DE19955946A1 - Production of glass comprises adding lime obtained from carbonate-containing water to a glass melt - Google Patents
Production of glass comprises adding lime obtained from carbonate-containing water to a glass meltInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Glas bei dem einer Glasschmelze Kalk zugesetzt wird.The invention relates to a method for producing glass in which one Lime is added to the glass melt.
Bei der Glasherstellung werden der Glasschmelze üblicherweise neben Sand, z. B. Quarzsand weitere Komponenten zugefügt, wie Scherben aus dem Recycling, Soda, Nephelin und Kalk. Der Kalk wird gewöhnlich aus natürlichen Lagerstätten abgebaut und kann Verunreinigungen, z. B. Eisen-Verbindungen oder andere Metall-Verbindungen enthalten, welche Verfärbungen im Glas hervorrufen können und daher die Glasqualität beeinflussen. Je nach Grad des Eisengehalts wird der Kalk dann für Weißglas oder für Farbglas eingesetzt. Eisenreicher Kalk ist nur für Farbglas geeignet.In glass production, the glass melt is usually next to sand, e.g. B. Quartz sand added other components, such as fragments from recycling, soda, Nepheline and lime. The lime is usually mined from natural deposits and can contaminants, e.g. B. iron compounds or other metal compounds contain which discoloration can cause in the glass and therefore the glass quality influence. Depending on the degree of iron content, the lime is then used for white glass or for Colored glass used. Lime rich in iron is only suitable for colored glass.
Vor dem Einbringen des natürlichen Kalks in die Glasschmelze muß dieser aufbereitet und gemahlen werden. Das ist aufwendig und teuer.Before the natural lime is introduced into the glass melt, it must be processed and be ground. This is complex and expensive.
Natürlicher Kalk hat ein großes Kornband, d. h. die Korngrößen reichen von 60 Mikrometer bis 5 Milimeter Durchmesser. Dies kann zu Problemen führen. Der Feinanteil mit einer Korngröße von unter 150 Mikrometer verursacht eine Verstaubung im Gemengetransport. Außerdem können bei regenerativ beheizten Glaswannen die Regeneratorkammern verstauben. Solche Regeneratorkammern bestehen aus feuerfestem Material. Durch den Staub können unerwünschte Reaktionen hervorgerufen werden, wodurch das feuerfeste Material langfristig geschädigt wird.Natural lime has a large grain band, i.e. H. the grain sizes range from 60 Micrometers up to 5 millimeters in diameter. This can cause problems. The Fine particles with a grain size of less than 150 microns cause dust in batch transport. In addition, with regeneratively heated glass tubs Dust the regenerator chambers. Such regenerator chambers are made of fireproof Material. Dust can cause unwanted reactions which will damage the refractory material in the long term.
Zu große Korngrößen (Überkorn über 2 mm) können zu Einschlüssen im Glasprodukt führen. Dadurch wird die Glasqualität verschlechtert.Grain sizes that are too large (oversize grain over 2 mm) can lead to inclusions in the glass product to lead. This deteriorates the glass quality.
