DE1471844A1

DE1471844A1 - Verfahren zum Agglomerieren (Brikettieren) einer verglasbaren Charge und Erzeugnis daraus

Info

Publication number: DE1471844A1
Application number: DE19651471844
Authority: DE
Inventors: Andre Miche
Original assignee: Glaverbel Belgium SA
Current assignee: AGC Glass Europe SA
Priority date: 1964-07-24
Filing date: 1965-06-26
Publication date: 1969-10-09
Also published as: CH435580A; LU46611A1; AT254432B; DE1471844C3; US3451831A; FI45751C; GB1068396A; LU47308A1; DK111702B; DE1471844B2; BE662471A; NL6507547A; FI45751B; NL125342C

Description

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Aachen, den 23. Juni 1969.

« AÄbSSÄÄS Ät«i_eioh«„ P 14 71 844.6-45 Postfach 1369 . Telefon 50504? Mein Zeichen: P 11 612

GLAVEBBEL, Watermael-Boitsfort (Belgien)

Priorität aus den luxemburgischen Patentanmeldungen Nr. 46 611 vom 2^. Juli 1964 und 47 308 vom 7. November 1964

Verfahren zum Agglomerieren (Brikettieren) einer verglasbaren Charge und Erzeugnis daraus

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum· Agglomerieren (Brikettieren) einer verglasbaren Charge, die dazu bestimmt ist, in einem Ofen geschmolzen zu werden.

Es ist bekannt, daß das Glas erzeugt wird durch Schmel-· zen einer verglasbaren Charge, auch Komposition genannt, die aus mehreren Bestandteilen gebildet wird, wie z.B. Sand, Kalk, Dolomit, Feldspat, Alkalikarbonate usw.;

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diese werden zu Körnern verkleinert und innig aiteinander gemischt. Bei der Erhitzung und dea Schaelzen reagieren die Bestandteile der Mischung aiteinander und bilden das Glas. Man versteht, daß es zub Erhalt eines gleichmäßigen bzw. homogenen Produktes nötig ist, von Anfang an eine Mischung herzurichten, die so gleichmäßig wie aöglich ist, u» so aehr als das geschaolzene Glas nur eine schwache Tendenz zeigt, sich zu hoaogenisieren. Andererseits weiß man, daß die Körner in innige« Kontakt sein aüssen, daait die Bildungsuasetzungen sich abspielen und das Schaelzen rasch vollendet wird.

Um eine gleichaäßige und innige Mischung der Bestandteile zu erhalten, hat aan sehr wirksaae Mischer entwickelt; indessen verliert voa Ausgang aus diesen Apparaten an bis zua In-den-Ofen-geben die verglasbare Charge allaählieh die Hoaogenität, die sie in dea Mischgerät erhalten hat. Tatsächlich haben die Bestandteile voneinander ziealieh verschiedene Dichten und Kornabaessungen, derart, daß die Stöße, Schläge und Vibrationen, denen die Charge bei ihrea Transport auf Bändern oder ia Förderwagen unterworfen ist, die Neigung haben, vorzugsweise bestiaate Bestandteile in speziellen Zonen der Charge zu saaaeln.

Man hat verschiedene Verfahren vorgeschlagen, ua die Trennung der Bestandteile der verglasbaren Charge zu verhindern. Beispielsweise hat aan versucht, die Charge nach Beendigung der Mischung zu'brikettieren, indea aan. sie der Wirkung eines starken Druckes aussetzt, ua kleine Einheiten gleichaäßiger Zusaaaensetzung zu bilden, wie

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Körner bzw. Granulate, Plättchen, Kugeln oder Briketts bzw. Preßlinge. Man hat festgestellt, daß man beträchtliche Drücke in Gang setzen muß, um einen Zusammenhalt zu erzielen, der überdies ziemlich unsicher ist. Demzufolge ist dieses Verfahren aufwendig an Energie, und die benutzten Vorrichtungen unterliegen einer raschen Abnutzung wegen der abschleifenden Natur gewisser Bestandteile der Charge, wie des Sandes.

