AT365546B

AT365546B - Verfahren zum laeutern von glas

Info

Publication number: AT365546B
Application number: AT0534179A
Authority: AT
Original assignee: Horina Karl Heinz Dr Ing
Priority date: 1979-08-03
Filing date: 1979-08-03
Publication date: 1982-01-25
Also published as: ATA534179A

Description


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   Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zum Läutern von Glas, bei welchem es möglich ist, einen Abfallstoff, der bisher infolge seiner Giftigkeit auf Sondermülldeponien abgelagert werden musste, umweltfreundlich und nutzbringend einzusetzen. 



   Das erfindungsgemässe neue Läuterungsverfahren ist anwendbar für glaserzeugende Betriebe, insbesondere Kristall- und Bleikristallglashersteller, die geschliffene Gläser mittels FlusssäureSchwefelsäure-Gemischen polieren. Andere glaserzeugende Betriebe können das erfindungsgemässe Läuterungsverfahren selbstverständlich ebenfalls einsetzen, wenn sie das Rohmaterial von solchen Fabriken beziehen, bei denen es beim Polieren der geschliffenen Gläser anfällt. 



   Die Erfindung bringt Vorteile in zweierlei Hinsicht : Erstens ist es erfindungsgemäss erstmals möglich, den umweltbelastenden   Abfallstoff"Neutralisationsschlamm",   wie er beim heute überwiegend üblichen Verfahren des Polierens von Schliffgläsern mit einem   Fluorwasserstoffsäure- Schwe-   felsäure-Gemisch zwangsläufig anfällt, restlos und schadensfrei zu beseitigen. Der zweite Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens liegt darin, dass dadurch ein Läuterungsverfahren geschaffen wird, welches einen wesentlichen technischen Fortschritt gegenüber den derzeit angewendeten Verfahren darstellt, indem es die Probleme der letzteren vermeidet. 



   Nach dem heutigen Stande der Technik erfolgt das Polieren von geschliffenen Artikeln aus Kristall- oder Bleikristallglas überwiegend mittels Bädern aus Fluorwasserstoffsäure oder Schwefelsäure, diese entweder getrennt zum wechselnden Eintauchen oder als Gemisch. Diese Säurebäder werden nach mehrfachem Gebrauch durch Verdünnung mit Waschwasser, Anreicherung mit aus dem Glas abgetragenen Stoffen und Verluste an HF unbrauchbar (Zeitschr."Sprechsaal"Coburg 1973 Nr. 10/12/15/16/17, J. C. Kausch,"Die Säurepolitur von Kristallglas"). Sie müssen dann in Auffangbecken geleitet und darin mit   Calciumhydroxyd   neutralisiert werden. Der entstehende dünne Schlamm oder die durch Pressen eingedickten Brocken können anschliessend nur auf Sondermülldeponien abgelagert werden.

   Es ist jedoch selbst auch diese Handhabung heute bereits umstritten, da die Gehalte von wenig PbO und zirka 9% F, bezogen auf die Trockensubstanz, Grundwasserverunreinigungen befürchten lassen. Die übrigen Bestandteile sind im Mittel etwa 40% Sulfat (als S03 berechnet, aus dem Hauptanteil der Poliersäure herrührend), 41%   Calciumoxyd   (vom Neutralisationsmittel her) und etwa 10% frühere Glasbestandteile (PbO, SiOz,   AlzOs,   Alkalien usw.). 



   Läuterungsmittel sollen die in einer Glasschmelze zwangsläufig vorhandenen Bläschen zum Aufsteigen bringen. Deren Auftriebsgeschwindigkeit wird nämlich allein von der Temperatur der Schmelze her nicht ausreichend erhöht, da die Viskosität des Glases nicht unter 30 bis 40 Poise abfällt. Daher soll das Läuterungsmittel möglichst erst bei den höchsten Temperaturen der Glas- 
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   Mchn. 1957, Kitaigorodski "Technologie2. 3 "Läuterung").    



   Als Läuterungsmittel sind bisher bekannt : a) Sauerstoffabgebende Stoffkombinationen, bevorzugt Kalium-oder Natriumnitrat zusammen mit Arsentrioxyd oder Antimontrioxyd. Dabei entwickelt die Nitratkomponente durch ihren Zerfall zwischen 800 und 1100 K freien Sauerstoff, der vom Arsen- bzw. Antimontrioxyd unter Bildung des Pentoxyds aufgenommen werden soll. Bei etwa 1550   l   beginnt dann das   Arsen- (Antimon-)-Pent-   oxyd mit Sauerstoffabgabe unter Rückbildung zum Trioxyd. Diese Sauerstoffmengen bewirken bei ihrem Aufsteigen die "chemische Glasläuterung", insbesondere von   Kristall- (Bleikristall) -Gläsern.   b) Natriumsulfat, bevorzugt eingesetzt bei Massengläsern, schmilzt bei 1157 K und reagiert mit dem Sand ab etwa 1250 K, wobei es Schwefeltrioxyd abgibt.

