DE2161419A1 - Verfahren zur Herstellung eines Gemenges - Google Patents

Description

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1 Λ - 298

ASAIII GLASS COMPANY, LTD. , Tokyo , Japan

Varfahren zur Herstellung eines Gemenges

Die Hirfindung betrifft eine Verfahren zur Herstellung eines Gemenges für ein Silikatglas unter Verwendung einer Lösung von Natriumhydroxyd als Hauptquelle für das Natriumoxid, wobei die festen Glasrohstoffe in einen Mischer gegeben und mit der Lösung des Natriumlxydroxyds versetzt werden.

He rköniiil icherweise wird Natriumcarbonat als Hauptquelle für das Natriumoxid bei der Herstellung eines Gemenges zur Herstellung eines Silikatglases und insbesondere eines Soda-Kalkstein- oder Soda-Kalkstein-Magnesia-Silikatglases verwendet. Diese Glasarten werden in größtem industriellen Maßstab hergestellt.

ßs wurde ferner bereits vorgeschlagen, ein Gemenge unter Verwendung von Natriumhydroxyd anstelle von Soda oder Natriumcarbonat herzustellen. Zum Beispiel schlägt das US-Patent 3.5b2,53h ein Verfahren zum Driquettieren oder GranuLLoren eines nassen Gemenges vor, welches durch ilischen gee LyAiO ter Glasroii-stoffe und nachfolgenden Zumischen oitKT Natriumhydroxydlösuiig gewonnen wurde.

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Das US-Patent 3.5O3.790 beschreibt ein Verfahren zum Vorheizen von Quarzsand, worauf dieser mit der Natriumhydroxydlüsung versetzt und mit den anderen Glasrohmaterialien vermischt wird. Der Grund für diese Vorbehandlung ist darin zu sehen, daß das Gemenge leicht in Form einer Aufschlemmung anfällt und somit schwer zu handhaben ist, wenn die Natriumhydroxydlösung einfach den anderen Glasrohmaterialien zugemischt wird. Vena ferner ein Gemenge mit einem derart hohen Wassergehalt direkt in einen Glasschmelzofen gegeben wird, so werden die Schmelz- und Läuterungscharakteristika des Gemenges in merklichem Maße nachteilig beeinflusst, so daß ein derartiges Verfahren sich nicht für deu industriellen Maßstab eignet. Demgemäß wird bei den herkömmlichen Verfahren überschüssiges tiasser entfernt, um den Wassergehalt auf ein Maß einzustellen, welches für die Handhabung und für den SchmelzVorgang zuträglich ist.

Das herkömmliche Verfahren zum Driquettieren oder Granulieren eines Gemenges erfordert jedoch eine relativ groß dimensionierte Apparatur und ferner einen erheblichen Zeitaufwand für das Trocknen, Vorheizen oder Carbonieren des erhaltenen briquettierteη oder granulierten Produkts, Vom Standpunkt des Aufwandes hinsichtlich Apparatur und Zeit boten diese herkömmlichen Verfahren mannigfache industrielle Schwierigkeiten.. Ferner erfordert die Herstellung der Mischung durch Zugabe von Natriumhydroxydlösurig zu dem Quarzsand unter Herstellung eines Gemenges in nassem Zustand eine relativ groß dimensionierte Apparatur. Ferner bestehen die Nachteile, daß das Gemenge anbackt und daß sich ein pulvriges Produkt von Quarz und Natriumhydroxyd abscheidet.

