DE1920202B2 - Verfahren zur herstellung eines aus einzelteilchen bestehenden feststoffs, der als rohstoff fuer die einfuehrung von natriumoxid und calciumoxid in ein soda-kalkglas geeignet ist - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines aus einzelteilchen bestehenden feststoffs, der als rohstoff fuer die einfuehrung von natriumoxid und calciumoxid in ein soda-kalkglas geeignet istInfo
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Description
3 4
Normalerweise wird eine Arbeitstemperatur zwischen Gemenge wird gewöhnlich anschließend mit 5 bis 10%
600C und dem Schmelzpunkt des eingesetzten Alkali- Wasser vermischt und in einen Glasschmelzofen einge-
hydroxids eingehalten, beispielsweise eine Temperatur führt. Das Gemenge, in welchem die erfindungsgemäße
von 318 C bei einer Verwendung von Natrium- alkalische Zusammensetzung verwendet wird, sollte
hydroxid. Vorzugsweise wird zur Herstellung der erfin- 5 vorzugsweise in feuchtem Zustand während einer
dungsgemäßen alkalischen Zusammensetzung eine Zeitspanne vermischt werden, die dazu ausreicht, eine
Temperatur von 100 bis 140° C angewendet. Wenn auch merkliche Homogenität zu erzielen. Vorzugsweise wird
Temperaturen, die von diesem Bereich abweichen, ein- so lange vermischt, bis ein wäßriger Überzug aufge-
gehalten werden können, so wird dennoch dabei kein bracht wird. Ein derartiger Überzug hat zusammen
Vorteil erzielt, da bei Temperaturen unterhalb 60° C io mit der Verwendung von Läuterungsmitteln, wie bei-
übermäGig lange Reaktionszeiten erforderlich sind. spielsweise Natriumsulfat, die Gewinnung eines ferti-
Zusätzlich sind bei niederen Alkalihydroxidkonzen- gen Glasprodukts zur Folge, das nur eine geringe
trationen, beispielsweise bei Verwendung einer wäßri- Blasenzahl aufweist, wobei die Schmelz- und die
gen Natriumhydroxidlösung mit einer Konzentration Läuterungszeit minimal sind.
unterhalb 45°/0, übermäßige Wärmemengen zur 15 Verwendet man das erfindungsgemäß hergestellte
Durchführung der Reaktion erforderlich, während bei Addukt bei der Glasherstellung, so wird eine Dekrepi-
höheren Alkalihydroxidkonzentrationen, beispielsweise tation während des Schmelzens der Glasmischung, wie
bei Verwendung einer mehr als 80°/eigen wäßrigen sie normalerweise beim Schmelzen von üblichen,
NaOH-Lösung, höhere Schmelzpunkte die Folge sind. Calciumcarbonat enthaltenden Glasgemengen festge-
Die in der vorstehend beschriebenen Weise unter 2° stellt wird, entweder unterbunden oder merklich redu-Verwendung
von Calciumcarbonat als erdalkalioxid- ziert. Eine Dekrepitation ist das Explodieren oder Zerlieferndem
Material hergestellte alkalische Zusammen- bersten infolge einer schnellen Entgasung von Calciumsetzung
zeigt, daß maximal 60°/0 der erdalkalioxid- carbonat, falls dieses beispielsweise der Einwirkung
liefernden Verbindung in ein Erdalkalihydroxid in einer von hohen Temperaturen, wie sie in Glasschmelzöfen
Komplexverbindung oder einem Addukt mit Natrium- =5 während des Schmelzens eines Glasherstellungsgemenhydroxid
umgewandelt worden sind, wobei man an- ges auftreten, ausgesetzt wird. Die Dekrepitation ist ein
nimmt, daß diese komplexe Verbindung oder dieses schwerwiegendes Problem beim Schmelzen von übli-Addukt
die Formel Na2Ca(OH)4 besitzt. Wird Kalk chen Mischungen, die beispielsweise als getrennte
