DE3726832A1

DE3726832A1 - Gemenge fuer die glasherstellung sowie verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE3726832A1
Application number: DE19873726832
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Pieper
Original assignee: Beteiligungen Sorg GmbH and Co KG
Current assignee: Beteiligungen Sorg GmbH and Co KG
Priority date: 1987-08-12
Filing date: 1987-08-12
Publication date: 1989-02-23

Description

Die Erfindung betrifft ein Gemenge für die Glasherstellung, in der Hauptsache bestehend aus Quarz (SiO₂), Soda (NaCO₃) und Calciumcarbonat (CaCO₃), sowie gegebenenfalls Glasscherben und weiteren Zuschlagsstoffen. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen des Gemenges, zum Einlegen des Gemenges in einen Glasschmelzofen und ein Verfahren zum Betreiben des Ofens sowie ein Glas.

Gemenge der eingangs genannten Art werden üblicherweise für die Herstellung von Glas für normale Verwendungszwecke, z. B. für Glasscheiben oder Flaschen, verwendet. Quarz wird dabei in Form von möglichst reinem Quarzsand und Calciumkarbonat in Form von zerkleinertem Kalkstein oder Dolomit, Marmormehl, Kalkmergel und/oder Kreide eingesetzt. Diese Bestandteile sind natürliche, in großen Massen vorkommende Rohstoffe, die relativ einfach gewinnbar und damit kostengünstig sind. Die Soda muß dagegen als künstlich erzeugtes Produkt von der chemischen Industrie bezogen werden und stellt aufgrund ihres höheren Preises einen wesentlichen Faktor bei den Kosten für das Gemenge dar.

Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Gemenge für die Glasher stellung anzugeben, das kostengünstiger ist, indem die bisher für die Soda aufgewendeten Kosten gesenkt werden. Weiterhin sollen Verfahren zur Herstellung des Gemenges, zum Einlegen des Gemenges in einen Glasschmelzofen und zum Betreiben dieses Ofens angegeben werden.

Die Lösung des ersten Teils der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß anstelle wenigstens eines Teils der Soda-Menge Natronlauge in einer Konzentration von 10 bis 30 Gew.-% Natriumhydroxid (NaOH) in Wasser eingesetzt wird, die in der chemischen Industrie als Abfall bei der Kunststoff-Herstellung (als sogenannte Dünnlauge) entsteht, wobei die Menge der eingesetzten Natronlauge sich ergibt aus dem erforderlichen Gehalt an Natriumoxid (Na₂O) in dem aus dem Gemenge zu erschmelzenden Glas und aus der Konzentration der verwendeten Natronlauge.

Mit der Erfindung gelingt es, einen bisher als Abfall behandelten Stoff, der zur Zeit zum größten Teil unter hohem Aufwand und unter noch nicht absehbaren Folgen für die Umwelt als sogenannte Dünn lauge in Meeresgewässern verklappt wird, als Rohstoff nutzbringend zu verwerten. Diese Abfall-Natronlauge konnte aufgrund ihrer geringen und zudem schwankenden Konzentration von etwa 10 bis 30 Gew.-% NaOH in Wasser und wegen des hohen Aufwandes einer Aufbe reitung bisher keiner nutzbringenden Verwertung zugeführt werden. Ein weiteres Hindernis für eine Weiterverwendung sind die in der Abfall-Natronlauge enthaltenen Beimengungen, die zwar meist nur in geringer Menge auftreten, jedoch in denkbaren Verwendungen für die Lauge stark störende oder schädliche Wirkungen ausüben. Auf den ersten Blick scheint diese Abfall-Natronlauge auch für den Verwen dungszweck gemäß der vorliegenden Erfindung nicht geeignet, da sie im Vergleich zu der in fester Form bisher verwendeten Soda eine Flüssigkeit ist und damit wesentlich andere Eigenschaften aufweist. Es hat sich jedoch überraschend gezeigt, daß das Gemenge auch mit Natronlauge anstelle von Soda unter Anwendung speziell angepaßter Verfahrensweisen handhabbar und verwendbar ist. Der besondere Vorteil, der mit dem neuen Gemenge erzielt wird, liegt in einer hohen Kostenersparnis. Da für die als Abfallprodukt vorliegende Natronlauge praktisch nur die Transportkosten von dem Ort des Anfallens der Lauge bis zu dem Ort der Glasherstellung entstehen, können Einsparungen von bis zu etwa 50% der Kosten für das Gemenge erreicht werden. Dem stehen zwar etwas höhere Energiekosten für die Beheizung des Glasschmelzofens gegenüber, die durch den hohen, zu verdampfenden Wasseranteil in der Lauge bzw. dem Gemenge verursacht werden, doch werden diese von der Kosteneinsparung auf der Rohstoffseite bei weitem übertroffen, insbesondere wenn zur Verdampfung des Wassers die Abgasenthalpie genutzt wird. Ein weiterer erzielter Vorteil ist, daß die aus dem Ofen austretenden Abgase weitestgehend staubfrei sind und daher einfacher weiterzubehandeln sind. Dies sowie die geringer werdende Menge an zu verklappender Lauge trägt zu einer Entlastung der Umwelt bei.