Bs ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Hersteilung eines Gemenges zu schaffen, bei. dem Nafcriumhydroxydlösung als Hauptquelle für das Natriumoxid verwendet wird und welches hinsichtlich Apparatur und ZeLbdauer koines großen Aufwandes bedarf.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durcli ein Verfahren zur Herstellung eines Gemenges für ein Sililcatglas unter Verwendung einer Lösung von Natriumhydroxyd als Hauptquelle für das Natriumoxid gelöst, wobei die festen Glasrohstoffe in einen Mischer gegeben und mit der Lösung des Natriumhydroxyds versetzt werden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man den Mischer während des Mischvorgangs mit vorgeheiztem Glasbruch beschickt, um den größten Teil des Wassers während des Mischens zu verdampfen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird in das Glasgemenge ferner heißes Gas und insbesondere heißes Kohlendioxid enthaltendes Gas während des Mischvorgangs eingeleitet. Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß Glasbruch, als Wärmeübertragungsmedium und als Zerkleinerungsmittel verwendet wird. Der Glasbruch fällt in großen Mengen bei Glasverarbeitungsverfahreη und beim Glasschneiden von Glasscheiben in verarbeitenden Betrieben an. Derartiger Glasbruch wird gewöhnlich wieder als Rohmaterial verwendet. Das erfindungsgemäß hergestellte Gemenge ist sehr homogen und hat eine Teilchengrößenverteilung, welche sich für die Herstellung von hochwertigem Glas und insbesondere für die Herstellung von Glasscheiben eignet. Das Verfahren ist einfach und bedarf nur einer relativ klein dimensionierten Apparatur. Die Handhabung des Gemenges ist einfach und der Verlauf des Schmelz- und Läuterungsvorgangs ist gut.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Gemenges eignet sich insbesondere zur Herstellung von Soda-Kalkstein-Silikatglas oder Soda-Kalkstein-Magnesia-Silikatglas, Diese Glasarten werden hauptsächlich im industriellen Maßstab zur Herstellung von Glasscheiben oder Glasplatten und zur Herstellung von Glasgeschirr verwendet. Diese Art Glas enthält gewöhnlich IO bis 20 Gewichtsprozent Natriumoxid und liat im allgemeinen die folgende Zusammensetzung in

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Gewichtsprozent:

SiO₂ 50 - 75 ^

Al₂O₃ 0,1 - 10 io

CaO 5-15/3

MgO 0 - 8 io

Na₀O 10 - 20 io

K₂O ο - 3 io.

Zusätzlich zu diesen Komponenten können, falls erforderlich, fe geringe Mengen von Nebenbestandteilen, wie z, B. BaO, PbO, B„0„ oder LipO oder Farbzusätze, wie z. B. FepO„, CoO, Se, Cr_p0_ oder NiO oder Läuterungszusätze, wie z. B. As_p0„

oder F zugegen sein.

Als Hauptquelle für das SiO₂ wird Quarzsand verwendet. Feldspat kann als Hauptquelle für das Α1_ρ0~ eingesetzt werden. Als Quelle für CaO und/oder MgO kann Kalkstein (Kaliumcarbonat) und/oder Dolomit (Magnesium-Kalzium-Carbonat) verwendet werden. Als Quelle für das Na₃O dient herkömmlicherweise Natriumcarbonat und ein Teil des Natriumcarbonats, gewöhnlich 3 - 15 /°» bezogen auf Na₃O, kann durch Natriumsulfat ersetzt sein, welches zum Läutern des Glases W zugesetzt wird. Diese festen Glasrohstoffe werden in vorbestimmter Menge entsprechend der endgültigen Glaszusammensetzung vermischt und verarbeitet, Erfindungsgexnäß wird u.U. fast die gesamte Menge des Na_?0 des Glases in Form von Natriumhydroxydlösung bereitgestellt. Es ist jedoch bevorzugt, nur das Natriumcarbonat durch Natriumhydroxydlösung zu ersetzen. Das Natriumcarbonat sollte in einer Menge durch Natriumhydroxydlösung ersetzt werden, welche für praktische Zwecke 30 /° übersteigt und vorzugsweise 50 - 100 ^rf<> beträgt. Eine weitere Quelle für Na₂O ist z. B. Natriumsulfat. Dieses kann, falls erwünscht, ebenfalls durch Natriumhydroxydlösung ersetzt werden.

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Die Konzentration der Natriumhydroxydlösung kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gewöhnlich 30 - 75 Gewichtsprozent betragen. Falls die Konzentration geringer als 30 ^c/o ist, so wird eine zu große Menge Wasser in das Gemenge eingeführt und es ist schwierig, das Wasser während des Mischvorgangs zu variampfen. Falls andererseits die Konzentration über 75 $ liegt, so erhöht sich die Korrosion der Apparatur durch die Lösung und der Gefrierpunkt liegt höher als Zimmertemperatur, so daß die Handhabung der Lösung unbequem ist. Unter diesen Gesichtspunkten ist es bevorzugt, eine Natriumhydroxydlösung mit einer Konzentration von 45 - 55 Gewichtsprozent einzusetzen.

Krfindungsgemäß wird Glasbruch in den Mischer in vorgeheiztem Zustand mit etwa. 300 C - 600 C eingeüirt, um das in Form der Natriumhydroxydlösung in das Gemenge eingeführte i/asser zu verdampf en. ' Wenn der Glasbruch eine Temperatur von weniger als 300 C hat, so ist der Effekt der Verdampfung auf Grund des Glasbruches zu gering und wenn andererseits die Temperatur größer als 600 C ist, so besteht die Tendenz, daß die Glasbruchteilchen erweichen und aneinander haften und Klumpen bilden» Bs ist insbesondere bevorzugt, den Glasbruch auf 450 - 550 C vorzuheizen.