   Dieses läutert zum Teil in unzersetzter Form oder spaltet sich - besonders bei hohen Temperaturen-in Schwefeldioxyd und Sauerstoff, die dann ihrerseits die Läuterungsaufgaben übernehmen. c) Bariumsulfat wird sehr selten für bariumoxydhaltige Gläser verwendet. d) Chloride und Fluoride werden nicht als alleinige, sondern nur als zusätzliche Läuterungsmittel zu a) oder b) eingesetzt, da ihre diesbezügliche Wirkung schwächer ist und sich grössere Zusätze wegen Trübung des Glases verbieten. e) Ammoniumsalze werden wegen ihrer zu frühen Dissoziation auch nur (sehr selten) zusätzlich eingesetzt. 



   (Springer-Verlag 1959,   Jebsen-Marwedel"Glastechnische Fabrikationsfehler", Kap. IV,     Abs. 4. 2,"Chemische Läuterung")    

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 findungsgemässen Materials ausgehend, ergeben sich (bei Vernachlässigung des letztgenannten, nur die Glasmenge, aber nicht die Glaszusammensetzung verändernden Anteiles) als "Glasfaktoren" für die Aufstellung der Gemengesätze   : 0, 26 CaO, 0, 13 CaF2   und   0, 09 SO3.   (Dabei wurde aus Erfahrungswerten ein Verlust von etwa 75% beim   S03   und ein solcher von 8% beim F angenommen.)
1.

   Herstellung (mit erfindungsgemässer Läuterung) eines Kristallglases (bleifrei) mittels Ha- fenofenschmelze (Gemengesatz und resultierende Zusammensetzung) : 
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<tb> 
<tb> 75 <SEP> kg <SEP> Quarzsand <SEP> 73,42% <SEP> sis2 <SEP> 
<tb> 9 <SEP> kg <SEP> Kalkstein <SEP> 5, <SEP> 21% <SEP> CaO <SEP> 
<tb> 6 <SEP> kg <SEP> Bariumkarbonat <SEP> 4, <SEP> 57% <SEP> BaO <SEP> 
<tb> 15 <SEP> kg <SEP> Pottasche <SEP> calc. <SEP> 9,81% <SEP> ko <SEP> 
<tb> 9 <SEP> kg <SEP> Soda <SEP> calc. <SEP> schwer <SEP> 5, <SEP> 53% <SEP> Na, <SEP> 0 <SEP> 
<tb> 1, <SEP> 5 <SEP> kg <SEP> Borax <SEP> calc. <SEP> 0, <SEP> 96% <SEP> B203
<tb> 0, <SEP> 2 <SEP> kg <SEP> Antimontrioxyd <SEP> 0, <SEP> 19% <SEP> Sb. <SEP> 03 <SEP> 
<tb> 1, <SEP> 4 <SEP> kg <SEP> erfindungsgemäss <SEP> eingesetztes <SEP> Material <SEP> 0, <SEP> 18% <SEP> CaF. <SEP> 
<tb> 



  0,13% <SEP> SO3
<tb> 
 2. Herstellung (mit erfindungsgemässer Läuterung) eines Bleikristallglases (24%) mittels Ha- fenofenschmelze (Gemengesatz und resultierende Glaszusammensetzung) : 
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<tb> 
<tb> 100 <SEP> kg <SEP> Quarzsand <SEP> 59, <SEP> 26% <SEP> SiOa <SEP> 
<tb> 43 <SEP> kg <SEP> Mennige <SEP> rein <SEP> 24, <SEP> 94% <SEP> PbO <SEP> 
<tb> 23 <SEP> kg <SEP> Pottasche <SEP> calc. <SEP> 9, <SEP> 11% <SEP> K20 <SEP> 
<tb> 15 <SEP> kg <SEP> Soda <SEP> calc. <SEP> schwer <SEP> 5, <SEP> 15% <SEP> Na <SEP> O
<tb> 3 <SEP> kg <SEP> Kalkstein <SEP> 1,24% <SEP> CaO
<tb> 0, <SEP> 2 <SEP> kg <SEP> Arsentrioxyd <SEP> 0, <SEP> 08% <SEP> As203 <SEP> 
<tb> 1, <SEP> 7 <SEP> kg <SEP> erfindungsgemäss <SEP> eingesetztes <SEP> Material <SEP> 0, <SEP> 13% <SEP> CaF2 <SEP> 
<tb> 0.

