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Verfahren zum Enteisenen von Glasschmelzsanden und Porzellansanden
Die Färbung des Kristallglases. optischen Glases und des Edelporzellans hängt wesentlich
ab vom Eisengehalt des zu verwendenden Quarzes. Es gibt allerwärts Lager von Quarzsanden,
die über 99% Si 02 enthalten, doch sind nur sehr wenige für-die Erzeugung von Kristallglas
usw. brauchbar, da schon ein Eisenoxydgehalt von o,o5 % prohibitiv für die Anwendung
des Sandes zu den genannten Zwecken ist. Ein guter hierfür geeigneter Sand darf
nicht mehr als 0,03 % Fe203 enthalten.
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Infolgedessen sind in der Feinglas- und FeinporzellanindustrieDeutschlands
nur Sande aus drei oder vier deutschen Lagerstätten verwendbar, indem alle Sande
anderer Herkunft über 0,03 0/0, meist sogar zehntel Prozente Eisenoxyd enthalten;
diese Sande gelten schlechthin als nur für gewöhnliches Glas, Fenster-, Flaschenglas
o. dgl. brauchbar.
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Es wurde nun gefunden, daß man durch eine Behandlung solcher nicht
genügend eisenarmer Sande mit Chlor und Methan bei höheren Temperaturen den Eisengehalt
so verminlern kann, daß sie für die Feinglas- und Porzellanindustrie verwendet werden
können. Beispiel Gemahlener Sand mit o,oS % Fe203 wurde bei 65o° C mit einem
Gemisch von i Volumen Methan und ¢ Volumen Chlor etwa 2o Minu: ten behandelt. Sodann
kann man bei steigender Temperatur Chlor allein und schließlich ein Gemisch von
Luft und Chlor etwa 1/2 Stunde lang durch den Sand leiten, während die Temperatur
auf 750° C gesteigert wird.
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Während des ganzen Verlaufes sublimierte Eisenchlorid heraus. Unterbricht
man nach dem Einleiten von Chlor plus Methan und laugt nach dem Ausbrennen der Kohle
mit Säure aus, so erreicht man dasselbe wie beim Weitererhitzen mit Chlor und Luft.
Dem Methan kann man Wasserstoff beimengen oder es durch andere flüchtige Kohlenwasserstoffe
ersetzen.
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Es ist zwar bekannt, daß Eisenoxyd beim Erhitzen mit Chlor und reduzierenden
Substanzen in Eisenchlorid übergeht, aber andererseits sind auch die sehr großen
Schwierigkeiten bekannt, wenn es sich darum handelt, die letzten Eisenreste z. B.
aus Tonerde so zu entfernen. Um so bemerkenswerter ist es, daß man auf dem beschriebenen
Wege so winzige Eisenmengen und noch dazu während so kurzer Behandlungszeit mit
Sicherheit beseitigen kann; man kann bei ein wenig längerer Behandlungsdauer im
Beispiel sogar auf unter o,o i 0/, Fee O3 herunterkommen.
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Es ist auch darauf hinzuweisen, daß durch Behandlung mit Säuren in
den in Betracht kommenden Sanden die Eisenoxyde nicht in technisch befriedigender
Weise durch Extraktion entfernt werden können, da sie meistens nicht in säurelöslicher
Form vorliegen. Deshalb ist es für eine restlose Enteisenung unbedingt notwendig,
die Sande vor der Säurebehandlung mit Chlor und Methan zu behandeln.
Erst
die Kombination dieser beiden Arbeitsvorgänge führt im vorliegenden Falle zum Erfolg.
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Man haf auch schon vorgeschlagen, Scherben s aus keramischem Material,
also verglühte, geformte Ware durch Erhitzen auf etwa iooo° im Chlorstrome zwecks
Erzielung eines weißen Scherbens zu behandeln. Auf diese Weise erzielt man in der
Tat einen manchmal nur auf die Oberfläche hell gefärbten Scherben. Analysiert man
die so behandelte Ware, so findet man auch nach lang dauernder Behandlung stets
noch einen beträchtlichen Gehalt an Eisen und anderen färbenden, metallischen Verunreinigungen.
Dasselbe gilt bei Anwendung chlorhaltiger Gase, die hier zur Anwendung gelangen
konnten. Auf die Entfernung ganz geringer Eisenmengen aus Glassand, die gerade durch
das neue Verfahren ermöglicht wird, durch Erhitzen mit Chlor allein, ist, wie soeben
ausgeführt wurde, diese Methode nicht anwendbar.
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Es ist auch vorgeschlagen worden, Glassand weitgehend zu enteisenen,
indem man bei höherer Temperatur Phosgen darüberleitet. Dabei wird allerdings eine
zufriedenstellende Enteisenung erzielt, jedoch ist das Arbeiten mit Phosgen wegen
seiner Giftigkeit zunächst technisch nur mit großer Unbequemlichkeit und Gefahr
durchführbar, und sodann eignet sich diese Methode, wie die Literatur angibt, zur
Entfernung von Eisen nur, wenn das Eisenoxyd in amorpher Form vorliegt. Sonst wird
das Eisen von dem Phosgen nicht oder nicht genügend vollständig angegriffen. Bei
der großtechnischen Durchführung des neuen Verfahrens ergibt sich gegenüber dem
Arbeiten mit Phosgen ein erheblicher Vorteil dadurch, daß ein Gemisch von Methan
und Chlor durch einfache Reguliervorrichtungen erzeugt und gesteuert werden kann,
während bekanntlich für die Erzeugung von Phosgen gesonderte Einrichtungen nötig
sind. Ein weiterer Nachteil des Enteisenungsverfahrens mittels Phosgen besteht darin,
daß man die Volumverhältnisse der das Phosgen zusammensetzenden Reaktionsgase nicht
variieren kann, was jedoch leicht ausführbar ist bei Anwendung eines Gemisches von
Methan und Chlor. Mittels eines solchen Gemisches hat man unter allen Umständen
die Möglichkeit, Glassand bis auf ganz geringe Eisenoxydmengen zu enteisenen, während
man mit einem Gemisch von Kohlenoxyd und Chlor nach vorliegenden Angaben keine befriedigende
Wirkung erzielt.
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Das neue Verfahren ermöglicht somit, wertarme Sande mit billigen:
Mitteln in Sande für die Feinglas- und Feinporzellanindustrie überzuführen, was
auch der Frachtersparnis halber von erheblicher Bedeutung ist.