Die Menge an in den Mischer eingeführtem Glasbruch beträgt etwa 25 - 75 Gewichtsprozent, vorzugsweise 30 - 60 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge des Gemenges. Falls diese Menge weniger als 25 ^O beträgt, so ist die Wärmemenge, welche durch den für die Verdampfung des Wassers in dem Gemenge benötigten Glasbruch eingeführt wird, zu gering und der Zerkleinerungseffekt des Glasbruchs wird herabgesetzt,, und wenn die Menge mehr als 75 $ beträgt, so sind die Kosten des Gemenge-Herstellungsverfahrens merklich erhöht und die Carbonierungsreaktion zwischen dem Natriumhydroxyd und dem Kohlendioxidgas ist gestört.

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Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert| es zeigen:

Pig. 1 einen Schnitt durch ein Gerät zum Vorheizen des Glasbrüche;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Apparatur zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 3 eine Draufsicht eines bei dem erfindungsgemäßen fc Verfahren verwendeten Mischers;

Fig. h einen Schnitt entlang der Linie X-X in Fig. 3; und

Fig. 5 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der Feuchtigkeitsabsorptionscharakteristika des erfindungsgemäß gewonnenen Gemenges.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen soll im folgenden eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Gemenges erläutert werden. Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zum Vorheizen des Glasbruchs für das erfindungsgemäße Verfahren. Dieses Gerät kann hergestellt * werden, indem man ein herkömmliches Gefäß zur Rückführung des Glasbruchs, welches üblicherweise in den meisten glasverarbeitenden Fabriken verwendet wird, leicht abändert. Der Glasbruch 11 wird in ein Gefäß 10 durch einen Einlass an der Oberseite des Gefäßes eingefüllt und durch einen Auslass 12 im unteren Bereich des Gefäßes entnommen. Es wird mit einem Gas geheizt, wie ζ. Β. mit einem Feuerungsgas, einem Abfallgas oder einem anderen heißen Gas, welches einer heißen Gasquelle entstammt. Dieses hat gewöhnlich eine Temperatur von etwa hOO - 55O°C und wird durch einen Einlass 13» welcher mit dem Gefäßboden verbunden ist unter Druck eingeführt und streicht durch die Glasbruchschicht in dem Gefäß und entweicht schließlich durch einen Auslass lk in die Außenatmosphäre oder es wird in den Kamin eines

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Schmelzofens zurückgeführt.

Es ist ein zentrales Rohr 15 mit einer Vielzahl- von Löchern in der Seitenwandung in der Mitte des Gefäßes vorgesehen« Das Rohr 15 dient dazu, eine Abweichung des Strömungsgangs des heißen Gases zu vermeiden, so daß das heiße Gas etwa entlang des Zentrums des Gefäßes hochsteigt, während der Glasbruch, etwa entlang des Zentrums des Gefäßes ohne Abweichung von diesem Weg nach unten fällt. Im oberen Bereich des Gefäßes befindet sich eine Bruchführungsplatte 16 mit einem Winkel von etwa 4 5 · Ferner befindet sich um den Einlass 13 für das Heißgas im unteren Bereich des Gefäßes eine poröse Platte I7 mit einer Vielzahl von Löchern, so daß der Weg, auf dem der Glasbruch nach unten fällt, sowie der Strömungsweg des heißen Gases richtig eingestellt ist. Demgemäß durchstreicht das Heißgas den Glasbruch in dem Gefäß auf dem in Fig. 1 gezeigten Weg im Gegenstrom, wobei der Glasbruch gleichförmig aufgeheizt wird.

An der Außenfläche des Gefäßes 10 ist ein Isoliermaterial 18 zur Verhinderung eines WärmeVerlustes vorgesehen. Eine Schütteleinrichtung 19 ist am Auslass 12 für den Glasbruch vorgesehen. Die Öffnung ist relativ eng. Somit kann die Temperatur des Glasbruchs zwischen der Höhe des Heizgaseinlasses 13 und des Glasbruchauslasses 12 aufrechterhalten werden. Nur wenig Heißgas entweicht durch die Öffnung.

Im folgenden soll die Anwendung des Gefäßes zur Aufheizung des Glasbruchs erläutert werden.

