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Gemenge zur Herstellung von Glas
Bei der Herstellung von Zement enthalten die aus dem Brennofen abziehenden Gase und Dämpfe beträchtliche Mengen an feinteiligen Feststoffen. Diese können durch Elektrofiltration abgeschieden werden, um eine zu starke Verunreinigung der Luft zu vermeiden. Der dabei anfallende Elektrofilterstaub stellt ein unerwünschtes undunangenehm zu handhabendes Abfallprodukt dar, das beseitigt werden muss.
Häufig wird dieser Zementofen-Elektrofilterstaub auf eine Abfallhalde gefahren. Es hat sich gezeigt, dass in der näheren oder sogar weiteren Umgebung derartiger Halden. beträchtliche Flurschäden auftreten können, weil es sich bei diesem Filterstaub um ein recht aggressives Material handelt. Zur Abhilfe wurde bereits versucht, den Filterstaub durch Besprühen oder Stoffzusätze zu binden oder aber den Staub mit einer Schicht aus Sand, Erde od. dgl. zu überdecken. Alle diese Massnahmen erfordern zusätzliche Arbeitsgänge und verursachen weitere Kosten, die die Erzeugungskosten des Zements belasten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bei der Zementherstellung anfallenden Elektrofilterstaub völlig zu beseitigen, so dass die Möglichkeit einer schädigenden Einwirkung auf die Umgebung ausgeschlossen ist, und den Staub darüber hinaus in einer Weise, die keine zusätzlichen Kosten mit sich bringt, sondern im Gegenteil zu einem Erlös führt, einer nützlichen technischen Verwendung zuzuführen.
Es wurde gefunden, dass diese Aufgabe in technisch vorteilhafter Weise gelöst werden kann, wenn man den Zementofen-Elektrofilterstaub in Gemenge zur Herstellung von Glas einbringt. Er ersetzt dort einen entsprechenden Anteil Soda, ausserdem kann eine entsprechende Menge an Calciumoxyd in Form von Gips oder Kalkstein fortgelassen werden.
Gegenstand der Erfindung ist demgemäss die Verwendung von Zementofen-Elektrofilterstaub zum teilweisen Ersatz von Soda und Gips oder Kalkstein in Gemengen zur Herstellung von Glas.
Zweckmässig werden dem Gemenge, bezogen auf den Glasansatz, etwa 1 bis o und vorzugsweise etwa 1, 5 bis 2, 5 Gew.. D/o Elektrofilterstaub, zugesetzt und dafür etwa äquivalente Anteile an Soda und Gips oder Kalkstein aus dem Gemenge fortgelassen.
In dieser Weise wird ein mehrfacher Nutzen erzielt. Es gelingt eine vollständige Beseitigung des Filterstaubs mit einhergehenden technischen Vorzügen bei der Herstellung von Glas unter gleichzeitiger Kostensenkung sowohl der Zement- als auch der Glasherstellung.
Wie vorstehend dargelegt, sollte die Menge des Zementofen-Elektrofilterstaubes, die dem Glasansatz zugegeben wird, zweckmässig etwa 1 bis 4 Gew. In, bezogen auf den Glasansatz (ohne gegebenenfalls zugesetztes Bruchglas), betragen. Bei Gemengen von 1500 bis 2000 kg, wie sie häufig erschmolzen werden, sind dies etwa 15 bis 80 kg Elektrofilterstaub. Vorzugsweise wird der Filterstaub in einer Menge von 1, 5 bis 2, 5 oder 3'10, bezogen auf das Gewicht des Glasansatzes, zugegeben, bei einem Gemenge von 2000 kg, also 30 bis 50 oder 60 kg/Gemenge. Innerhalb dieser Grenzen werden besonders gute Ergebnisse erzielt. Bei einer wesentlichen Überschreitung dieser Mengen kann die Güte des Glases abnehmen.
In manchen Fällen können aber auch grössere Mengen eingesetzt werden. Gerin,, ; ere Mengen
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sind natürlich immer möglich, nur wird dann weniger Filterstaub beseitigt.
Die Zusammensetzung des Filterstaubes schwankt natürlich in Abhängigkeit von den bei der Zementherstellung eingesetzten Rohmaterialien, dem angewandten Verfahren (Drehrohr-oder Schachtofen) und den eingehaltenen Betriebsbedingungen. Die günstigste Zusatzmenge an Elektrofilterstaub wird hievon beeinflusst. Dabei gilt die allgemeine Regel, dass innerhalb der angegebenen Grenzen von 1 bis 4 Gew.-% bei fallendem S03 -Gehalt des Staubes mehr Staub und bei steigendem SO-Gehalt weniger Staub zugesetzt werden sollte. Die für den Einzelfall optimale Menge kann ohne weiteres durch einfache Vorversuche festgelegt werden.