Es ist bekannt, daß Kalk, der bei der Wasserenthärtung von Kühlwasser für Kraftwerke anfällt, für die Verwendung in der Bauindustrie zu Kalkmehl vermahlen wird. Es ist weiterhin bekannt, diesen Kalk zur Kalkung von Waldboden oder als Zusatz von Futtermitteln zu verwenden.It is known that lime is used in the water softening of cooling water for power plants is ground to lime powder for use in the construction industry. It is further known this lime for liming forest soil or as an addition of To use feed.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Glas zu schaffen, bei dem der Kalk weniger Verunreinigungen aufweist. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, das Verfahren wirtschaftlicher und umweltfreundlicher zu machen. Es ist schließlich auch Aufgabe der Erfindung die Glasqualität zu verbessern.It is an object of the invention to provide a method for producing glass in the lime has fewer impurities. It is still the job of Invention to make the process more economical and environmentally friendly. It is Finally, the object of the invention to improve the glass quality.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der verwendete Kalk aus karbonathaltigem Wasser gewonnen wird. Derartiger Kalk enthält erfahrungsgemäß weniger Verunreinigungen und stellt normalerweise ein Abfallprodukt dar, welches entsorgt werden muß. Dadurch lassen sich die Kosten für den Kalkzusatz verringern. Zudem kann dieser Kalk bereits in Form von Kugeln oder dergleichen anfallen, so daß er nicht weiter zerkleinert werden muß, bzw. eine Zerkleinerung nur in geringerem Umfang vorgenommen werden muß.According to the invention the object is achieved in that the lime used carbonate water is obtained. Experience has shown that such lime contains less pollution and is usually a waste product which must be disposed of. This can reduce the cost of adding lime. In addition, this lime can already occur in the form of balls or the like, so that it no further shredding, or shredding only to a lesser extent must be made.
Der Kalk aus der Wasserenthärtung von Kühlwasser in Kraftwerken ist als Zusatz bei der Glasherstellung besonders gut geeignet. In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung liegt der Kalk in Form von kugelförmigen Kalziumcarbonaten vor und enthält vorzugsweise Silizium-Impfkeime oder Karbonatkeime, mit denen die Kristallbildung angeregt wurde.The lime from the water softening of cooling water in power plants is an additive to Glass production particularly well suited. In a special embodiment of the Invention, the lime is in the form of spherical calcium carbonates and contains preferably silicon seeds or carbonate seeds with which the crystal formation was stimulated.
Diese Kalziumcarbonate werden vorzugsweise in einem Reaktionsturm nach den
folgenden Verfahrensschritten hergestellt:
These calcium carbonates are preferably produced in a reaction tower according to the following process steps:
- a) Einbringen von Silizium-Impfkeimen in einen Reaktionsturma) Introducing silicon inoculants into a reaction tower
- b) Anzüchten von Karbonat mittels Kalkmilch, vorzugsweise bei einem pH-Wert von 8,5b) Growing carbonate using lime milk, preferably at a pH of 8.5
- c) Entkarbonatisierung des Wassers bei Volllast des Systems, vorzugsweise über einen Zeitraum von etwa 6 Wochen undc) decarbonation of the water at full load of the system, preferably over a period of about 6 weeks and
- d) Entleerung des Reaktionsturms nach Reaktionsende, das vorzugsweise durch das Erscheinen einer Trübung des Wassers definiert wird.d) emptying the reaction tower after the end of the reaction, preferably by the Appearance of a turbidity of the water is defined.
Dabei wird mit Kalkmilch eine stark karbonathaltige Lösung oder Dispersion bezeichnet.Lime milk is a carbonate solution or dispersion.