Glasbruch von gewöhnlichen Glasscheiben wird in einem Walzenbrecher zu Stücken kleiner als etwa 5 cm Länge zerbrochen und in ein Gefäß mit einem Fassungsvermögen von 50 Tonnen gegeben. Wenn die Menge des zurückgeführten Glasbruchs (Durchsatzmenge des Glasbruchs) 90 Tonnen/Tag beträgt und das Abfallgas aus dem Glasschmelzofen mit

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etwa 530 C für das Aufheizen des Glasbruchs verwendet wird, so bedarf es 3500 Nm /h des Abfallgases um den Glasbruch auf etwa 500 C aufzuheizen. Der Druckverlust des Abfallgases beträgt etwa 130 mm II_p0, Die Menge des verwendeten Abfallgases beträgt etwa I/8 der Gesamtmenge des Abfallgases aus dem Schmelzofen für die Herstellung von gewöhnlichem Flachglas, Demnach kann das Abfallgas des Schmelzofens in wirksamer Weise als Heizquelle für das Vorheizen des Glasbruchs verwendet werden»

Die Oberseite des Gefäßes 10 für den Glasbruch kann wie bei herkömmlichen Glasbruchgefäßen offen sein. Der Druckabfall im oberen Bereich der zu heizenden Schicht des Glasbruchs, d. h. etwa vom Auslass 14 für das Heißgas bis zum oberen Bereich des Glasbruchs ist viel größer als der Druckwiderstand zwischen den aufgeheizten Schichten, so daß der größte Anteil des heißen Gases aus dem Auslass Ik entweicht, Falls erforderlich, kann im Auslass 14 ein Sauggebläse vorgesehen sein,

Fig. 2 veranschaulicht im einzelnen das Verfahren zur Herstellung eines gleichförmig durchmischten Gemenges von Glasroh-materialien, Natriumhydroxydlösung und vorgeheiztem Glasbruch und das Beschicken eines Schmelzofens mit diesem Gemenge. Das Bezugszeichen 10 bezeichnet das Gefäß für das Vorheizen des Glasbruchs gemäß Fig. 1. Der vorgeheizte Glasbruch wird in der Waage 21 gewogen, nachdem er den Auslass 12 am Boden des Gefäßes 10 verläßt. Auf diese Ueise ist es möglich, eine vorbestimmte Menge des vorgeheizten Glasbruchs durch eine Schütte 25 eines Mischers 30 zu geben. Andererseits werden die festen Glasrohstoffe, außer der Natriumhydroxydlösung, wie z, B, Quarzsand, Kalkstein, Dolomit, Feldspat, Natriumsulfat und andere Glasrohstoffe und Natriumcarbonat (falls das Natriumcarbonat nur teilweise ersetzt wird) in einem vorbestimmten Verhältnis durchmischt und in dem Gefäß 20 gelagert.

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Die festen Glasrohstoffe werden durch einen Auslass 22 im unteren Bereich des Gefäßes 20 auf eine Waage 23 gegeben und von dort über ein Transportband 24 in die Schütte 25.

Aus dem Behälter 40 wird eine vorbestimmte Menge Natriumhydroxydlösung angesaugt und durch eine Düse 3^ in den Mischer 30 gesprüht. Dies geschieht mittels einer Pumpe 42, welche eine bestimmte Menge fördert. Die Lösung wird unter Steuerung mit einem Temperaturregulator 41 auf eine vorbestimmte Temperatur aufgeheizt» Der Mischer 30 ist mit einem Rührer32 und mit Düsen 34 ausgerüstet. Das fertige Gemenge wird durch den Auslass 33 entlassen und durch eine Schütte 31 und durch ein Transportband zum Gemengebeschiclcer eines Glasschmelzofens befördert. Bs ist die nachstehende Aufeinanderfolge der verschiedenen Mischstufen vorgesehen:

(1) Inbetriebnahme des Mischers

(2) Beginn der Beschickung mit festen Glasrohstoffen gleichzeitig mit dein Beginn des Betriebs des Mischers oder mit einer geringen Verzögerung.

(3) Beginn der Beschickung mit Natrxumhydroxydlosung nach Beginn der Beschickung mit festen Glasrohstoffen.

(4) Beginn der Beschickung mit Glasbruch nach der Beschickung mit festen Glasrohstoffen.

(5) Ende der Beschickung mit Natrxumhydroxydlosung, nach dem Ende der Beschickung mit Glasbruch.

