DE2362984C3 - Verfahren zur Herstellung eines gut gemischten Glasgemenges für farbloses Silikatglas unter Verwendung von wässerigen Lösungen bzw. Suspensionen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines gut gemischten Glasgemenges für farbloses Silikatglas unter Verwendung von wässerigen Lösungen bzw. SuspensionenInfo
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Description
30
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Zubereitung von Glasgemenge für die IZrzeugung von
farblosem Silikatglas, das bei der Verglasung von Gebäuden und der Herstellung von Sortengeschirr
weitgehend eingesetzt wird.
Bekannt ist ein Verfahren zur Zubereitung von Glasgemenge auf der Basis natürlicher Ausgangsstoffe,
wie Quarzsand, Dolomit, Soda, Pottasche, Tonerde u. a. Die Gemengebestandteile werden zuerst durch Wasehen
mit Wasser und Säuren, durch magnetische Trennung und nach anderen Verfahren vorbereitet, um
schädliche Beimengungen (Fe2O3, FeO, TiO2, Cr2O3 u. a.)
zu entfernen. Dann trocknet man die vorbereiteten Gemengebestandteile etwas und vermischt sie in
trockenem Zustand im Mischer, um ein homogenes Gemisch, d. h. ein Gemenge, zu erhalten.
Das bekannte Verfahren zur Aufbereitung der Ausgangsstoffe und zur Zubereitung eines Gemisches
daraus gewährleistet keine Homogenität des erhaltenen Gemenges, weil die physikalisch chemischen Eigenschaften
(spezifisches Gewicht, Schmelztemperatur) der das Gemenge bildenden natürlichen Bestandteile
verschieden sind, was die Entmischung des Gemenges bei dessen Transport zu Glasschmelzofen und im Laufe
der Glasschmelzung verursacht.
Durch die Unhomogenität des Glasgemenges wird auch der Glasschmelzvorgang wesentlich erschwert,
weil die Glasmasse eine große Zähigkeit besitzt.
Das bekannte Verfahren gewährleistet außerdem fto kein vollständiges Entfernen der schädlichen Beimengungen
aus den natürlichen Ausgangsstoffen für das Glasgemenge, was die Güte des aus diesem Gemenge
erzeugten Glases stark beeinträchtigt.
Einer der Nachteile des Trockenverfahrens zur fts Zubereitung von Glasgemenge besteht darin, daß sich
die Bestandteile im Silikatbildungs- und Glasbildungsstadium in festen Phasen miteinander umsetzen, was den
Glasschmelzvorgang bedeutend verlangsamt.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der genannten Nachteile.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Zubereitung von Glasgemenge unter
Anwendung solcher Bestandteile und solcher technologischer Verfahrensschritte zu entwickeln, die die
Homogenität des hergestellten Gemenges und seine vollständige Reinigung von schädlichen Beimengungen
sichern, was es ermöglicht, die Stabilität des Glasschmelzvorgangs zu erreichen und ein hochwertiges
Silikatglas herzustellen.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man bei der Zubereitung von Glasgemenge für farbloses
Silikatglas durch Autbereitung von Ausgangsstoffen und deren Vermischen erfindungsgemäß als Ausgangsstoffe
Silikate zweiwertiger oder ein- und zweiwertiger Metalle in Form ihrer wässerigen Lösungen verwendet,
die nach dem Vermischen erhaltene Suspension trocknet und gleichzeitig bei einer zwischen 150 und
500° C liegenden Temperatur granuliert.
Bei der Zubereitung von Gemenge für Natriumcalciummagnesiumglas
ist es zweckmäßig, als Silikate ein- und zweiwertiger Metalle Natronwasserglas und
Hochmodul-Silikate von Calcium und Magnesium zu verwenden und die darauf hergestellte Suspension bzw.
Aufschlämmung vor dem Trocknen und Granulieren auf 100 bis 180° C zu erhitzen.