Sollte aus irgendwelchen Gründen Natronlauge der beschriebenen Herkunft nicht zur Verfügung stehen, eignet sich selbstverständ lich auch Natronlauge der entsprechenden Konzentration aus anderer Herkunft, z. B. aus dem chemischen Fachhandel bezogene Lauge oder mit Natriumhydroxid vom Glashersteller selbst angesetzte Lauge.

Hinsichtlich eines Verfahrens zur Herstellung des Gemenges gemäß Erfindung ist vorgesehen, daß dessen feste Bestandteile trocken gemischt werden und daß die Zugabe der Natronlauge zu dem übrigen Gemenge unmittelbar vor dem Einlegen in einen Glasschmelzofen erfolgt. Zum einen wird hierdurch erreicht, daß die Mischung der festen Bestandteile des Gemenges nicht infolge von Verklebungen durch Flüssigkeitszutritt behindert wird. Zum anderen wird erreicht, daß die Natronlauge die Oberflächen der den festen Gemengeanteil bildenden Partikel benetzt und so den unmittelbar anschließend beginnenden Aufschmelzprozeß erleichtert und be schleunigt.

Als bevorzugtes Verfahren für das Einlegen des Gemenges gemäß Erfindung in einen Glasschmelzofen ist vorgesehen, daß das Gemenge nach Zugabe der Natronlauge als pumpfähiger Schlicker durch wenigstens eine in den Vorwärmbereich des Ofens führende, oberhalb des Glasspiegels endende Rohrleitung fließend in den Ofen gefördert und eingelegt wird. Die Beschickung des Ofens mit dem Gemenge bzw. Schlicker ist so relativ einfach, da der Ofen hierfür nicht geöffnet werden muß, wie dies bei der Beschickung mit festem Gemenge erforderlich ist. Aufgrund des hohen Flüssigkeitsanteils infolge der verwendeten relativ gering konzentrierten Natronlauge bleibt das hiermit angesetzte Gemenge stets ausreichend fließfähig, so daß es wie eine hochviskose Flüssigkeit gehandhabt werden kann, wie sie zum Beispiel auch Klärschlamm darstellt, für dessen Handhabung und Förderung Mittel und Verfahren bekannt sind.

In weiterer Ausgestaltung des vorangehend beschriebenen Einlegever fahrens ist vorgesehen, daß der Schlicker je Beschickungsgang kontinuierlich aus mehreren über den Vorwärmbereich des Ofens verteilten Mündungen der Rohrleitung gleichmäßig flächenhaft verteilt eingelegt wird. Dies sorgt dafür, daß ein Abschrecken des Ofens und eine zu heftige Dampfbildung vermieden werden.