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnet:A preferred embodiment is described below with reference to FIG attached drawings explained in more detail. In the drawings:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Verfahrensablaufs bei der Herstellung von Reaktorkorn Fig. 1 is a schematic representation of the process flow in the manufacture of reactor grain
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Verfahrensablaufs bei der Glasherstellung Fig. 2 is a schematic representation of the process flow in glass production
Fig. 3 einen Schnitt durch eine im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Kalkkugel Fig. 3 shows a section through a lime ball used in the method according to the invention
Fig. 4 ein Gasprofil für Weißglas, wobei der H2O-Gehalt im Argon über die Temperatur aufgetragen wurde Fig. 4 is a gas profile for white glass, the H2O content was plotted in argon, the temperature
Fig. 5 ein Gasprofil für Weißglas, wobei der SO2-Gehalt im Argon über die Temperatur aufgetragen wurde Fig. 5 is a gas profile for white glass, wherein the SO2 content was plotted in argon, the temperature
Fig. 6 ein Gasprofil für Weißglas, wobei der CO-Gehalt im Argon über die Temperatur aufgetragen wurde Fig. 6 is a gas profile for white glass, wherein the CO content was plotted in argon, the temperature
Fig. 7 ein Gasprofil für Weißglas, wobei der O2-Gehalt im Argon über die Temperatur aufgetragen wurde Fig. 7 is a gas profile for white glass, wherein the O2 content in the argon was plotted over the temperature
Fig. 8 ein Gasprofil für Grünglas, wobei der H2O-Gehalt im Argon über die Temperatur aufgetragen wurde Fig. 8 is a gas profile for green glass, the H2O content in the argon was plotted over the temperature
Fig. 9 ein Gasprofil für Grünglas, wobei der SO2-Gehalt im Argon über die Temperatur aufgetragen wurde Fig. 9 is a gas profile for green glass, wherein the SO2 content was plotted in argon, the temperature
Fig. 10 ein Gasprofil für Grünglas, wobei der CO-Gehalt im Argon über die Temperatur aufgetragen wurde Fig. 10 is a gas profile for green glass, in which the CO content has been applied in the argon, the temperature
Fig. 11 ein Gasprofil für Grünglas, wobei der O2-Gehalt im Argon über die Temperatur aufgetragen wurde Fig. 11 is a gas profile for green glass, the O2 content was plotted in argon, the temperature
In Fig. 1 ist mit 10 ein Reaktionsturm bezeichnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Reaktionsturm bis zu 17 m hoch und hat einen Durchmesser von etwa 3 m. Zur Wasserenthärtung von Kühlwasser für Kraftwerke wird zunächst Quarzsand in den Reaktionsturm eingefüllt. Der Quarzsand hat eine Korngröße, die kleiner als 320 Mikrometer im Durchmesser ist. In Fig. 1, 10 denotes a reaction tower. In the present exemplary embodiment, the reaction tower is up to 17 m high and has a diameter of approximately 3 m. To soften the cooling water for power plants, quartz sand is first poured into the reaction tower. The quartz sand has a grain size that is smaller than 320 micrometers in diameter.
Im einem nächsten Verfahrensschritt wird Kalkmilch in den Reaktionsturm eingefüllt und ein pH-Wert von 8,5 eingestellt. Damit kann das Karbonat angezüchtet werden. Nach dem Anzüchten, d. h. nachdem ausreichend Kristallkeime gebildet sind, geht das System auf Volllast und erzeugt in ca. sechs Wochen das Reaktorkorn. Bei vollständiger Enthärtung des Wassers zeigt sich eine Trübung des Wassers und das Ende des Enthärtungsprozesses ist erreicht.In the next process step, milk of lime is poured into the reaction tower and adjusted to pH 8.5. This enables the carbonate to be grown. To growing, d. H. after sufficient crystal nuclei are formed, the system goes at full load and produces the reactor grain in about six weeks. With complete Softening of the water shows a turbidity of the water and the end of the The softening process has been reached.
Die Kalziumkarbonat-Kristalle, die sich gebildet haben, liegen dann als kugelförmige Kalzium-Karbonate (Reaktorkorn) vor. Ein solcher Kristall 12 ist in Fig. 3 gezeigt. Ein Impf-Sandkorn aus Quarzsand 14 mit einem Durchmesser von etwa 320 Mikrometer befindet sich im Zentrum. Die nach oben beschriebenen Verfahren hergestellten Kugeln 12 sind beige bis gelber Farbe. Sie sind rund und weisen eine glatte Oberfläche auf. Sie haben einen Durchmesser zwischen 0,8 mm bis 1,4 mm und bestehen zu 99% aus CaCO3. Lediglich ein geringer Rest an Kieselsäure ist noch mit einem Anteil unter ein Prozent vorhanden. Die mittlere Feuchte der so hergestellten Kugeln liegt bei etwa 2%. Er ist dann auch rieselfähig.The calcium carbonate crystals that have formed are then in the form of spherical calcium carbonates (reactor grain). Such a crystal 12 is shown in FIG. 3. A seed sand grain made of quartz sand 14 with a diameter of approximately 320 micrometers is located in the center. The balls 12 produced according to the method described above are beige to yellow in color. They are round and have a smooth surface. They have a diameter between 0.8 mm and 1.4 mm and consist of 99% CaCO 3 . Only a small amount of silica remains with a share of less than one percent. The average moisture of the balls produced in this way is about 2%. Then it is free-flowing.