Um einen besseren Zusammenhalt der verglasbaren Charge zu bewirken und um die aufzubringenden Drücke zu vermindern, hat man auch vorgeschlagen, zur Charge ein Produkt zuzuiischen, das geeignet ist, als Bindemittel zwischen den Körnern zu dienen. Um die Hinzufügung schädlicher Elemente zu vermeiden, hat man daran gedacht,- hierzu alkalische Verbindungen zu benutzen, deren Gegenwart in der verglasbaren Charge meistens erforderlich ist; diese werden beispielsweise in Wasser aufgelöst und in dieser Form den Übrigen Bestandteilen zugesetzt. Die Lösung umhüllt die Körner und verbindet sie, sei es durch Trocknung oder durch eine sich daraus ergebende Rekristallisation der alkalischen Verbindung in Kombination mit dem Wasser, wie dies beispielsweise beim Natriumkarbonat der Fall ist. Diese Verfahren ergeben keine bedeutende Verbesserung, denn man weiß, daß die alkalischa Verbindungen selbst wenig mechanische Widerstandsfähigkeit haben, derart, daß sie nur eine schwache Verbindung zwischen den Körnern bewirken. Im übrigen schmelzen sie, wenn sie mit Wasser rekristallisiert sind, je nach den Umständen bei

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einer Temperatur zwischen 30° und 35⁰C, derart daß die verglasbare Charge ihren Zusammenhalt bei dieser Temperatur verliert. Daher eignet sie sich ?nient für eine Erwärmung vor dem In-den-Ofen-geben, was gewisse Maßnahmen zur Wärmewiedergewinnung ausschließt.

Gemäß der Erfindung werden die alkalischen Verbindungen der verglasbaren Charge wenigstens teilweise in Fora eines in Lösung gebrachten Hydroxyds zugesetzt, und es wird diese Charge in Berührung gebracht mit einer Atmosphäre, die wenigstens ein saures Gas enthält« Vorzugsweise verwendet man als Gas Kohlensäureanhydrid oder ein Anhydrid des Schwefels oder auch eine Mischung dieser Gase. Das aufgelöste Hydroxyd umhüllt die Teilchen der Bestandteile im Laufe der Mischung, was bereits eine gute Gleichmäßigkeit der Charge bewirkt, außerdem, wenn man letztere mit einem sauren Gas in Berührung bringt, verbindet sich dieses mit dem Hydroxyd, um das dem Alkalimetall entsprechende Salz zu bilden. Wenn es auch bekannt ist, in der Charge Alkalisalze zu benutzen, wie Karbonate und Sulfate, so hat man niemals festgestellt, daß diese den Zusammenhalt der Mischung fühlbar vergrößern. Demgegenüber prlaubt das erfindungsgemäße Verfahren den Erhalt von Elementen mit gutem Zusammenhalt und erhöhter mechanischer Widerstandsfähigkeit, Ohneyaiese k Erklärung irgendeine Beschränkung des Umfanges der Erfindung bilden kann, ist es vermutlich so, daß bei dem In-Berührung-bringen des sauren Gases mit dem in der Charge enthaltenen Alkalihydroxyd dieses auch mit anderen Bestandteilen reagiert, um so zwischen den Körnern eine

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Verbindung hoher mechanischer Widerstandsfähigkeit zu bilden·

Vorzugsweise enthält die Atmosphäre, mit der die verglasbare Charge in Berührung gebracht wird, wenigstens 2 bis 3 1° saures Gas. Dieser Gehalt ist ausreichend, damit die Reaktionen sich ziemlich rasch abspielen und eine gute Brikettierung der Komposition bewirken. Zweckmäßig verwendet man als Atmosphäre Verbrennungsgase, wie die Abgase eines Ofens. Biese enthalten immer gewisse saure Gase, die sich gut für die Anwendung des beschriebenen Verfahrens eignen. Außerdem enthalten sie oft eine Menge an Wärme, die nützlicherweise an die Charge abgegeben werden kann.

Zweckmäßig gibt man wenigstens 20 # der alkalischen Bestandteile in Form eines Hydroxyds zu, das man in die Charge in Form einer Lösung einführt, die vorzugsweise 25 $> Hydroxyd enthält. Man hat festgestellt, daß man gute Resultate erhält, wenn aan ziemlich konzentrierte Lösungen verwendet, obgleich man einen guten Zusammenhalt mit verdünnteren Lösungen erreichen kann.

Vorzugsweise wird die Charge, ehe man sie mit der mit saurem Gas angereicherten Atmosphäre in Berührung bringt, zu Elementen von verhältnismäßig kleinen Abmessungen geformt, wie Körner bzw. Granulate, Plättchen, Kugeln oder Briketts bzw. Preßlinge. Hierdurch erhält man eine Charge, die man sehr leicht handhaben und in den Ofen ge-

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ben kann; aan wählt die Fora der Eleaente entsprechend

den Einrichtungen-zur Handhabung und zua In-den-Ofengeben, wie sie yerwendet werden.

