DE69708789T2

DE69708789T2 - Verfahren zur Herstellung von synthetischen Silicaten und deren Verwendung für die Glasherstellung

Info

Publication number: DE69708789T2
Application number: DE69708789T
Authority: DE
Inventors: George Henry Fairchild; John Albert Hockman
Original assignee: Minerals Technologies Inc
Current assignee: Minerals Technologies Inc
Priority date: 1996-09-03
Filing date: 1997-09-02
Publication date: 2002-07-04
Anticipated expiration: 2017-09-03
Also published as: ES2116958T1; KR19980024286A; DE69708789D1; PL321920A1; ES2116958T3; EP0826630A2; DE826630T1; BR9704592A; CA2214363C; JPH10218638A; JP2002128527A; MX9706682A; IL121641A0; EP0826630A3; PL188364B1; JP3246722B2; CA2214363A1; KR100351232B1; EP0826630B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Zusammensetzungen und Verfahren zur Glasherstellung. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Kalziumsilikatvorläufermaterial, welches aus Kalziumoxiden und Magnesiumoxiden, Wasser und Natriumsilikaten hergestellt ist. Solches Material ist besonders nützlich für die Glasherstellung und ermöglicht den Einsatz niedrigerer Temperaturen mit weniger flüchtigen Substanzen als bisher.

Hintergrund der Erfindung

Glas kann aus Glasbildnern hergestellt werden, welche nach der Theorie des zufälligen Netzwerks von Glas als Material mit einer Schwerkation-Sauerstoffbindung mit einer Stärke größer als ca. 335 kJ/mol theoretisiert werden können. Typische Bildner sind Oxyde wie B&sub2;O&sub3;, SiO&sub2;, GeO&sub2;, P&sub2;O&sub3;, As&sub2;O&sub5;, P&sub2;O&sub3;, As&sub2;O&sub3;, Sb&sub2;O&sub3;, V&sub2;O&sub5;, Sb&sub2;O&sub5;, Nb&sub2;O&sub5; und Ta&sub2;O&sub5;. Das Fluorid BeF&sub2; ist auch geeignet. Zusätzliche Komponenten können mit den Glasbildnern zur Erzeugung unterschiedlicher Effekte vermischt werden. Diese Komponenten umfassen Glaszwischenstufen mit Bindungsstärken von ca. 250 bis 350 kJ/mol, welche Teil des Netzwerks werden können, aber nicht müssen, und Glasmodifiziermittel mit Bindungsstärken von weniger als ca. 250 kJ/mol, die nicht Teil des Netzwerkes werden. Typische Modifizierungsmittel sind Oxide von Gallium, Magnesium, Lithium, Zink, Kalzium, Natrium und Kalium. Weitere Bildner, Zwischenstufen und Modifiziermittel sind bekannt, wie sich aus "GLASS", Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technolopy, Vol 12, Seite 555 ff. (1994) ergibt.
Eine Form von Glas ist ein Silikatsystem beinhaltend Modifiziermittel und Zwischenstoffe. Solche Silikate haben ein Netzwerk von Silizium zu Sauerstoff zu Siliziumbindungen. Der Einsatz eines Modifiziermittels wie Natriumoxid kann diese Bindungen durch Ausbildung einer Silizium zu Sauerstoff zu endständiger Natriumbindung spalten. Weitere Modifizierer können eingesetzt werden. Solche Modifizierer können das Glas flüssiger machen, die Widerstandsfähigkeit herabsetzen, die thermische Ausdehnung vergrößern, die chemische Widerstandsfähigkeit herabsetzen oder den Schmelzfluß vergrößern.
Solche Natriumsilikate werden eingesetzt als Klebstoffe, Reinigungsmittel, Trocknungsmittel, Schleifmittel, Zemententflockungsmittel und Oberflächenbeschichtungen.
Das vorherrschend hergestellte Glas ist Natrium-Kalkglas. Solche Natrium-Kalkgläser können Mischungen von Alkalien und Erdalkalien enthalten. Diese Gläser können mittels des Einsatzes von Oxiden von Natrium, Kalzium, Silizium, Magnesium, Aluminium, Barium und Kalium hergestellt werden.
Das überwiegende Glas wird mittels eines Verfahrens hergestellt, in welchem die Rohmaterialien bei hohen Temperaturen zu einer sich dann bildenden homogenen Schmelze konvertiert werden. Die gewöhnlich eingesetzten Rohmaterialien sind Sand als Quelle von Silizium, Kalkstein als Quelle von Kalzium und Magnesium, und Sodaasche oder Ätznatron, als Quelle von Natrium. Der Kalkstein ist gewöhnlich ein Kalkstein mit hohem Kalziumanteil (95% Calzit, CaCO&sub3;), ein Aragonitmineral oder dolomitischer Kalkstein (Mischung aus Dolomit, CaMg(CO&sub3;)&sub2;, und Calzit). Die Sodaasche (Natriumcarbonat, Na&sub2;CO&sub3;) kann ein Produkt des Solvay Verfahrens oder eine Mineralablagerung sein. Typische Herstellungsverfahren umfassen das ansatzweise Mischen von Sand, Sodaasche, Kalkstein und weiteren Materialien bei erhöhten Temperaturen oberhalb 1000ºC.
Es besteht anhaltender Bedarf für neue Verfahren und Materialien, welche die Herstellung von Glas erleichtern und welche Energie- und Materialeinsparungen ermöglichen.