Die Metalloxidkonzentrationen sind gering im Vergleich zu natürlichen Kalksteinen, wodurch eine höherwertige Qualität erreicht wird. Insbesondere die Konzentration an störendem Eisenoxid Fe2O3 ist gegenüber natürlichen Kalksteinen erheblich verringert. Eine gesundheitlich bedenkliche Schwermetallkonzentration wird nicht erreicht.The metal oxide concentrations are low compared to natural limestones, which results in higher quality. In particular, the concentration of troublesome iron oxide Fe 2 O 3 is considerably reduced compared to natural limestones. A heavy metal concentration that is harmful to health is not achieved.
Normalerweise müsste das Reaktorkorn, der bei der Wasserenthärtung entsteht entsorgt werden. Die Wiederverwertung führt also neben der Verbesserung der Qualität des Glases zu erheblichen Kosteneinsparungen. Außerdem werden die Deponien durch entlastet.Normally, the reactor grain that occurs during water softening should be disposed of become. Recycling therefore leads to an improvement in the quality of the Glases at considerable cost savings. In addition, the landfills are through relieved.
Ist die Enthärtung des Wassers abgeschlossen, so kann das Reaktorkorn aus dem Reaktionsturm 10 entfernt werden und zum Ort der Glasherstellung 16 (Fig. 2) transportiert werden. When the softening of the water is complete, the reactor grain can be removed from the reaction tower 10 and transported to the location of the glass production 16 ( FIG. 2).
Bei der Glasherstellung, die in Fig. 2 schematisch dargestellt ist, wird das Reaktorkorn zunächst pneumatisch in ein Rohstoffsilo 18 entladen. Im Gegensatz zu abgebauten Kalk braucht das Reaktorkorn nicht mehr zerkleinert und aufbereitet werden, sondern kann unmittelbar weiter verwendet werden.In the manufacture of glass, which is shown schematically in FIG. 2, the reactor grain is first discharged pneumatically into a raw material silo 18 . In contrast to degraded lime, the reactor grain no longer needs to be shredded and processed, but can be used immediately.
Die anderen Rohstoffe Sand (SiO2), Soda (NaCO3), Nephelin (Tonerderohstoff aus 50%- 60% SiO2, 20-25%Al2O3 und Alkalien K2O, Na2O) etc. befinden sich in weiteren Silos 20, 22 und 24. Die Rohstoffe werden mittels Dosiereinrichtungen 26, 28, 30 und 32 und Waagen 34, 36, 38 und 40 nach einer vorgegebenen Rezeptur in einen Rohstoffmischer 42 eingebracht und gemischt.The other raw materials sand (SiO 2 ), soda (NaCO 3 ), nepheline (alumina raw material from 50% - 60% SiO 2 , 20-25% Al 2 O 3 and alkalis K 2 O, Na 2 O) etc. are in other silos 20 , 22 and 24 . The raw materials are introduced and mixed into a raw material mixer 42 by means of metering devices 26 , 28 , 30 and 32 and scales 34 , 36 , 38 and 40 according to a predetermined recipe.