Für den zugesetzten Elektrofilterstaub werden in dem Glasansatz etwa äquivalente Mengen an Natriumoxyd und Calciumoxyd fortgelassen. Allgemein kann der Filterstaub bezüglich der nua, O-Kompo- nente des Glasansatzes Soda und bezüglich der CaO-Komponenten Gips oder Kalkstein ersetzen, wobei die im Einzelfall fortgelassenen Komponenten auch nach dem S03 -Gehalt des Filterstaubes abgestimmt werden können. Ein Ersatz von Soda und Gips durch den Filterstaub wird bevorzugt. In der Regel tritt 1 Gew.-Teil Filterstaub an die Stelle von 0, 5 bis 0, 8 Gew.-Teilen Soda und einer dem CaO-Gehalt äquivalenten Menge Gips, je nach Zusammensetzung von Gemenge und Filterstaub. Auch die Körnung des Sandes, der Tonerdegehalt und der Gehalt an Eisenoxyd können von gewissem Einfluss sein.
Die optimalen Bedingungen hinsichtlich der zu ersetzenden Komponenten und deren Mengenverhältnis lassen sich für den jeweils gegebenen Fall durch einfache Vorversuche ermitteln.
Der Elektrofilterstaub kann aus beliebigen Zementherstellungsverfahren, sowohl Schachtofen-als auch Drehrohrofenverfahren, stammen.
Nachstehend sind drei Beispiele typischer Analysen derartiger Elektrofilterstäube, die erfindungsgemäss mit gutem Erfolg verwendet wurden, angeführt :
EMI2.1
<tb>
<tb> A) <SEP> Glühverlust <SEP> (bei <SEP> 1100 C) <SEP> 11,30%
<tb> Unlösliches <SEP> 2,79%
<tb> SiO2 <SEP> 2,44%
<tb> Al2O3 <SEP> 1,47%
<tb> FeOg <SEP> 0, <SEP> 93 <SEP>
<tb> CaO <SEP> 16,81%
<tb> MgO <SEP> 0,51%
<tb> S03 <SEP> 28,34%
<tb> S <SEP> 0, <SEP> 45% <SEP>
<tb> KO <SEP> 32,96%
<tb> Summe <SEP> der <SEP> Restbestandteile <SEP> 2,00%
<tb> 100, <SEP> 00%
<tb> B) <SEP> Ko <SEP> 30.33% <SEP>
<tb> Na2O <SEP> 4,03%
<tb> CaO <SEP> 23,00%
<tb> S03 <SEP> 0,78%
<tb> SO3 <SEP> 23,30%
<tb> HCl-unlöslich <SEP> 3,20%
<tb> Glühverlust <SEP> und <SEP> Rest <SEP> 15,36%
<tb> 100, <SEP> 0cp/o <SEP>
<tb> C) <SEP> K2O <SEP> 32,65%
<tb> CaO <SEP> 17.
<SEP> 8woo <SEP>
<tb> SiO2 <SEP> 1, <SEP> 561o
<tb> Al2O3 <SEP> 1,61%
<tb> Fe2O3 <SEP> 1,12%
<tb> MgO <SEP> 1. <SEP> 010/0 <SEP>
<tb> S03 <SEP> 7,37%
<tb> S <SEP> 0,64%
<tb> HCl-unlöslich <SEP> 3, <SEP> 82%
<tb> Glühverlust <SEP> 18. <SEP> 22%
<tb> Rest <SEP> 14,12%
<tb> 100, <SEP> 0cp/o
<tb>
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Aus den vorstehenden Analysen ist ersichtlich, dass die Filterstäube geringe oder gar keine nennenswerten Mengen an Natriumoxyd, aber beträchtliche Mengen an Kaliumoxyd enthielten. Durch Fortlassung eines äquivalenten Anteiles an Soda im Gemenge und Ersatz durch den Filterstaub wird demnach die Zusammensetzung der Schmelze in Richtung auf einen geringeren Na 0-Gehalt und einen höheren KO-Gehalt verschoben.
Durch den erfindungsgemäss vorgesehenen Ersatz etwa äquivalenter Anteile an Natriumoxyd und Calciumoxyd, insbesondere in Form von Soda und Gips, durch 1 bis 4 Gew.-o Elektrofilterstaub wird eine Beschleunigung des Schmelzvorganges erreicht. Es ist möglich, dass dies nicht allein auf die chemische Zusammensetzung des Filterstaubes zurückzuführen ist, sondern dass auch die nachstehend angegebene Granulierung von Bedeutung ist. Genaueres hierüber ist bisher nicht bekannt.