Stand der Technik

Das US-Patent 5,004,706 offenbart ein Verfahren zur Herstellung geschmolzenen Glases, bei dem Siliziumoxid mit einem fertigen Rohmaterialbestandteil aus einem Natriumerdalkalisilikat erhitzt wird, welches ein Hauptanteil des Natriums in dem erzeugten geschmolzenen Glas beinhaltet. Das Patent offenbart auch zum Einsatz in der Glasherstellung geeigneten Rohmaterialbestandteil, umfassend Natriumkalziumsilikat und optional Natriummagnesiumsilikat. Ein Verfahren zur Herstellung eines geeigneten Rohmaterialbestandteils umfassend Natriumkalziumsilikat wird auch offenbart und umfaßt das Erhitzen einer Mischung einer Natriumoxidquelle, einer Siliziumoxidquelle und entweder einer Kalziumsilikatquelle oder einer Kalziumoxidquelle bei einer Temperatur von mehr als ca. 800ºC mit einem Molverhältnis von 1 : 1 : 1 bezüglich Na&sub2;O, CaO und SiO&sub2;. Die erhaltenen fertigen Rohmaterialbestandteile können ohne Schmelzen vor dem Mischen und Zuleiten in dem Ofen vorgeheizt werden.
US-Patent 4,920,080 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Glas, in welchem als erster Schritt Siliziumoxid mit Natriumcarbonat zur Ausbildung von Natriumsilikat umgesetzt wird. Das resultierende Natriumsilikat wird mit einem Kalziumcarbonat vermengt, welches geeignetes Rohmaterial beinhaltet, das zur Freisetzung von Kohlendioxyd vor dem Inberührungkommen mit dem Natriumsilikat kalziniert wurde. Das Patent schlägt vor, daß das Verfahren die Wiedergewinnung der Abfallwärme des Glasschmelzens maximiert und daß die resultierenden fertigen Rohmaterialien im wesentlichen frei von Kohlendioxid sind, welches gasförmige Einschlüsse in dem Glas minimiert.
US-Patent 4,023,976 offenbart ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Glas, in welchem eine Glascharge mit einem Bindemittel vermischt, gealtert, kompaktiert und in Briketts gepreßt wird, welche zum teilweisen Reagieren des Inhalts der Charge in einen Vorreaktionszustand erwärmt werden. Dieses Verfahren minimiert die Ausseigerung und Ungleichmäßigkeit in der Glascharge und reduziert die Betriebstemperatur des Glasofens.
US-Patent 3,883,364 offenbart ein staubfreies granulares Erdalkalicarbonatmaterial, welches besonders als Speisevorratsstoff für Glasöfen geeignet ist. Das Verfahren zur Herstellung des granularen Materials beinhaltet das Versetzen einer frisch hergestellten wässrigen Aufschlämmung von Erdalkalicarbonat mit einer Lösung von Alkalisilikat, Trocknung der Aufschlämmung und Sintern bei Temperaturen von ca. 700 bis 900ºC, wodurch die wässrigen Aufschlämmungsfeststoffe in ein dichtes Material konvertiert werden, welches zu einer staubfreien, frei fließenden Form gemahlen werden kann, welches zum Einsatz als ein Speisevorratsstoff in Glasöfen geeignet ist.
US-Patent 3,967,943 offenbart ein Verfahren der Verbesserung des Schmelzens von Glaschargen durch Einsatz von Natriumsilikatwasserlösungen als eine geeignete Rohzutat, um zwischen ca. 1% bis ca. 10% des Gesamtnatriumoxidinhalts bereitzustellen, wobei gewöhnliche Natrium beinhaltende, geeignete Rohmaterialien den Hauptbestandteil des Natriumoxidinhalts bereitstellen. Das Patent schlägt vor, daß der Zusatz von Natriumsilikatwasserlösungen es ermöglicht, eine niedrige Temperatur und/oder weniger Brennstoff für das Schmelzen einzusetzen, welches in weniger Staubbildung resultiert und das Vorkommen von Glasinhomogenitäten oder Defekten reduziert.