(Mit einem »hohen Modul« werden die bei der Kaustifizierung von Wasserglas erhaltenen Produkte
definiert, da diese pro Molekül CaO drei Moleküle SiO2 aufweisen. Der SiO2-Überschuß ist faktisch chemisch
nicht als Silikat gebunden, sondern liegt als Gemisch aus amorphem S1O2 und Metallsilkaten vor.)
Bei der Zubereitung von Gemenge für Kalibleiglas sind als Silikate ein- und zweiwertiger Metalle
zweckmäßigerweise Kaliwasserglas und Hochmodul-Bleisilikat zu verwenden und die daraus erhaltene
Suspension ist unter Umrühren auf 1000C zu erhitzen.
Beim Vermischen von Silikaten zweiwertiger Metalle oder ein- und zweiwertiger Metalle in wässerigem
Medium ist es zweckmäßig. Metalloxide je nach der gewünschten Glaszusammensetzung zuzusetzen.
Das Wesen der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß man von der Trockenmischung gemengebildender
Ausgangsbestandteile zum Vermischen von deren Lösungen oder Aufschlämmungen bzw. Suspensionen
übergeht, wobei man die erhaltenen Gemische anschließend erhitzt, um die Bedingungen für die Silikatbildung
und die Strukturumwandlungen der neugebildeten Verbindungen im Laufe deren Zubereitung zu schaffen.
Während des Vermischens der Gemengebestandteile in wässerigem Medium und der hydrothermischen Behandlung
des erhaltenen Gemisches tritt die chemische Umsetzung zwischen den Gemengebestandteilen ein; es
werden Silikate gebildet, die beim Trocknen und Granulieren des erhaltenen Gemisches aggregieren.
Durch die Gemengezubereitung nach dem hydrothermischen Verfahren wird ein hochwertiger komplexer
Rohstoff erhalten, der nachfolgend als »Kanasit« bezeichnet ist.
Im Gegensatz zum mechanischen Gemisch der Bestandteile (beim gewöhnlichen Trockenverfahren zur
Gemengezubereitung) stellt »Kanasit« zementierte Aggregate einiger Silikatverbindungen dar und besitzt
eine Reihe von Vorteilen. Es ist ein weitgehend homogenes Material, hat einen hohen chemischen
Reinheitsgrad und dient unmittelbar zum Glasschmel-
zen ohne irgendwelchen Zusatz gemengebildender sehe Verarbeitung des Perlits erhaltenen Silikate von
Bestandteile. Alkalimetallen (NaO - 3SiO2) und (Na2O ■ SiO2) sind
»Kanasit« kann allgemein für Alkaligläser durch die von schädlichen Beimengungen (der Gehalt des Perlits
Formel an Fe2O3, TiO2 beträgt tausendstel Prozent) fast völlig
D «-ι .or» D r\ or\ im 5 frei, weil bei der Filtration der durch die hydrothermi-
XR2U · yRÖ ■ ZR2O3 · /JSiO2 ■ mH,n ^ Behand,ung des Perlits anfanenden Aufschläm-
beschrieben werden, worin x,y, z, n, m Koeffi „men für mung die Beimengungen im Niederschlag (in Alkalihy-
die Oxide sind. Im Falle der Zubereitung von Gemenge droaluminiumsilikaten) verbleiben, während das Filtrat
(»Kanasit«) für alkalifreies Glas kommen als Ausgangs- (Silikatlösungen) ausreichend gereinigt erhalten wird.