Für ein Verfahren zum Betreiben eines Glasschmelzofens zum Erschmelzen von Glas aus dem Gemenge gemäß Hauptpatentanspruch ist vorgesehen, daß der bei und nach dem Einlegen des Gemenges bzw. Schlickers in den Ofen entstehende Wasserdampf abgezogen und zur Vorwärmung des weiterhin einzulegenden Gemenges bzw. Schlickers verwendet wird. Hierdurch wird ein großer Teil der Wärmeenergie, die dem Ofen mit dem Wasserdampf entzogen wird, für die Gemengevor wärmung wieder nutzbar gemacht, so daß sich die Wärmeverluste in Grenzen halten.

Der letzte Patentanspruch schließlich richtet sich auf ein Glas, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß es aus einem Gemenge gemäß dem Hauptpatentanspruch erschmolzen ist.

Im folgenden wird ein Beispiel für die Zusammensetzung eines Gemenges gemäß Erfindung angegeben und erläutert.

Beispiel

67,4 kg Quarz
55,6 kg Natronlauge (25 Gew.-% NaOH in Wasser)
21,4 kg Calciumcarbonat
50,0 kg Glasscherben
7,5 kg Feldspat
0,5 kg Natriumsulfat

Die Energiekosten für das Erschmelzen von Glas aus diesem Gemenge betragen je nach Bauart der Schmelzanlage etwa 30-40,- DM pro Tonne Glas gegenüber etwa 30,- DM pro Tonne Glas bei einem herkömmlichen Gemenge. Demgegenüber beträgt jedoch die Kostener sparnis durch Verwendung von Abfall-Natronlauge anstelle von Soda etwa 50,- DM pro Tonne Glas. Insbesondere eignet sich ein Ofen gemäß der europäischen Patentanmeldung 8 61 00 878.7 der Anmelderin für das Einschmelzen von Glas aus dem erfindungsgemäßen Gemenge.

Claims

1. Gemenge für die Glasherstellung, in der Hauptsache bestehend aus Quarz (SiO₂), Soda (NaCO₃) und Calciumcarbonat (CaCO₃), sowie gegebenenfalls Glasscherben und weiteren Zuschlagstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle wenigstens eines Teils der Soda-Menge Natronlauge in einer Konzentration von 10 bis 30 Gew.-% Natriumhydroxid (NaOH) in Wasser eingesetzt wird, die in der chemischen Industrie als Abfall bei der Kunststoff-Herstellung (als sogenannte Dünnlauge) entsteht, wobei die Menge der eingesetzten Natronlauge sich ergibt aus dem erforderlichen Gehalt an Natriumoxid (Na₂O) in dem aus dem Gemenge zu erschmel zenden Glas und aus der Konzentration der verwendeten Natronlauge.

2. Verfahren zur Herstellung des Gemenges nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dessen feste Bestandteile trocken gemischt werden und daß die Zugabe der Natronlauge zu dem übrigen Gemenge unmittelbar vor dem Einlegen in einen Glasschmelzofen erfolgt.

3. Verfahren für das Einlegen des Gemenges nach Anspruch 1 in einen Glasschmelzofen, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemenge nach Zugabe der Natron lauge als pumpfähiger Schlicker durch wenigstens einen in den Vorwärmbereich des Ofens führende, oberhalb des Glasspiegels endende Rohrleitung fließend in den Ofen gefördert und eingelegt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlicker je Beschickungsgang kontinuierlich aus mehreren über den Vorwärmbereich des Ofens verteilten Mündungen der Rohrleitung gleichmäßig flächenhaft verteilt eingelegt wird.

5. Verfahren zum Betreiben eines Glasschmelzofens zum Erschmelzen von Glas aus dem Gemenge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bei und nach dem Einlegen des Gemenges bzw. Schlickers in dem Ofen entstehende Wasserdampf abgezogen und zur Vorwärmung des weiterhin einzulegenden Gemenges bzw. Schlickers verwendet wird.

6. Glas, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Gemenge gemäß Anspruch 1 erschmolzen ist.