Zusammenfassung

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Kalziumsilikatvorläufermaterials bereit. Der Vorteil des Verfahrens liegt in der Bereitstellung eines Materials, welches in der Glasherstellung nützlich ist und aus der Reaktion von Kalziumoxiden und Magnesiumoxiden, Wasser und Natriumsilikaten hergestellt ist. Die Glasbildung wird bei einer niedrigeren Temperatur als gewöhnlich und mit einer geringeren Menge flüchtiger Gasfreisetzung durchgeführt. Es tritt weniger Cristobalitbildung in dem Glas auf. Das Verfahren schließt den Schritt des Vormischens einer gelöschten Kalziumquelle und eines löslichen Silikats zur Herstellung eines Kalziumsilikatvorläufermaterials ein. Dies Vorläufermaterial beinhaltet wahlweise freies Wasser, welches aus dem Ablöschverfahren zur Erzeugung der gelöschten Kalziumquelle zurückbleiben kann. Das Verfahren umfaßt ferner die Vermischung des Kalziumsilikatvorläufermaterials mit einer Siliziumoxidquelle zur Erzeugung eines Glasproduktes.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines geschmolzenen Glases umfassend den Schritt des Vormischens einer gelöschten Kalziumquelle und eines löslichen Silikats zur Herstellung eines Kalziumsilikatvorläufermaterials. Dieses Vorläufermaterial beinhaltet wahlweise freies Wasser, welches aus dem Ablöschverfahren zur Herstellung der gelöschten Kalziumquelle zurückbleiben kann. Das Verfahren umfaßt ferner die Vermischung des Kalziumsilikatvorläufermaterials und eine Siliziumoxidquelle zur Herstellung eines Glasproduktes.
Die Kalziumquelle kann jegliche Art von natürlichem oder künstlichem Material sein, welches in der Lage ist, mittels Wasser abgelöscht zu werden, d. h. ein Kalziumoxid welches mit Wasser reagiert. Solche Quellen können natürliche Formen von Kalziumoxiden oder verarbeitete Materialien sein, welche gemahlen, kalziniert oder anderweitig behandelt wurden. Nichtlimitierende Beispiele sind Wollastonit (CaO·SiO&sub2;), Diopsid (CaO·MgO·2SiO&sub2;), Akermanit (2CaO·MgO·2SiO&sub2;), Kalziummetasilikat (CaO·SiO&sub3;), kalzinierter Dolomit (d. h. Dolomitkalk, CaO· MgO) und Kalk (CaO) in seinen unterschiedlichen Arten, z. B. gebrannter Kalk, hydratisierter Kalk, Zementkalk und Kalk mit hohem Kalziumanteil (d. h. 95% oder höher aktiv).
Eine bevorzugte Wahl der Kalziumquelle ist Dolomitkalk und Kalk mit hohem Kalziumanteil. Die Kalziumquelle kann mit Wasser bei Umgebungstemperaturen oder Drücken gelöscht werden. Höhere Temperaturen und Drücke können eingesetzt werden. Falls mehr als eine Art von Kalziumquelle eingesetzt wird, können die Kalziumquellen vor, während oder nach dem Ablöschen vermischt werden. Die Menge des eingesetzten Wassers ist bevorzugterweise mindestens eine für das vollständige Löschen stöchometrische Menge und kann eine überschüssige Menge Wassers sein, so daß die gelöschte Kalziumquelle ein Anteil freien (unreagierten) Wassers umfaßt.
Das lösliche Silikat ist ein Silikat mit ausreichender Löslichkeit in Wasser zur Ermöglichung der Reaktion des Silikates mit der gelöschten Kalziumquelle.
Ein bevorzugtes lösliches Silikat ist Natriumsilikat. Solches Natriumsilikat kann trocken oder flüssig und wasserfrei oder hydratisiert, vorzugsweise fünffach hydratisiert sein.
Zusätzlich zu der Siliziumoxidquelle können auch ein oder mehrere Quellen von Kalzium, Magnesium und Natrium zur Vervollständigung der Herstellung des Glases benötigt werden. Zum Beispiel können ein oder mehrere Kalkstein-, Dolomit- und Sodaaschematerialien eingesetzt werden. Dies hängt von der gewünschten Glaszusammensetzung ab. Der Einsatz solcher Materialien kann in der Freisetzung flüchtiger Gase, wie Carbonaten, während der Glasproduktion resultieren und dementsprechend ist es wünschenswert, deren Einsatz zu minimieren. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Natriumsilikat eine wasserfreie oder hydratisierte Form einer Verbindung mit der empirischen Formel Na&sub2;O·X SiO&sub2;, in der X Werte im Bereich zwischen 0,5 und 3,75 besitzt, vorzugsweise Na&sub2;O·SiO&sub2;, Na&sub2;O·SiO&sub2;·5H&sub2;O und Na&sub2;O·10/3 SiO&sub2;. Falls das Natriumsilikat wasserfrei ist, wird das Natriumsilikat vorzugsweise mit der gelöschten Kalziumquelle nach Beendigung des Ablöschverfahrens vorgemischt.