stoffe Silikate zweiwertiger Metalle mit einem Zusatz io Man stellt Silikate von Erdalkalimetallen durch
reiner Oxide anderer Metalle in Betracht; allgemein Kaustifizierung reiner, alkalischer Silikatlösungen mit
ergibt sich dann die Formel vorgereinigten Lösungen von Calcium-, Magnesiumhy-
or\ ο η en υ η droxiden u. a. her, weil sie auch ausreichend gerenigt
yKV · ZK2U3 · nbiU2 · mH2O sind Im vergleich zum bekannten Gemenge wird
worin>, z, n, und mdie obige Bedeutung haben. ι? »Kanasit« bei niedrigeren (um 150 bis 25O0C)
Als Ausgangsstoffe für die Synthese von »Kanasit« Temperaturen geschmolzen; der Schmelzvorgang ver-
mit einer Zusammensetzung für farblose Gläser läuft stabil, es v/ird die Leistung der Glasschmelzofen
verwendet man Silikate ein- und zweiwertiger Elemen- erhöht und eine hohe Qualität des Glases gewährleistet,
te, die nach einem beliebigen Verfahren hergestellt Dies ist dadurch bedingt, daß »Kanasit« sowohl in
werden können. Diese Silikate enthalten in der Regel >o chemischer als auch physikalischer Hinsicht homogen
eine geringe Menge von Beimengungen und können als ist und daß bei der Zubereitung von »Kanasit« eine
Ausgangsstoffe bei der Zubereitung des komplexen vollständige Silikatbildung stattfindet.
Rohstoffes »Kanasit« dienen. Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Beispie-
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Glasgemenge- len näher erläutert.
Zubereitung ist dann am wirksamsten, wenn die Silikate 25 Die chemische Zusammensetzung der verwendeten
nach einem in einer früheren Anmeldung (SH-PA Ausgangsstoffe für die Herstellung von »Kanasit«
10 33 622/23 — 26) beschriebenen Verfahren erhalten verschiedener Zusammensetzung ist in der folgenden
sind, bei dem Silikate von Alkali- und Erdalkalimetallen Tabelle 1 angegeben,
aus Perliten hergestellt werden. Die durch hydrothermi-
aus Perliten hergestellt werden. Die durch hydrothermi-
Chemische Zusammensetzung der Ausgangsstoffe mit Angabe der Einheiten des Komponentengehaltes.
Chemische Zusammensetzung der Ausgangsstoffe
Ausgangsstoffe S1O2 AbO] CaO MgO Na2O K2O PbO Glühverluste +
Feuchtigkeit
Na-Wasserglas, g/l 236,0 3,0 - - 82,0 - - 674
Kali-Wasserglas, g/l 140,0 8,0 - - - 60 - 792
Mg-Metasilikat 40,0 - - 36,0 - - - 24,0
(bezogen auf die Trockensubstanz, 52,8 — — 47,2 — — — —
in Gew.-°/o)
Ca-Metasilikat 45,0 - 38,0 - - - - 17,0
(bezogen auf Trockensubstanz, in 54,2 — 45,8 — — — — —
Ca-Trisilikat 60,3 - 20,5 - - - - 19,2
(bezogen auf Trockensubstanz, in 75,0 — 25,0 — — — — —
Pb-Silikat mit hohem Modul 21,3 - - - - - 24 54,7
(bezogen auf Trockensubstanz, in 47,0 — — — — — 53 —
Amorphes S1O2 90,5 0,1 - - 0,2 - - 9,4
(bezogen auf Trockensubstanz, in 99,9 0,11 — — 0,22 — — -
Aluminiumhydroxid, in Gew.-% — 34,6 _____ 55^
tie is pie I Dazu vermischte man zuerst die Ausgangssilikate
Herstellung von »Kanasit« für alkalifreies farbloses <«, zweiwertiger Metalle in einem Rührwerksbehälter
Glas. unter kontinuierlichem Rühren in wässerigem Medium
Die folgende Glaszusammensetzung (Gew.-%): und setzte dann die Oxide anderer Metalle zu.
cn r-,r>
M„r> R,n. AhOi 1. Man bestimmte die Menge von Hochmodul-Calci-
,., „ ,.„ .j,« .QQ 2] o unisiiiKai iui luuKg vjias. uemau der vorgcgebe-
(,5 nen Zusammensetzung des Glases waren für 100 kg
sollte unter Verwendung von Silikaten zweiwertiger Glas 5,0 kg CaO erforderlich. Das CaO wurde in
Metalle mit Oxidzusatz anderer Metalle hergestellt Form von Calciumtrisilikat in einer Menge von
werden: 20,0 kg verwendet.