Die Erfindung wird weitergehend dargelegt an Hand der Beschreibung einiger Ausführungsforaen, die als Beispiele gegeben werden·

Untersuchungen über Brikettierung sind durchgeführt worden an einer yerglasbaren Charge, die bestiaat war, in einea Glasschmelzofen für die Herstellung τοπ Flachglas geschmolzen zu werden; sie enthielt

Sand:	735 kg
Doloait:	190 kg
Kalk:	40 kg
Feldspat:	10 kg
Natriuakarbonat:	175 kg
Natriuahydroxyd:	60 kg

Das Natriuahydroxyd wurde der Charge zugegeben, naehdea es in 120 Litern Wasser aufgelöst worden war. Man stellte dann eine Mischung der Materialien her, die aan zu Plättchen in einer geeigneten Presse geforat hat. Die so gebildeten Eleaente haben eine Dicke τοη 3 bis 5 aa und Abaessungen zwischen 5 und 10 ca. Die Plättchen sind dann in einen geschlossenen Behälter geschüttet worden, durch den aan einen Stroa τοη reinea Kohlensäureanhydrid ströabn Iießji4|ie Dauer der Berührung war ungefähr zwei Minuten.

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Han entnahm dann einige Proben aus der Charge, die mit de« Kohlensäureanhydrid in Berührung gebracht worden war, und unterwarf die Proben eine« TeSt auf Widerstandsfähigkeit. Hierin wurden die Plättchen auf ein Nornalsieb DII 12 gebracht, das «an vibrieren ließ; aan maß nach Yersckiedenen Zeitabschnitten den Bruchteil der Probe, der serspalten war und der durch das Sieb gefallen war.

Ia Mittel war der Bruchteil, der durch das Sieb gefallen.

. war, auf 2,1 jt angewachsen nach 5 Hinuten Siebung, auf 2,4 1· nach 10 Minuten und auf 2,6 t nach 15 Hinuten. Als Beispiel wurde damit yerglichen eine rerglasbare Charge, die durch dieselbe Presse gefönt worden war und von der die hergestellten Plättchen denselben Test unterworfen gewesen waren. Der Bruchteil, der nach 5_t 10 und 15 Minuten durch das Sieb gefallen war, war 77,6 Jt, 89 $ bzw. 92 Ji.

Es wurde auch eine rerglasbare Charge der folgenden Zusammensetzung Torbereitet:

Sand:	735 kg
Dolomit:	190 kg
Kalk:	40 kg
Feldspat:	10 kg
Vatriuakarbonat:	125 kg
Natriuahydrozyd:	100 kg
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Das Natriumhydroxyd ist der Charge zugegeben worden, nachdem es in 100 Litern Wasser aufgelöst worden ist; die Materialien wurden dann gemischt und mittels einer Presse zu Körnern gepreßt, die eine Abmessung von einigen Millimetern hatten Diese wurden dann in einen Behälter gebracht, durch welchen man einen Strom von Abgasen aus einen Glasschmelzofen strömen ließ, die folgende Zusammen setzung hatten:

15 f» Kohlensäureanhydrid 2,4 * Sauerstoff (O₂)

Q c- ^ Anhydrid der schwefligen Säure (SO₂) ' Anhydrid der Schwefelsäure (SO,)

Best Stickstoff (N₂)

Die Charge ist während 7.bis 8 Minuten mit diesen Abgasen in Berührung gebracht worden; sie wurde dann dem Test auf mechanische Widerstandsfähigkeit unterworfen, und man hat festgestellt, daß der Bruchteil, der durch das Sieb gefallen war, 1,4 #, 1,8 i> und 2,2 # nach 5, 10 bzw. 15 Minuten Siebung betrug.

Es wurde auch eine verglasbare Charge vorbereitet, die für die Herstellung von Bleikristall bestimmt war und ■ folgende Zusammensetzung hatte:

Sand: 735kg

Bleioxyd: 478 kg

Alkalikarbonat: 255 kg

Kaliumhydroxyd: 60 kg

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Das Kaliumhydroxyd ist der verglasbaren Charge zugefügt worden, nachdem es in 120 Litern Wasser aufgelöst worden war. Man hat die Materialien gemischt und anschließend zu Elementen τοη verhältnismäßig kleinen Abmessungen verpreßt. Sie sind danach einem Gasstrom ausgesetzt worden, der COp enthielt und mit dem man sie während ungefähr 10 Minuten in Berührung ließ· Sie wurden dann dem Test auf mechanische Widerstandsfähigkeit unterworfen. Der Anteil an Gruß, der durch das Sieb gefallen war nach 5, 10 und 15 Minuten belrug 2, 2,5 bzw. 2,8 #,