(6) Ende des Betriebs des Mischers«

Dieser Zeitplan xvird in der folgenden Tabelle 1 schematisch dargestellt.

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Tabelle 1

	Zeitdauer	.4 »
Mischerbe trieb
Beschickung mit festen Glas rohstoffen
Beschickung mit Glas bruch	•4 *·
Beschickung mit Natrium hydroxyd lösung

Bei dieser Arbeitsweise? wird der Wassergehalt der Mischung der itohmaterialien allmählich je nach Zugabe der Natriumhydroxydlösung erhöht. Wenn der vorgeheizte Glasbruch in die Mischung gegeben wird, so wird zunächst durch den Glasbruch eine heftige Wasserverdampfung bewirkt. Falls bei direkter Mischung des Glasbruchs mit den Glasrohmaterialien ein heftige Staubbildung hervorgerufen wird, so ist es bevorzugt, die Beschickung mit dem vorgeheizten Bruch nach Beginn der Zuführung der Natriumhydroxydlösung zu den Glasrohmaterialien vorzunehmen um dieselben zu befeuchten. Gemäß obigem Zeitplan für die Beschickung wird eine Bildung einer Aufschlemmung der Rohmaterialien durch Zugabe der Natriumhydroxydlösung vermieden, da die Wärme des Glasbruchs eine Verdampfung des Wassers bewirkt. Darüber hinaus wirkt der Glasbruch als Mahlmittel und es entsteht ein Gemenge mit einer geeigneten Teilchengrößenverteilung und Homogenität wie die folgenden Beispiele zeigen. Das bei dieser Arbeitsweise erhaltene Gemenge wird in. einen Rohmaterialbehälter vor dem Schmelzofen gegeben und von da in den Schmelzofen.

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Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Beispiel 1	750	kg
Standard-Gemenge-Zusammensetzung	52	kg
Quarzsand	38	kg
Feldspat	230	kg
Natriumsulfat	220	kg
Kalkstein	0,7	kg
Natriumcarbonat	710	kg
Koks
Glasbruch

Bei der Herstellung des Gemenges werden 50 ^cp des Natrium carbonats für das Standard-Gemenge für Flachglas durch Natriumhydroxydlösung ersetzt.

110 kg Natriumcarbonat und die anderen Glasrohstoffe, außer dem Glasbruch, werden zunächst gemischt und in&inen Mischer mit einer Kapazität von 2 t gegeben. Sodann werden 172 kg einer h8^i±ßea Natriumhydroxydlösung in den Mischer gegeben. Nach Beschickung des Mischers mit den festen Glasrohstoffen werden 710 kg des auf etwa 500 C mit Abfallgas erhitzten Glasbruchs in den Mischer gegeben und etwa 3 Minuten gemischt. Die Temperatur des erhaltenen Gemenges mit dem Glasbruch beträgt etwa 120°C» Der Wassergehalt des Gemenges, einschließlich des Kristallwassers des Natriumsulfats und des Natriumcarbonats beträgt etwa 5 $· Das Gemenge wird gewöhnlich in den Schmelzofen gegeben, nachdem es eine Weile in der Gemenge-Beschickungsanlage gelagert wurde. Das Gemenge nimmt jedoch keine Feuchtigkeit durch Absorption auf, da es in dem Mischer auf etwa 120°C aufgeheizt wird und die Temperatur des Gemenges beträgt 95 C in dem endgültigen Vorratsbehälter,

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Untersuchungen zeigen, daß das Gemenge bei weniger als 90 C allmählich. Feuchtigkeit aufnimmt. Demgemäß kann die Feuchtigkeitsaufnähme des Gemenges in allen praktischen Fällen vermieden werden, wenn man den Behälter des Gemenge-Beschickungsgerätes des Schmelzofens isoliert» Bei vorliegendem Beispiel wurden 50 ^c/o des Natriumcarbonats durch eine 48'^ige Natriumhydroxydlösung substituiert. Zur Erhöhung des Substitutionsveriiültnisses können größere Konzentrationen der Natriumhydroxydlüsung angewendet \ievden. Zum Beispiel kann der Substitutionsgrad des Natriumcarbonats durch das Natriumhydroxyd auf 80 ^o erhöht werden, indem man eine etwa 65/aigo Natriumhydroxydlösung einsetzt, wobei im wesentlichen das gleiche Gemenge entstellt.