Die so aufbereitete Rohstoffmischung wird dann in üblicher Weise zur Glasschmelzwanne 44 transportiert, wo die Schmelze hergestellt wird. In der Produktion 46 wird das Glas dann weiterverarbeitet. Dabei hat sich gezeigt, daß das Material ein zu natürlichen Kalken gleiches Aufschmelzverhalten aufweist. Eine Bildung von Glaseinschlüssen beim Aufschmelzen ist nicht zu erkennen. Daher kann Reaktorkorn den bisher eingesetzten Kalk vollständig ersetzen, ohne daß sich Qualitätseinbußen ergeben. The raw material mixture thus prepared is then transported in a conventional manner to the glass melting tank 44 , where the melt is produced. The glass is then further processed in production 46 . It has been shown that the material has the same melting behavior as natural liming. A formation of glass inclusions during melting cannot be seen. Therefore, reactor grain can completely replace the previously used lime without sacrificing quality.
Ein Beispiel für eine Glaszusammensetzung und die dazu eingesetzten Rohstoffe sind in
folgender Tabelle aufgelistet:
An example of a glass composition and the raw materials used are listed in the following table:
Dabei kann das Reaktorkorn auch für den gesamten Kalkanteil eingesetzt werden.The reactor grain can also be used for the entire lime content.
In Fig. 4 bis 7 sind Gasprofile für Weißglas und in Fig. 8 bis 11 für Grünglas gezeigt. Man sieht deutlich zwei Peaks in allen Figuren. Die ersten Peaks 50, 52, 54, 56, 58, 60 und 62 entstehen bei ca. 800 Grad. Diese Peaks entstehen aufgrund des Zerfalls des Reaktorkorns. Die anderen Peaks 64, 66, 68, 70, 72, und 74 liegen bei etwa 850 Grad. Diese entstehen beim Zerfall des Dolomits (CaMg CO3), der ebenfalls in der Probe befindlich ist. In Figs. 4 to 7 Gas profiles for white glass and are in Fig. Shown 8 to 11 for green glass. You can clearly see two peaks in all figures. The first peaks 50 , 52 , 54 , 56 , 58 , 60 and 62 arise at approximately 800 degrees. These peaks result from the decay of the reactor grain. The other peaks 64 , 66 , 68 , 70 , 72 , and 74 are around 850 degrees. These arise when the dolomite (CaMg CO3) decays, which is also in the sample.
Man sieht deutlich, daß die jeweiligen Reaktorkorn-Peaks und Dolomit-Peaks zwischen 600°C und 1000°C liegen. Natürlicher Kalkstein hat keinen diskreten Schmelzpunkt und zerfällt ab 600°C. Dolomit hat ebenfalls keinen diskreten Schmelzpunkt und zerfällt bei ca. 1000°C. Die Lage des Reaktorkorn-Peaks ist identisch mit der Lage des Peaks eines natürlichen Kalksteins. Das Reaktorkorn zeigt demnach hervorragende Eigenschaften als Zusatz in der Glasschmelze.It can clearly be seen that the respective reactor grain peaks and dolomite peaks between 600 ° C and 1000 ° C. Natural limestone has no discrete melting point and disintegrates from 600 ° C. Dolomite also has no discrete melting point and disintegrates approx. 1000 ° C. The location of the reactor grain peak is identical to the location of the peak one natural limestone. The reactor grain therefore shows excellent properties as Addition in the glass melt.
Claims (9)
- a) Einbringen von Silizium-Impfkeimen in den Reaktionsturm,
- b) Anzüchten von Karbonat mittels Kalkmilch,
- c) Entkarbonatisieren des Wassers bei Volllast des Systems, und
- d) Entleeren des Reaktionsturms nach Reaktionsende.
- a) introducing silicon inoculants into the reaction tower,
- b) growing carbonate using lime milk,
- c) decarbonating the water at full load of the system, and
- d) emptying the reaction tower after the end of the reaction.
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE4421059A1 (en) * | 1994-06-16 | 1995-12-21 | Johannes Peine | Industrial gas emission cleaning |
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1999
- 1999-11-19 DE DE1999155946 patent/DE19955946C2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE4421059A1 (en) * | 1994-06-16 | 1995-12-21 | Johannes Peine | Industrial gas emission cleaning |
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