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine körnige Komposition zu erhalten, von der alle Elemente, einzeln genommen, in vollkommen gleichmäßiger Weise die Analyse des zu erzeugenden Glases wiedergeben. Sie konnten beispielsweise mit Lastförderwagen über verhältnismäßig große Entfernungen transportiert werden, ohne daß man eine wägbare Zerspaltung festgestellt hat.

Wegen eines innigeren Kontaktes der verschiedenen Bestandteile war das Schmelzen deutlich rascher und wirtschaftlicher als mit denselben Grundmaterialien, die nicht-brikettiert waren.

Man hat also, ohne zu der Anwendung hoher Drücke greifen zu müssen, eine verglasbare Charge verwirklicht, deren Homogenität und Zusammenhalt vollkommen gewährleistet wird.

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Han erkennt leicht, und die Erfahrung hat bestätigt, daß bei der Formung von Körnern bzw. Granulaten die diese zusaaaensetzenden Sleiente einander angenähert sind und daß sie wegen der Anwesenheit der Alkalilösung in innigeren Kontakt gebracht sind und daß die Hohlräume zwischen den Körnern stark Terringert sind, so daß sich daraus ein doppelter Vorteil ergibt:

- bessere Reaktion der Bestandteile untereinander zur Bildung der Preßstücke, die homogener, kompakter und widerstandsfähiger sind.

- bessere und raschere Senaelzreaktionen bei der Einführung der Materialien in den Ofen.

Schließlich sei darauf hingewiesen, daß die den Körnern verliehene Widerstandsfähigkeit im Gegensatz zu den bekannten Verfahren bis zua Augenblick der Einführung in den Ofen bestehen bleibt, welches auch ioaer die physikalischen oder chemischen Behandlungen und Handhabungen sein Bögen, denen die Koaposition unterworfen wird.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele, und aan verläßt nicht den Rannen der Erfindung, wenn nan Abwandlungen hineinbringt.

Alle Merkiale, die in der vorstehenden Beschreibung erwähnt sind, sollen, sofern der bekannte Stand der Technik dies zuläßt, für sich allein oder auch in beliebigen Kombinationen

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oder Teilkofflfeinationen als erfindungswesentlich angesehen werden, auch wenn sie in den Ansprüchen nicht enthalten sind.

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Claims

Patentansprüche

1) Verfahren zur Aufbereitung und Agglomerierung (Brikettierung) einer verglasbaren Charge, die bestimmt ist, in einem Ofen geschmolzen zu werden, dadurch gekennzeichnet, daß die alkalischen Verbindungen der verglasbaren Charge wenigstens teilweise in Form von in Lösung gebrachtem Hydroxyd beigegeben werden, und daß ■an die Charge in Berührung bringt mit einer Atmosphäre, die wenigstens ein saures Gas enthält.

2) Verfahren nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet, daß man als saures Gas Kohlensäureanhydrid verwendet.

3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als saures Gas ein Anhydrid des Schwefels verwendet.

4) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als saures Gas eine Mischung von Kohlensäureanhydrid und wenigstens einem Anhydrid des Schwefels verwendet.

5) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Atmosphäre wenigstens 2 bis 3 # saures Gas enthält.

6) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Atmosphäre,:, die wenigstens ein saures Gas enthält, Verbrennungsgase verwendet, wie die Abgase eines Ofens.

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7) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Charge wenigstens 20 # der alkalischen Bestandteile in Form eines Hydroxyds gibt.

8) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das aufgelöste Hydroxyd eines Alkalimetalls in Form einer Lösung zugibt, die wenigstens 25 # Hydroxyd ent~ hält.

9) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Charge, ehe man sie mit der mit saurem Gas angereicherten Atmosphäre in Berührung bringt, in die Form von Elementen mit verhältnismäßig kleinen Abmessungen bringt, wie Körner bzw. Granulate, Plättchen, Kugeln oder Briketts bzw. Preßlinge.

10)Verfahren zur Brikettierung einer verglasbaren Charge, im wesentlichen wie vorstehend beschrieben.

11)Vergla8bare Charge, die nach dem Verfahren eines der vorhergehenden Ansprüche brikettiert ist.