2. Man bestimmte die Menge von Magnesiummetasilikat für 100 kg Glas. Die erforderlichen 10 kg MgO
entsprachen 21,2 kg MgO ■ SiO2.
3. Man bestimmte die Menge »όπ SiO2 für 100 kg
Glas. Das Gemenge enthielt bereits insgesamt 26,2 kg SiO2 aus 20,0 kg CaO · CaO ■ 3SiO2 und
21,2 kg MgO · SiO2. Die restliche SiO2-Menge
(54-26,2) = 27,8 kg SiO2 wurde als amorphe Kieselerde zugesetzt.
4. Die Menge an Aluminiumhydroxid A1(OH)3 wurde nach der Gleichung
2A1(OH)3- AI2O3 + 2H2O
zu 24,7 kg bestimmt.
Zur Herstellung von 100 kg der gegebenen Glaszusammensetzung war es also erforderlich, in dem obigen
Behälter 20 kg CaO ■ 3SiO2, ?1,2kg MgO · SiO2,
27,8 kg amorphe Kieselerde, 24,7 kg Al(OH)3 und 10 kg B2O3 zu vermischen. Die auf eine Temperatur von 80 bis
1000C erwärmte Dispersion wurde in einem Sprühtrockner getrocknet und granuliert.
Es wurde
Gew.-%)
Gew.-%)
Beispiel 2
folgende Glaszusammensetzung (in
folgende Glaszusammensetzung (in
| AI2O3 | 6 | CaO | Na?O | |
| SIO2 | 1,5 | MgO | 6 | 15 |
| 74 | 3,5 | |||
unter Verwendung von Silikaten ein- und zweiwertiger Metalle mit Oxidzusatz anderer Metalle hergestellt.
1. Man bestimmte die Menge an Natronwasserglas, die zur Herstellung von 100 kg Glas, bezogen auf
15 kg Na2O, erforderlich war. Sie betrug 18,31 Wasserglaslösung. 18,3 I Wasserglaslösung enthielten
15 kg Na20,43,2 kg SiO2 und 1,46 kg Al2O3.
2. Man bestimmte die Menge an Magnesiummetasilikat, bezogen auf 3,5 kg je 100 kg Glas. Sie betrug
7,42 kg. 7,42 kg Magnesiummetasilikat enthielten 3,5 kg MgO und 3,92 kg SiO2.
3. Man bestimmte die Menge von Calciumtrisilikat, bezogen auf 6 kg CaO je 100 kg Glas. Sie betrug
24,0 kg. 24,0 kg Calciumtrisilikat enthielten 6 kg CaO und 18 kg SiO2.
4. Man bestimmte die Menge von SiO2- Es waren
74 kg SiO2 erforderlich, von denen mit Wasserglas 43,2 kg SiO2, mit Magnesiummetasilikat 3,92 kg
SiO2 und mit Calciumtrisilikat 18,0 kg SiO2
eingeführt wurden, ' insgesamt 43,2 + 3,92 + 18,0 = 65,12 kg S1O2. Die restliche
Menge SiO2 wurde als amorphe reine Kieselerde hinzugegeben.
Der Verbrauch an Ausgangsstoffen für 100 kg Glas ist
in der folgenden Tabelle 2 angegeben.
Ausgangsstoffe
Menge Bestandteile (kg)
(kg) SiO2 AI2O3
CaO
MgO
Na2O
Natronwasserglas mit em spezifischen
Gewicht 1,23;
bezogen auf Trockensubstanz
Magnesiummetasilikat
Calciumtrisilikat
Amorphe Kieselerde
Insgesamt
Calciumtrisilikat
Amorphe Kieselerde
Insgesamt
60,05
1,46
15
| 7,42 | 3,92 |
| 24,0 | 18,0 |
| 8,88 | 8,88 |
| 100,0 | 74,0 |
1,46
6,0
6,0
6,0
3,5
3,5
3,5
15
Zur Herstellung von 100 kg »Kanasit« der oben angegebenen Zusammensetzung war es also notwendig,
18,31 Natron Wasserglaslösung, 7,47 kg Magnesiummetasilikat
(trockenes), 24 kg trockenes Calciumtrisilikat und 8,88 kg amorphe Kieselerde (trockene) in einem
Rührwerksbehälter unter kontinuierlichem Umrühren zu vermischen, das Gemisch 30 min einer Temperatur
von 100 bis 180°C auszusetzen und die Suspension in einem Sprühtrockner zu trocknen und zu granulieren.
