búa hay máy nghiền bi để đạt được độ mịn khoảng 0,08 mm (đồng thời có bố trí thiết bị lọc sắt từ sau khi bột qua sàng kiểm tra kích thước). Ở một số nhà máy thủy tinh hiện nay sử dụng máy nghiền đập kết hợp. Khí nóng được đưa vào thiết bị ở nhiệt độ 300 – 4000C, vật liệu nghiền được phân loại theo nguyên tắc phân ly khí.
Sođa được đưa về nhà máy ở dạng đã nghiền mịn.
Hiện nay các nhà máy sản xuất thủy tinh thường sử dụng natri sunfat nhân tạo. Nếu như dùng dạng tự nhiên thì sau khi chuyển về nhà máy sẽ được nghiền sơ bộ, sấy trong thùng sấy quay ở nhiệt độ khoảng 650 – 7500C, sau đó nghiền mịn trên máy nghiền búa.
Trong sản xuất thủy tinh, có khi người ta dùng mảnh vụn thủy tinh tới 10 – 30%. Kính vụn sau khi thu gom sẽ được làm sạch tạp bẩn và nghiền đến kích thước 1 – 2mm. Các yêu cầu của mảnh vụn thủy tinh là: tương ứng với thành phần hóa của thuỷ tinh cần sản xuất, không có tạp bẩn, kích thước đạt yêu cầu.
Ngoài ra còn nhiều nguyên liệu khác cũng cần được chuẩn bị cho quá trình sản xuất thủy tinh.
4.7.3 Ðịnh lượng và trộn:
Sau khi định lượng theo đúng đơn phối chế, sẽ được chuyển vào thiết bị trộn.