Das Vormischen der gelöschten Kalziumquelle und des löslichen Silikats kann gleichzeitig mit oder nach dem Ablöschen zur Erzeugung der gelöschten Quelle durchgeführt werden. Das Verhältnis der Kalziumquelle, des Wassers zum Ablöschen und des löslichen Silikats kann zur Erzeugung einer Vielzahl von Kalziumsilikatvorläufermaterialien variiert werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kalziumquelle eine Mischung aus Dolomitkalk und Kalk mit hohem Kalziumanteil. Das Verhältnis der Mischung kann variieren, vorzugsweise liegt das Gewichtsverhältnis des Dolomitkalks zu dem Kalk mit hohem Kalziumanteil zwischen etwa 100 : 1 und etwa 1 : 100, insbesondere zwischen ca. 4 : 1 und ca. 2 : 1. Das bevorzugte Gewichtsverhältnis des Wassers zu Kalk während des Ablöschens liegt etwa zwischen 10 : 1 und etwa 0,35 : 1, insbesondere zwischen ca. 2,5 : 1 und ca. 1 : 1. Die Wassertemperatur zum Ablöschen der Kalziumquelle liegt bevorzugterweise zwischen ca. 10ºC und ca. 90ºC, insbesondere zwischen ca. 20ºC und ca. 30ºC.
Das Vormischen des Wassers und der Kalziumquelle kann in jeglicher Reihenfolge oder gleichzeitig erfolgen. Vorzugsweise wird das Wasser zu der Kalziumquelle über einen Zeitraum hinzugefügt, wie z. B. über zwischen ca. 5 Sekunden und etwa 2 Stunden, vorzugsweise über ca. 30 Sekunden. Die Ablöschzeit liegt vorzugsweise zwischen ca. 1 Minute und ca. 60 Minuten, vorzugsweise zwischen ca. 2,5 Minuten und ca. 10 Minuten.
Die Menge des löslichen Silikats, welches mit der gelöschen Kalziumquelle vorgemischt werden soll, liegt vorzugsweise im Bereich eines Gewichtsverhältnisses des löslichen Silikats und der gelöschten Kalziumquelle (trocken) von zwischen ca. 0,044 und ca. 2,2, insbesondere zwischen ca. 0,048 und ca. 1,2. Die Dauer des Vormischens des löslichen Silikats und der gelöschten Kalziumquelle kann vorzugsweise im Bereich zwischen ca. 5 Sekunden und ca. 2 Stunden, vorzugsweise zwischen ca. 10 Minuten und ca. 30 Sekunden liegen. Die Mischung des flüssigen Silikats und der gelöschten Kalziumquelle wird vorzugsweise für eine Zeitdauer von zwischen ca. 5 Minuten und ca. 2 Stunden, besonders bevorzugt zwischen ca. 30 Minuten und ca. 1 Stunde dauerndem Mischen unterworfen.
Das Vormischen und das andauernde Mischen, falls durchgeführt, des löslichen Silikates und der gelöschten Kalziumquelle dient zur Herstellung eines Kalziumsilikatvorläufermaterials, welches für die Herstellung von Glas geeignet ist. Falls ein Überschuß von Wasser (z. B. freies Wasser) vorhanden ist, liegt das Material in Form einer Aufschlämmung vor. In Abhängigkeit von der Zusammensetzung und der Art des herzustellenden Glases unter Einsatz des Kalziumsilikatvorläufermaterials kann zusätzliches Material zu der Aufschlämmung während oder nach dem Vormischen oder Mischen hinzugefügt werden. Zum Beispiel kann, falls zusätzliches Siliziumoxid gewünscht wird, eine Siliziumoxidquelle, wie Siliziumoxidmehl hinzugefügt werden. Auch kann, vor dem Einsatz eines solchen Kalziumsilikatvorläufermaterials in der Glasproduktion die Aufschlämmung behandelt werden, wie mittels Filtration, Verdampfen oder Erwärmen, um mindestens einen Teil des freien Wassers zu entfernen. Zum Beispiel könnte die Aufschlämmung bei einer Temperatur von ca. 110ºC getrocknet werden.