Bei dieser Arbeitsweise haben die Glasrohstoffe die Tendenz, bei Zugabe der Lösung von Natx-iumhydroxyd zusammenzubacken. Dieses Zusammenbacken kann jedoch durch den Glasbruch wirksam vermieden werden, wobei ein Gemenge mit einer gleichförmigen feinen Teilchengrößetiverteilung entsteht. Es ist jedoch nachteilig, zu hohe Konzentrationen an Natriumhydroxydlösung einzusetzen, da die Korrosion der Apparatur durch die Lösung ansonsten erhöht wird und der Gefrierpunkt über der Zimmertemperatur liegt. Ferner ist eine derartig konzentrierte Lösung bei der Lagerung, dem Transport und dem Dinsatz unbequem. Es ist bevorzugt bei industrieller Durchführung Natriumhydroxydlösungen mit einer Konzentration von weniger als 55 $ einzusetzen.

Es ist ferner gelungen, das Natriumcarbonat zu 100 ^L/> durch eine Natriumhydroxydlösung zu ersetzen, indem heißes Gas, wie z, B. heißes Abfallgas mit einem Kohlendioxidgehalt in den Mischer eingeblasen wird, jedoch ist eine etwa 50/jige Natriumhydroxydlösung bevorzugt. Letztere Ausführungsform wird anhand der Fig. 3 und k erläutert.

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Fig. 3 aeigt eine Draijfsicht des Hi schere sum Mischen der Glasrohstoffe und der Hatriurnhydroxydlösung und des vorgeheizten Glasbruchs, wobei Heißgas, wie z. B. Abfallgas, voiB Sclii.ie.; i;of en oder aus aucloron ί/ärniequellen cingeblasen wird.

Pig. h ist ein Querschnitt entlang der Linie X-X in Fig.3. In den Fig. 3 und h ist der I-Iischer 30 mit einem lUihrer 32 zuiij lüsclion des Genietr;es und zur Verhinderung den Zusammenbackens ausgerüstet und das Genenge wird durch den Auslass 33 am Boden des Mischers entnommen. Natriumhydroxydlösung wird durch die Sprühdüse 3h eingesprüht. Das Bezugszeichen 35 bezeichnet einen Einlass für heißes Gas und das Bezugszeichen jb bezeichnet einen Auslass für heißes Gas. Eine Wasserdichtung 37 verhindert, daß das heiße Gas nach außen dringt. Auf diese V/oiao werden die festen Glasrohstoffe und die Hatriumhydroxydlösung und der vorgeheizte Glasbruch unter Berührung mit Heißgas durchmischt.

Falls die Heuge an liatriumlxydroxydlösung im Falle der Beschickung mit etwa ή-ϋ',-jiger Nafcriumhydroxydlosung und vorgeheizten Glasbruch entsprechend dem Verfahren gemäß Fig. begrenzt ist, so entsteht in dem Mischer aus den Rohmatörialinu eine genügende Feinheit der Teilchen. Die feinen ■'artikel der liolu.iaterialien befinden sich in einem halb iu:hwoi)on:Ion Zus tatui, ohne daß es zur Staubbildung in dem i-iischer lcomrit. Falls in diesem Zustand Heißgas eingeführt vird, r.o ist die Berührungsfläche zwischen dem Heißgas und doti mrtilvelri der Rohmaterialien bemerkenswert groß, so ilr·:.'- ci-i.no rar.ehe und bor.ierkousvert xiirksame Verdampfung lic·.·- l.ri.'U.orEi :-;u:"i Utiidolcoi.ir.it.

J)c;r ',Ui 1L ;> ! an für die Arbeit i.ii fc einem Iliacher gemäß Fig. 3 Ist in Tube; I Lo ') (Jarg .-.s tu 1 1. L .

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Tabelle 3

	Zeitdauer	* fr
Iiisclierbe trieb		^ . -..te
Beschickung mit festen Glasrohstoffen
Beschickung mit Glasbruch	< ►
Beschickung mit Natrium-
hyd r oxydlö s u ng
Beschickung mit Heißgas

Die Beschickung mit Heißgas setzt mit dem Beginn der Beschilckung mit Natriumhydroxydlösung ein und die Beschickung mit Heißgas wird etwa gegen Ende des !!!scherbe triebs gestoppt. Bei einem derartigen Betrieb erhält man ein Gemenge mit gleichförmiger Teilchengrößenverteilung,