   <SEP> 09% <SEP> SO, <SEP> 
<tb> 
 
In beiden genannten Ausführungsbeispielen kann bei Bedarf (höherem Anfall) zusätzlich erfindungsgemäss verwendbares Material eingesetzt werden, wobei im Austausch jeweils die halbe Menge von Kalkstein wegzulassen ist. 



   3. Herstellung eines maschinell geformten Kristallglases (bleifrei) in einem Glaswannenofen (berechnet für einen 1-Tonnen-Mischer) (Gemengesatz und resultierende Glaszusammenset- zung) : 
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<tb> 
<tb> 590 <SEP> kg <SEP> Quarzsand <SEP> 70, <SEP> 05% <SEP> sis, <SEP> 
<tb> 13 <SEP> kg <SEP> Tonerdehydrat <SEP> 1,02% <SEP> A103
<tb> 12 <SEP> kg <SEP> Borax <SEP> calc. <SEP> 0, <SEP> 93% <SEP> B. <SEP> 03 <SEP> 
<tb> 170 <SEP> kg <SEP> Soda <SEP> calc. <SEP> leicht <SEP> 11, <SEP> 55% <SEP> Na2O <SEP> 
<tb> 50 <SEP> kg <SEP> Pottasche <SEP> calc. <SEP> 3, <SEP> 97% <SEP> K20 <SEP> 
<tb> 70 <SEP> kg <SEP> Bariumkarbonat <SEP> 6, <SEP> 47% <SEP> BaO
<tb> 65 <SEP> kg <SEP> Kalkstein <SEP> 5, <SEP> 37% <SEP> CaO <SEP> 
<tb> 17 <SEP> kg <SEP> erfindungsgemäss <SEP> eingesetztes <SEP> Material <SEP> 0, <SEP> 26% <SEP> CaF. <SEP> 
<tb> 



  13 <SEP> kg <SEP> Alabastergips <SEP> 0, <SEP> 38% <SEP> SO <SEP> a <SEP> 
<tb> 
 4. Herstellung eines Flachglases (Tafel- oder Spiegelglas) mit einem maximalen Anteil an erfindungsgemäss eingesetztem Material, wie er sich nur in einer Wannenofenschmelze ver- arbeiten lässt. Dazu theoretisch resultierende Glaszusammensetzung.

   (Gemengesatz berechnet für einen   1000-kg-Mischer,)   
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<tb> 
<tb> 540 <SEP> kg <SEP> Quarzsand <SEP> trocken <SEP> 70, <SEP> 62% <SEP> SiOa <SEP> 
<tb> 40 <SEP> kg <SEP> Feldspat <SEP> (orthoklasreich) <SEP> 1,01% <SEP> Al203 <SEP> 
<tb> 
 

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<tb> 
<tb> 200 <SEP> kg <SEP> Soda <SEP> calc. <SEP> leicht <SEP> 13, <SEP> 94% <SEP> Na <SEP> O
<tb> 30 <SEP> kg <SEP> Kalkstein <SEP> 0,52% <SEP> K2O
<tb> 130 <SEP> kg <SEP> Dolomit <SEP> 8, <SEP> 91% <SEP> CaO <SEP> 
<tb> 60 <SEP> kg <SEP> erfindungsgemäss <SEP> eingesetztes <SEP> Material <SEP> 3, <SEP> 35% <SEP> MgO <SEP> 
<tb> 0,97% <SEP> CaF2
<tb> 0, <SEP> 68% <SEP> SOa <SEP> 
<tb> 
 5.

   Herstellung eines blei-, barium- und arsenfreien Kristallglases mit relativ geringem, aber gerade noch für die alleinige Läuterung ausreichendem Anteil an erfindungsgemäss einge- 
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<tb> 
<tb> 100 <SEP> kg <SEP> Quarzsand <SEP> trocken <SEP> 77, <SEP> 40% <SEP> Si02 <SEP> 
<tb> 21 <SEP> kg <SEP> Pottasche <SEP> calc. <SEP> 10, <SEP> 86% <SEP> K20 <SEP> 
<tb> 8, <SEP> 5 <SEP> kg <SEP> Soda <SEP> calc. <SEP> schwer <SEP> 3, <SEP> 81% <SEP> Na20 <SEP> 
<tb> 17 <SEP> kg <SEP> Kalkstein <SEP> 7, <SEP> 62% <SEP> CaO <SEP> 
<tb> 1, <SEP> 8 <SEP> kg <SEP> erfindungsgemäss <SEP> eingesetztes <SEP> Material <SEP> 0, <SEP> 18% <SEP> CaF2 <SEP> 
<tb> 0, <SEP> 13% <SEP> SOB <SEP> 
<tb> 
 
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