Das Kalziumsilikatvorläufermaterial kann durch Erwärmung auf höhere Temperaturen, wie zwischen ca. 110ºC und ca. 1100ºC, insbesondere zwischen ca. 150ºC und ca. 700ºC, noch bevorzugter unterhalb von 300ºC, behandelt werden. Die Dauer und der Anstieg einer solchen Erwärmung können in Abhängigkeit von dem gewünschten endgültigen Kalziumsilikatvorläufermaterial insofern variiert werden, als solches Erwärmen weitere oder weiter fortgeschrittene Reaktionen bewirken kann. Das Kalziumsilikatvorläufermaterial, welches durch die vorliegende Erfindung hergestellt wurde, kann eine große Bandbreite von ein oder mehr Kalziumsilikatkomponenten beinhalten. Die Variabilität der Kalziumsilikatkomponenten korreliert mit der Variabilität der Mengen der Kalziumquelle, des Wassers und des löslichen Silikats sowie mit den Bedingungen des Betriebs, z. B. den Temperaturen, den Drücken, der Dauer, dem Mischen usw. Die bevorzugten Kalziumsilikatkomponenten besitzen die Formel NaACaB(O)C(OH)DSiEOF·GH&sub2;O in der entweder C oder D gleich Null ist und die anderen tiefergesetzten Buchstaben entsprechend den vorher beschriebenen Bedingungen variieren. Tabelle I offenbart, in einer nichtlimitierenden Weise, die zwischen Betriebsmengen und erhältlichen Kalziumsilikatvorläufermaterialien erhaltbaren möglichen Korrelationen. TABELLE 1 Gewichtsverhältnisse
In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Kalziumsilikatvorläufermaterial eine oder mehrere Komponenten, die von der Formel (CaO)x·SiO&sub2;·Y(H&sub2;O) repräsentiert werden, in der x zwischen 5/6 und 3/2 liegt und Y ungleich 0 ist. Insbesondere ist · 1,5 und Y ist 1.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Kalziumsilikatvorläufermaterial eine oder mehrere Komponenten, die durch die Formel X(Na&sub2;O)·Y(CaO)·SiO&sub2; repräsentiert werden, und umfaßt wahlweise eine durch die Formel W(Na&sub2;O)·V(MgO)·SiO&sub2; repräsentierte Verbindung, in der X und W unabhängig voneinander zwischen 1/6 und 1/1 und Y und V unabhängig voneinander zwischen 1/3 und 1/1 liegen. Vorzugsweise umfaßt das Kalziumsilikatvorläufermaterial 0,5(Na&sub2;O) ·1(CaO)·SiO&sub2;. Noch bevorzugter umfaßt das Kalziumsilikatvorläufermaterial ferner Na&sub2;O·MgO·SiO&sub2;.
Einen weiteren Aspekt sieht die vorliegende Erfindung in der Festsetzung der Verfahrensvariablen innerhalb einer Gruppe von neuen Verfahrensvariablen zum Erhalten der gewünschten Ergebnisse. Entsprechend kann die vorliegende Erfindung die oben beschriebene Erfindung sein, in der das Verhältnis der Menge des Kalziumsilikatvorläufermaterials und der Menge der Siliziumoxidquelle effektiv zur Reduktion der benötigten Temperatur zur Erzeugung des geschmolzenen Glases innerhalb einer bestimmten Zeit eingestellt wird. Alternativ wird das Verhältnis der Menge des Kalziumsilikatvorläufermaterials und der Menge der Siliziumoxidquelle in effektiver Weise zur Reduktion der zur Erzeugung des geschmolzenen Glases bei einer bestimmten Temperatur benötigten Zeit eingestellt. Die Variablen, welche sich aus den vorangehenden Variablen zusammensetzen, können ebenfalls eingestellt werden. Das geschmolzene Glas wird zum Beispiel durch Festsetzung der Variablen aus einem Satz von Variablen bestehend aus der Menge der gelöschten Kalziumquelle, der Menge des löslichen Silikats, der Menge des freien Wassers, der Menge der Siliziumoxidquelle, der Dauer zur Herstellung des geschmolzenen Glases und der Temperatur zur Herstellung des geschmolzenen Glases hergestellt. Sobald eine bestimmte Anzahl von Variablen festgesetzt worden ist, werden die verbleibenden im Einklang mit dem Freiheitsgrad festgelegt. In Abhängigkeit von der gewünschten Glaszusammensetzung können auch Mengen der anderen Quellen des Kalziums, des Magnesiums oder Natriums, wie Kalkstein, Dolomit und Sodaasche auch im Einklang mit der Änderung dieser Variablen verändert werden.
Die folgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung beschreiben:

