DE2926639C2 - Verfahren zur Herstellung eines Metasilikat enthaltenden, rieselfähigen Alkaliträgers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Metasilikat enthaltenden, rieselfähigen Alkaliträgers aus Natriumhydroxid (NaOH), Siliziumdioxid (SiO₂) und Kohlendioxid (CO₂) bei erhöhter Temperatur zum Einsatz als Rohstoff für die Herstellung von Glas.

Rohstoffe zur Glasherstellung sind u. a. Quarzsand, Soda, Natriumsulfat, Kalkstein, Dolomit, Feldspat, Pottasche, Borax, Salpeter, alkalihaltige Gesteine, Mennige, Baryt, Zinkoxid, Arsenik und Natriumchlorid.

Durch Art und Menge der eingeschmolzenen Rohstoffe werden die Eigenschaften der Gläser bestimmt. Aus den Rohstoffen wird das sog. Gemenge hergestellt, das ist ein gleichmäßiges Gemisch genau gleichbleibender Zusammensetzung. In modernen Großanlagen werden die Rohstoffe über Transporteinrichtungen zum Mischer und von diesem zum Schmelzofen geleitel.

Ein wesentlicher Bestandteil des Gemenges ist die Soda, welche nicht nur vergleichsweise teuer ist und damit die Kosten der Glasherstellung wesentlich beeinflußt, sondern auch infolge ihres begrenzten Marktes oftmals Lieferengpässe mit sich bringt.

Durch die US-PS 39 24 030 ist ein Metasilikat enthaltender Alkaliträger zum Einsatz als Glasrohstoff bekannt, der aus Natriumoxid, Siliziumdioxid und Kohlendioxid besteht Außerdem ist aus dieser Literaturstelle ein Metasilikat enthaltender Alkaliträger zum Einsatz als Glasrohstoff herleitbar, welcher wenig vermischte und sich homogen verhaltende Metasilikat- und Natriumcarbonatphasen enthält und rieselfähig ist.

Die DE-AS 15 96 970 hat ein Verfahren zur Herstellung eines Alkalisilikat-haltigen, für die Herstellung von Glas geeigneten Frittenproduktes unter Verwendung kaustischer Soda zum Gegenstand. Dieser Veröffentlichung ist als bekannt zu entnehmen, daß der Anteil des Carbonate leicht, z. B. durch die Wahl der Temperatur, beeinflußt werden kann, so daß bei entsprechender Verfahrenssteuerung gewünschte Kohlendioxid-Anteile erhalten werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches in einfacher Weise die Herstellung eines Metasilikat-enthaltenden. rieselfähigen Alkaliträgers ermöglicht, welcher besonders gut zum Einsatz als Rohstoff für die Herstellung von Glas geeignet ist, so daß die als Rohstoff für die Glasherstellung verwendete Soda erheblich reduziert werden kann.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß 80—85 Gewichtsprozente einer 30%igen Natronlauge (NaOH) mit 8-13 Gewichtsprozente Kieselsäure/Sand (SiO₂) gemischt und unter Umrühren auf ca. 250⁰C aufgeheizt und etwa 20 Minuten auf dieser Temperatur gehalten werden, dem Gemisch nach Abkühlung auf etwa 100°C in einem Druckreaktor od. dgl. 4—8

Gewichtsprozente Kohlendioxid (CO₂) unter einem Gesamtdruck von 30—40 bar zugesetzt wird und unter Aufheizung auf etwa 150⁰C weitere 10 Minuten auf dieser Temperatur gehalten wird, danach abgekühlt und die abgekühlte Lösung sprühgetrocknet wird. Somit wird in einfacher Weise ein Alkaliträger geschaffen,

durch dessen Einsatz die bisher für die Glasherstellung

als Rohstoff benötigte Soda bis zu 80% ersetzt werden kann, wobei ein Glas gleicher Qualität erzielt wird.

In dem auf diese Weise hergestellten Alkaliträger ist

Kohlensäure chemisch gebunden, welche bei der Zersetzung frei wird, so daß in etwa gleicher Weise eine Läuterung der Schmelze erfolgt, wie bei der Verwendung von Soda.

Beispiele

1 7323 g NaOH fest 1 30%ige NaOH
3 997,0 ml Wasser [ (Natronlauge)

777,5 g Sand J

193,51 CO₂ (- 39 bar bei 5 I Frei volumen)

Die Feststoffe und das Wasser werden unter Umrühren auf 250°C geheizt und 20 Minuten auf dieser Temperatur gehalten. Danach erfolgt eine kurze Abkühlzeit auf 100⁰C. Ein Druckreaktor wird mit Kohlendioxid auf 40 bar Gesamtdruck eingestellt und,

da die Reaktionswärme nicht ausreicht, auf 150° C erwärmt und weitere IO Minuten auf dieser Temperatur gehalten. Nach dem Abkühlen ist kein Restdruck mehr vorhanden. Das Kohlendioxyd hat sich somit quantitativ umgesetzt

Es ergeben sich 51 Austrag, der optisch keinen Feststoffgehalt besitzt. Diese Lösung wird einem

♦5 Trocknungsverfahren in einem Rundsprühtrockner unterworfen. Die Gastemperaturen des Eingangs und

Ausgangs liegen bei 240/110°C.

Es ergeben sich 1,7 kg Trockenprr^dukt, welches laut mikroskopischer Beurteilung in der Körnung zwischen !fl und 25 μπι lag.

Das Produkt hat ein Schüttgewicht von

lose
gerüttelt

0,54 kg/dm³
0,68 kg/dm³

Es ergab sich folgende chemische Analyse:

51,5%
27,4%
9,65%
Π

Na₂O (Natriumoxid)
SiO₂ (Siliziumdioxid)
CO₂ (Kohlendioxid)
Restfeuchte

Daraus errechnet sich Na₂COj 23,2% (Natrium

carbonat)

Na₂SiO₃ 55,7% (Meta

silikat)

Na₂O - Überschuß 9,6%
(CO₂ — Menge nicht ausreichend)

2, Produkt mit 70% Na-Metasilikat 30% Soda

68,5 g NaOH (100%) 159,8 g H₂O

2273 g NaOH. 30%ig 34,6 g Sand

CO₂ - 634 I (O⁰C, 1 bar)

3. Produkt mit 50% Na-Metasilikat 50% Soda

70,5 g NaOH (100%) 164,5 g H₂O

235,0 g NaOH, 30%ig

24.7 g Sand

20.8 g CO₂- 10.61 (0⁰C, I bar)

(Verfahrensbedingungen wie bei Beispiel I)

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung eines Metasilikat enthaltenden, rieselfä.higen Alkaliträgers aus Natriumhydroxid (NaOHV Siliziumdioxid (SiO₂) und Kohlendioxid (CO2) bei erhöhter Temperatur zum Einsatz als Rohstoff für die Herstellung von Glas, dadurch gekennzeichnet, daß 80—85 Gewichtsprozente einer 30%igen Natronlauge (NaOH) mit 8—13 Gewichtsprozenten Kieselsäure/Sand (SiO₂) gemischt und unter Umrühren auf ca. 250⁰C aufgeheizt und etwa 20 Minuten auf dieser Temperatur gehalten werden, dem Gemisch nach Abkühlung auf etwa 10O⁰C in einem Druckreaktor od. dgl. 4—8 Gewichtsprozente Kohlendioxid (CO₂) unter einem Gesamtdruck von 30—40 bar zugesetzt wird und unter Aufheizung auf etwa 150⁰C weitere 10 Minuten auf dieser Temperatur gehalten wird, danach abgekühlt und die abgekühlte Lösung sprühgetrocknet wird.