Der Elektrofilterstaub kann dem Gemenge zur Herstellung von Glas in Form von Pulver oder als Granulat zugegeben werden. In Form des bei der Elektrofiltration anfallenden Pulvers ist der Staub verhältnismässig schlecht zu handhaben und zu transportieren. Dennoch ist in manchen Fällen eine direkte Verwendung des Staubes möglich. Gewöhnlich ist es aber vorteilhaft, den Elektrofilterstaub zu granulieren, wofür bekannte Methoden Anwendung finden können. In granulierter Form lässt sich der Filterstaub gut handhaben und transportieren. Die Verwendung von Granulat wird daher bevorzugt. Bei Einsatz von Granulat wird dieses zweckmässig mit einer Korngrösse von etwa 2 bis 4 mm benutzt. Die Granulierung begünstigt die bei Zusatz des Filterstaubes zum Glasansatz erzielte Schmelzbeschleunigung.
In manchen Fällen hat es sich als zweckmässig erwiesen, dem Gemenge für den Glasfluss mit dem Elektrofilterstaub ein kohlenstoffhaltiges Materialzuzusetzen, vorzugsweise Kokspulver, Grudekoks oder Sägemehl. Es kann aber auch in an sich bekannter Weise Kohlenstoff in anderer Form benutzt werden. Ob und in welcher Menge im Einzelfall ein derartiges kohlenstoffhaltiges Material zugegeben wird, ist von der gerade vorliegenden, besonderen Zusammensetzung von Glasansatz und Filterstaub abhängig und kann durch einfache Vorversuche ermittelt werden. Ein Zusatz von Koks- oder Sägemehl hat sich besonders bei Filterstaub hohen S03 -Gehaltes günstig ausgewirkt.
Durch die erfindungsgemäss vorgesehene Verwendung des Elektrofilterstaubes werden in mehrerer Hinsicht Vorteile erzielt. Einmal wird der aggressive Filterstaub als solcher vernichtet, was bereits unabhängig von der Glaserzeugung im Hinblick auf die bekannte schädliche Einwirkung des Staubes auf die Umgebung einen wesentlichen Fortschritt darstellt. Darüber hinaus ergibt sich aber auch bei der Glaserzeugung eine Reihe von Vorteilen. Der Elektrofilterstaub ersetzt zumindest einen Teil der Soda, was eine Einsparung an diesem verhältnismässig teuren Ausgangsmaterial ermöglicht, und für den gleichzeitigen teilweisen Ersatz von Gips und/oder Kalkstein gilt entsprechendes. Hiedurch wird eine Verbilligung der Ausgangsmaterialien. erreicht.
Der Elektrofilterstaub wirkt im Glasfluss als Schmelzbeschleu - niger, wobei dieser vorteilhafte Einfluss bei Verwendung des Filterstaubes in granulierter Form und/oder bei Zugabe von Kohlenstoff, z. B. Sägemehl, noch gefördert wird. Der Filterstaub begünstigt die Restauflösung des Sandes. Die schmelzbeschleunigende Wirkung des Filterstaubes führt zu einer Energieeinsparung beim Schmelzvorgang, weil unter sonst gleichen Bedingungen rascher eine verarbeitbare Schmelze erreicht wird. Dadurch kann die Produktion einer gegebenen Anlage merklich gesteigert werden. Auch wird die Schmelze nicht so pelzig. Diese technischen Vorzüge führen gleichzeitig zu wirtschaftlichen Vorteilen, indem die Betriebskosten gesenkt werden.
Weiter hat sich überraschenderweise gezeigt, dass beispielsweise bei der Herstellung von Sektflaschen aus einem Glasansatz, dem erfindungsgemäss Elektrofilterstaub aus Drehrohrzementöfen zugegeben worden ist, die Druckfestigkeit der Flaschen grösser ist als bei einem gleichen Gemenge, aber ohne Zusatz von Filterstaub.
Ferner wurde festgestellt, dass bei einer Reihe von Glassorten durch den Zusatz von Elektrofilterstaub aus Drehrohrzementöfen die Sprödigkeit des erhaltenen Glases verringert wurde.
Der Elektrofilterstaub eignet sich vornehmlich zur Verwendung bei der Grünglasherstellung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verwendung von Zementofen-Elektrofilterstaub zum teilweisen Ersatz von Soda und Gips oder Kalkstein in Gemengen zur Herstellung von Glas.