Beispiel 1

Das folgende ist ein Verfahren zur Herstellung einer Vormischung aus Natriumkalziumsilikat und Natriummagnesiumsilikat. Reaktion findet in einem Flügelmischer statt. Eine Magnesiumoxid und eine Kalziumoxidquelle bestehend aus 37,2 g Dolomitkalk (55,1% CaO; 42,5% MgO) und 13,2 g Kalk mit hohem Kalziumanteil (96% aktiv) werden in dem Mischer vorgemischt. Zu den vermischt werdenden Oxiden werden 210 g trockenen Natriummetasilikatpentahydrates hinzugefügt. Dies stellt genügend Siliziumdioxid zur Reaktion mit dem gesamten Magnesium- und Kalziumoxid in einem 1 : 1 Verhältnis bereit. In diese trockene Mischung werden 50 g Wasser eingebracht. Die Aufschlämmung wird für 30 Minuten gemischt. Nach Beendigung der Reaktion wird das freie Wasser in einem Ofen bei 110ºC entfernt. Das getrocknete Material wird daraufhin in einem Ofen auf 400ºC erhitzt. Die in dieser Reaktion gebildeten Phasen wurden durch Röntgenbeugung ("x-ray defraction", XRD) als Na&sub2;MgSiO&sub4; und Na&sub2;Ca&sub2;Si&sub2;O&sub7; bestätigt.