Beispiel 2

Bei der Herstellung des Gemenges wird das gesamte Natriumcarbonat des Standard-Gemenges gemäß Beispiel 1 durch eine 'lo^aige Natriumhydroxydlösung ersetzt, jhh kg der ^8^c;jigen Natriumhydroxydlösung werden anstelle von 220 kg Natriumcarbonat in dem üisclier mit einer Kapazität von Z t gemäß PiC· 3 und h e Lw^iigebori, nachdem mit der Beschickung mit den vorgemischten festen Glasrohstoffen begonnen wurde. Nach beendeter Beschickung mit den festen Glasrohstoffen werden 710 leg Glasbruch, welcher mit Abfal.Lgas auf etwa 300 C vorgeheizt wurda, in deti Mischer gegeben und etwa 7 Hinuten gemischt. Andererseits wird Abfallgas mit etwa 9 w Kohlendioxid und e fcwa 0.1 ^Li Schwefeldioxid und mit

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BAD

einer Temperatur von etwa 530 C, welches aus dem Schmelzofen entweicht, als Heißgas in den Mischer eingeleitet, und zwar nach der Beschickung mit den festen Rohstoffen. Das Volumen an eingeleitetem Abfallgas beträgt etwa

800 Nm pro 2 t des Glasgemenges und der Strömungswiderstand beträgt etwa 60 mm H₂O. Das erhaltene Gemenge hat eine Temperatur von 95 C und enthält 5 *p Wasser und hat ein ähnliches Aussehen und eine ähnliche Teilchengrößenverteilung und Gleichförmigkeit der Komponenten wie das Gemenge gemäß Beispiel 1.

Es wurde gefunden, daß etwa 65 ^cjo des in das Gemenge eingeführten Natriumhydroxyds in Carbonat umgewandelt wurden. Die Teilchengrößenverteilung des erhaltenen Gemenges wird im Vergleich mit dem herkömmlichen Gemenge gemäß Beispiel 1 im folgenden angegeben.

Teilchengröße	Maschen	Gewichtsprozent (Verteilung)	herkömmliches
n		Gemenge nach	Gemenge
I	+ 16	Beispiel 2	3,3
+ 1000	16-24	3,5	16,2
1000-710	24-32	28,0	13,4
710-500	32-4S	19,0	18, k
500-297	43-70	22,0	11 ,0
297-210	70-80	11,5	6,2
210-177	80-150	4.5	12,7
177-105	-150	6,0	18,2
-105	5,5

Die Tabelle zeigt, daß das erfindungsgemäße Gemenge eine geringe Menge feiner Teilchen enthält, welche die Staubbildung bewirken und daß eine gleichförmige Teilchengrößen-

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verteilung vorliegt*

FiC* 5 zeigt eine graphische Darstelltnifi der Feuchtigkeit sabsorptionsgeschwindiglce it des Gemenges χει xiMiätigig-* Ice it von. eier Temperatur für das Gemenge geräüfi Beispiel 2, wobei die Fsnchtigkeitsafosorptiemsgeselnvindisicei-fc als Grauni Zunahme oder Abtialune des „assfsrs pro Stunde und

2
pro 1 πι Gemetigeoberf läctie aßf;ef;cben ist. Bei der lies sung werden 700 g eines Genienges olniß Glasbruch, in eine Dose uit einem Durchmesser von 125 ϊλπι eingegeben und die Geschwindigkeifc der GexinLchtsveränderung des Gemenges auf Grund einer Absorption oder Verdampfung von 'Jassei¹ wird bei der jeweiligen Temperatur mit einer Uaage gemessen*

Die beobachtete Geschwindigkeit der Gewicht sanderungj d«li* die reuchtigkeitsabsorptionsgeschvindiglioit wird pro

2
1 in der Oberfläche des Gemenges barechuet* IHe Ergebnisse sind in Fig. G zusammengestellt und zeigen_r daß Wasser aus dem Gemenge bei einer Temperatur von mehr als etwa ^c}ii C verdampft ι da hier die Feuclitigkeitsabfiorptionsgeschwindigköit negatiy ist.