Es wurde die folgende Glas^usammensetzung (in
Gew.-%)
| S1O2 | PbO | K2O | B2O3 | ZnO | alles übrige |
| 57,5 | 24 | 15,5 | 1,0 | 1 | 1 |
unter Verwendung von Hochmodul-Bleisilikat und von Silikaten einwertiger Metalle mit Oxidzusatz anderer
Metalle hergestellt.
1. Man bestimmte die Menge von Kali wasserglas für 100 kg Glas, bezogen auf 15,5 kg K2O. Sie betrug
25,83 1 Kaliwasserglaslösung. 25,83 1 Wasserglas enthielten 15,5 kg K2O, 36,2 kg SiO2 sowie 2,1 kg
AI2O3.
2. Man bestimmte die Menge von Hochmodul-Bleisilikat. Für 100 kg Glas waren 24 kg PbO erforderlieh.
100 kg Hochmodu'-Bleisilikat mit 54,7% Feuchtigkeit enthielten 24 kg PbO und 21 β kg SiO2,
d.h., man mußte 100kg feuchtes Bleisilikat einsetzen.
Zur Herstellung von 100 kg »Kanasit« der oben angegebenen Zusammensetzung war es also notwendig,
25,83 1 Kaliwasserglas, 100 kg Hochmodul-Bleisilikat mit 54,7% Feuchtigkeit, 1 kg Zinkoxid und 1 kg
Borsäureanhydrid in einem Rührwerksbehälter unter kontinuierlichem Umrühren zu vermischen, die hydrothermische
Behandlung bei einer Temperatur von 95 bis 1000C während 30 min durchzuführen und die Suspension
in einem Sprühtrockner zu trocknen und zu granulieren.
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung eines gut gemischten Glasgemenges für farbloses Silikatglas unter Verwendung
von wässerigen Lösungen bzw. Suspensionen, dadurch gekennzeichnet, daß die wässerigen Lösungen bzw. Suspensionen von
Silikaten zwei- oder ein- und zweiwertiger Metalle entsprechend der angestrebten Glaszusammenset- ι ο
zung gemischt, getrocknet und bei Temperaturen von 150 bis 5000C granuliert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Natriumcalciummagnesiumglas
als Silikate ein- und zweiwertiger is Metalle Natronwasserglas und Hochmodul-Silikate
von Calcium und Magnesium verwendet werden, wobei die daraus erhaltene Suspension vor dem
Trocknen und Granulieren auf eine Temperatur von 100 bis 180° C erhitzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet,
daß zur Herstellung von Kalibleiglas als Silikate ein- und zweiwertiger Metalle Kaliwasserglas
und Hochmodul-Bleisilikat verwendet werden, wobei die daraus erhaltene Suspension vor dem
Trocknen und Granulieren unter Rühren auf 1000C
erwärmt wird.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19732362984 DE2362984C3 (de) | 1973-12-18 | Verfahren zur Herstellung eines gut gemischten Glasgemenges für farbloses Silikatglas unter Verwendung von wässerigen Lösungen bzw. Suspensionen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19732362984 DE2362984C3 (de) | 1973-12-18 | Verfahren zur Herstellung eines gut gemischten Glasgemenges für farbloses Silikatglas unter Verwendung von wässerigen Lösungen bzw. Suspensionen |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2362984A1 DE2362984A1 (de) | 1975-06-26 |
| DE2362984B2 DE2362984B2 (de) | 1977-03-24 |
| DE2362984C3 true DE2362984C3 (de) | 1977-11-10 |
Family
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