Beispiel 2

Ein Verfahren, in dem ein Na&sub2;MgSiO&sub4; und Na&sub2;Ca&sub2;Si&sub2;O&sub7;-Vorläufer in dem Glas eingesetzt wird. Die nachgegangene Glasformulierung ist 74,1% SiO&sub2;, 13,3% Na&sub2;O, 8,6% CaO und 4,1% MgO. Das Vorläufermaterial besteht zu 100% aus dem benötigten Na&sub2;O, CaO und MgO und zu 21% aus dem benötigten SiO&sub2;. Daher wurden zu 50 g des Vorläufermaterials 67,9 g SiO&sub2; als Sand hinzugefügt. Eine Kontrolle bestehend aus der oben erwähnten Glasformulierung unter Einsatz von Kalziumcarbonat als CaO-, Magnesiumcarbonat als MgO- und Sodaasche als Na&sub2;O-Quelle wurde hergestellt. Zwei Gruppen von diesen Mixturen wurden daraufhin auf 1300ºC und 1400ºC entsprechend für die Dauer von 1, 3, 6 und 12 Stunden erhitzt. Die Glasproben wurden gemahlen und mittels XRD untersucht. Die Prozentsätze amorphen Glases in diesen Proben waren wie folgt:
* Der Kontroll-Prozentsatz ist größer bei niedrigeren Temperaturen für diese Dauer und Temperatur aufgrund der Dynamik der Cristobalitbildung.

Beispiel 3

Das nachfolgende ist ein Verfahren zur Synthese eines Kalziumsilikathydrates. Die Reaktion findet in einem Flügelmischer statt. 300 g Dolomitkalk bestehend aus 55,1% CaO und 42,5% MgO wurden mit 500 g Wasser während 10 Minuten in dem Flügelmischer gelöscht. Unabhängig davon wurden 100 g Kalk mit hohem Kalziumanteil mit 500 g Wasser während 10 Minuten gelöscht. Beide Proben wurden durch ein 60 mesh Sieb gesiebt. In den Mischer wurden 400 ml der Dolomitschlacke und 500 ml Schlacke mit hohem Kalziumanteil eingefüllt. Zu den vermischt werdenden Schlacken wurden 945 g flüssigen N-Typ Natriumsilikates hinzugefügt. Das Natriumsilikat wurde über einen Zeitraum von 5 Sekunden hinzugefügt. Das Natriumsilikat stellt genug lösliches Silikat zur Reaktion in einem 1 : 1 Mol-Verhältnis mit dem gesamten MgO und dem CaO bereit. Die Aufschlämmung wird für die Dauer von 60 Minuten gemischt. Nach der Beendigung der Reaktion wird freies Wasser in einem Ofen bei 110ºC entfernt. Das getrocknete Material wird daraufhin in einem Ofen auf 400ºC erhitzt. Die in dieser Reaktion gebildete Phase wurde mittels XRD als (CaO)1,5SiO&sub2;·H&sub2;O zusammen mit nichtreagiertem MgO und überschüssigem Natriumsilikat bestätigt.