Bei diesem Beispiel wurde ein Teil der Natriumhydroxyd*« lösung eulfatisiert und nicht nur in das Carbonat umge-* wandelt, da das Heißgas SchweifeIdio:cid isusatnmeti i.iit KpUlön» dloxid enthält* Falls es bevorzugt ist, eine Bilduug von Carbonat und Sulfat zu vermeideni su kauet ein Heißgas oder eine Luft ohne CO,, oder HO₂ ni iifjesetiit worden, welches etwa durch Wärmeaustausch mit deu /vbfallgas gotioutieu werden kann*

Bei deni 8o erhaltenen Gemenge sind gemäß Beis^jicl Z etwa 65 /3 des Hatrlunhydroxyds in Carbonat ui.igewandelt* Diο für das Schmelzen aufgewendete wärme kann herabgesetzt werden, da bei der raschen Ileaktion der verbleibenden 35 p Natriumhydroxyd mit dem ^uarzsand Wärme frei wird»

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Darüber hinaas erhölit die liärcie des Gemenges die' Schnielzgeschiiindigkeit des Geraenges. Das Geiaenge liat eine gleichförmige Teilcuengrößenverteilmig, so daß beim Beschicken keine Staubbildung eintritt, Beiia Transport des Gemenges 2UiU Schmelzofen tritt selten eine Sntmischung ein, so daß der Gemengeverlust gering ist und eine Korrosion der feuerfesten Materialien des Schmelzofens herabgesetzt ist. Obwohl der ¥assergehalt des Gemenges auf 2 - 3 <p herabgesetzt ist um die Schmelzleistung zu erhöhen, so verhindert dieses ¥asser jedoch vorteilhafterweise die Staubbildung bei der Gegenwart von Natriumhydroxyd.

Beispiel 3	«juarzsand	750 kg
Feldspat	3h kg
Natriumsulfat	30 kg
Dolomit	212 kg
Natriumcarbonat	228 kg
Koks	0,5 kg
Glasbruch	700 kg

Das oben angegebene Gemenge, welches für eine andere Art Flachglas verwendet wird, umfasst Dolomit als Quelle für MgO und CaO anstelle von Kalkstein. Bei der Herstellung des Geinetiges wird das gesamte Natriumcarbonat durch h8 Natriumliydroxydlösung ersetzt, nämlich durch 356 kg einer 4ij^l/iigen Natriumliydroxydlösung, welche in den Mischer mit einer Kapazität von 2 t nach dem Beginn der Beschickung mit den vorgemiseilten festen Glasrohstoffen eingegeben wurden. -^ie nachfolgende Prozedur wird gemäß Beispiel 2 durchge führt. Das orhaLtene Gemenge wird auf 95 C ex'hitzt und enthalt 5 '/> Wasser und etwa 65 /& des in das Gemenge eingegebene ti Na fcriui.iliydro;cydb wurde in Carbonat umgewandelt. Day (iemenge hat fast 'das gleiche Aussehen und die gleiche Tel lcliengrönbnvfjr fco ilurig und Gleichförmigkeit wio das Gemenge got.iLi.ij JJeis[H.ß".L 2, ' ■ - ■·-

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Claims (6)

1. 216H19

   - Tu -

   PATBNTANS P RÜCHE

   Verfahren zur Herstellung eines Geraenges für ein Silikatglas unter Verwendung einer Lösung von Natriumliydroxyd als Hauptquelle für das Natriumoxid, wobei die festen Glasrohstoffe in einen Mischer gegeben und mit der Lösung des Natriumhydroxyds versetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß man den Mischer während des Mischvorgangs mit vorgeheiztem Glasbruch beschickt, um den größten Teil des Wassers während des Mischens zu verdampfen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Mischens Heißgas in den Mischer geleitet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Heißgas ein Kohlendioxid haltiges Gas verwendet wi rd.
4. h. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgeheizter Glasbruch mit einer Temperatur von etwa 300 C bis 600°C verwendet wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als 30 ja, bezogen auf Natriumoxid, des erforderlichen Natriumcarbonats durch Natriumhydroxydlösung ersetzt werden und daß mehr als 25 ^cjo des Glasbruchs, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemenges eingesetzt werden.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Glasrohstoffe Quarzsand, Kalkstein oder Dolomit als Hauptkomponenten umfassen und zunächst in den Mischer gegeben werden und daß die Beschickung Mit der Natriumhydroxydlösung und gegebenenfalls mit dem heißen Gas während der Beschickung mit

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   den Glasrohstoffe!! beginnt und daß der vorgeheizte Glasbruch während der Beschickung mit der Natriumhydroxydlösung eingegeben wird.

   Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6_S dadurch gekennzeichnet, daß das Gemenge neben den llauptkotnpo~ neuten ..uarzsand, Kalkstein oder Dolomit noch Feldspat, Natriumsulfat und Natriumcarbonat enthält und daß die Konzentration der Natriunihydroxydlösimg 30 bis 75 Gewichtsprozent beträgt und die Ilenge an Glasbruch 25 bis 75 Gewichtsprozent ι bezogen auf das Gosamtgewicht des Gemenges beträgt.

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