Beispiel 4

Verfahren, in dem ein (CaO)1,5SiO&sub2;·H&sub2;O-Vorläufer in ein Glas eingesetzt wird. Die nachgegangene Glasformulierung ist 74,1% SiO&sub2;, 13,3% Na&sub2;O, 8,6% CaO und 4,1% MgO. Das Vorläufermaterial besteht zu 100% aus dem benötigten CaO und MgO, zu 21% aus dem benötigten SiO&sub2; und zu 35% aus dem benötigten Na&sub2;O. Daher wurden 36,1 g SiO&sub2; und 9 g Sodaasche zu 20 g des Vorläufermaterials hinzugefügt. Eine Kontrolle bestehend aus der oben erwähnten Glasformulierung unter Einsatz von Kalziumcarbonat als CaO-Quelle, Magnesiumcarbonat als MgO-Quelle und Sodaasche als Na&sub2;O-Quelle wurde hergestellt. Zwei Gruppen dieser Mischung wurden daraufhin auf 1300ºC und 1400ºC entsprechend über eine Zeitdauer von 1, 3, 6 und 12 Stunden erhitzt. Die Glasproben wurden zermahlen und mittels XRD untersucht. Der Prozentsatz amorphen Glases der Proben war wie folgt:
* Der Kontrollprozentsatz ist größer bei der niedrigeren Temperatur für diese Zeitdauer an Temperatur aufgrund der Dynamik der Cristobalitformation.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines geschmolzenen Glases umfassend (1) den Schritt des Vormischens einer abgelöschten Kalziumquelle und eines löslichen Silikats zur Herstellung eines Kalziumsilikatvorläufermaterials, welches wahlweise freies Wasser beinhaltet, und (2) den Schritt des Zumischens des Kalziumsilikatvorläufermaterials und einer Siliziumoxidquelle zur Herstellung eines geschmolzenen Glasproduktes.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Quelle des Kalziums Dolomit, Dolomitkalk, und/oder Kalziumkalk ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Quelle des Kalziums Dolomitkalk und Kalk mit hohem Kalziumanteil ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem die gelöschte Kalziumquelle eine Vormischung von einzeln abgelöschten Kalziumquellen ist.

5. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das lösliche Silikat ein Natriumsilikat ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das Natriumsilikat eine · wasserfreie oder hydratisierte Form einer Verbindung mit der empirischen Formel Na&sub2;O·XSiO&sub2; ist, wobei X Werte im Bereich zwischen 0,5 und 3,75 umfaßt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Natriumsilikat Na&sub2;O·SiO&sub2;, Na&sub2;O·SiO&sub2;·5H&sub2;O oder Na&sub2;O·10/3SiO&sub2; ist.

8. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das lösliche Silikat nach Beendigung des Ablöschens der abgelöschten Kalziumquelle zugemischt wird.

9. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, welches ferner den Schritt des Entfernens mindestens eines Teils des freien Wassers umfaßt, welches in dem Kalziumsilikatvorläufermaterial vorhanden ist.

10. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, welches ferner den Schritt der Behandlung des Kalziumsilikatvorläufermaterials bei einer Temperatur im Bereich zwischen ca. 150ºC und 700ºC umfaßt.

11. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Kalziumsilikatvorläufermaterial ein oder mehrere Verbindungen umfaßt, die durch die Formel (CaO)x·SiO&sub2;·Y(H&sub2;O), wobei X zwischen 5/6 und 3/2 liegt und Y ungleich 0 ist, oder durch die Formel X(Na&sub2;O)·Y (CaO)·SiO&sub2; repräsentiert werden und wahlweise eine Verbindung umfaßt, welche durch die Formel W(Na&sub2;O)·V(MgO)·SiO&sub2; repräsentiert wird, wobei X und W unabhängig voneinander zwischen 1/6 und 1/1 und Y und V unabhängig voneinander zwischen 1/3 und 1/1 liegen.

12. Verfahren zur Herstellung geschmolzenen Glases, bei dem ein Kalziumsilikatvorläufermaterial umfassend ein oder mehrere durch die Formel (CaO)X·SiO&sub2;·Y(H&sub2;O), wobei X zwischen 5/6 und 3/2 liegt und Y ungleich 0 ist, oder durch die Formel X(Na&sub2;O)·Y(CaO)·SiO&sub2; repräsentierten Verbindungen und optional eine Verbindung, die durch die Formel W(Na&sub2;O)·V(MgO) ·SiO&sub2; repräsentiert wird, wobei X und W unabhängig voneinander zwischen 1/6 und 1/1 und Y und V unabhängig voneinander zwischen 1/3 und 1/1 liegen, mit einer Siliziumoxidquelle vorgemischt wird und Bedingungen zur Herstellung geschmolzenen Glases unterworfen wird.