(CaO) oder gebrannter Dolomit verwendet, und zwar Komponenten wasserfreies Soda, Calciumcarbonat
in Molverhältnissen Alkalihydroxid zu Kalk oder 30 und/oder Natriumhydroxid enthalten. Die Dekrepitagebranntem
Dolomit von 2 : 1, dann wird eine im tion erzeugt darüber hinaus eine Staubatmosphäre aus
wesentlichen vollständig stöchiometrische Umwand- Teilchen, welche die regenerativen Auskleidungen des
lung erzielt. Wird CaCO3 als erdalkalioxidlieferndes Schmelzofens verstopft und zur Verschmutzung der
Material verwendet, dann ist normalerweise in dem Atmosphäre um den Ofen herum beiträgt. Daher sind
Reaktionsprodukt auch Natriumcarbonat-Monohy- 35 auf Grund der vorliegenden Erfindung die Glasherdrat,
wasserfreies Natriumcarbonat und möglicher- steller nicht länger bei der Auswahl der Rohmaterialien
weise nichtumgesetztes Natriumhydroxid sowie eine auf Calciumcarbonat beschränkt. Außerdem wird das
überwiegende Menge der vorstehend erwähnten korn- Problem der Dekrepitation stark vermindert. Die vorplexen
anorganischen Verbindung enthalten. Wenn liegende Erfindung ermöglicht daher ein flexibleres
auch eine genaue quantitative Analyse des Reaktions- 40 Arbeiten der Glashersteller.
Produkts schwierig ist, so zeigen dennoch Tests, daß "Die Verwendung des erfindungsgemäß erhältlichen
eine beträchtliche Menge dieses Komplexes dauernd Produktes bei der Glasherstellung bringt erhebliche
vorliegt. Vorteile mit sich. Bei den bekannten Verfahren zur
Die auf diese Weise hergestellte alkalische Zusam- Glasherstellung verwendet man Natriumhydroxid,
mensetzung eignet sich in hervorragender Weise als 45 Natriumhydroxid besitzt den Nachteil, daß es die
Rohmaterial in der Glasindustrie, und zwar als eine Wannensteine korrodiert. Verwendet man an Stelle
Komponente in einem Glasherstellungsgemenge, um von Natriumhydroxid das erfindungsgemäß hergestellte
Alkalioxidflußmittel und stabilisierende Erdalkali- Produkt, so wird eine solche Korrosion nicht beob-
oxide, wie Na2O bzw. CaO, zu liefern. Ist eine derartige achtet. Auch tritt bei der Verwendung dieses Produktes
Verwendung in der Glasherstellungsindustrie vorge- 50 in der Glasherstellung fast keine Dekrepitation von
sehen, dann wird die erfindungsgemäß hergestellte Calciumcarbonat auf. Beim Schmelzen üblicher
alkalische Zusammensetzung normalerweise an Stelle Mischungen aus Glasrohstoffen stellt jedoch die Dekre-
der einzelnen üblichen Komponenten Calciumcarbonat pitation ein schwerwiegendes Problem dar. Durch das
und Natriumhydroxid oder Soda (wasserfrei) in einem Zerbersten des Calciumcarbonats bei bekannten Ver-
Glasherstellungsgemenge verwendet. 55 fahren wird außerdem Staub gebildet, der die Ein- und
Die alkalische Zusammensetzung wird in der vor- Auslaßöffnungen des Schmelzofens verstopft und eine
stehend beschriebenen Weise hergestellt, getrocknet starke Verschmutzung verursacht. Auch dies wird bei
und anschließend vermählen, und zwar auf eine Teil- Verwendung des erfindungsgemäßen Produktes ver-
chengröße, die im allgemeinen derjenigen der Silicium- mieden. Das erlindungsgemäß hergestellte l'rodukt
dioxidkomponenten entspricht. Dies bedeutet, daß eine 60 kann auch zur Herstellung von Glasmischungen ver-
Vcrmahlung bis zu einer solchen Teilchengröße erfolgt, wendel werden, wobei dann in den Glasmischungen
daß die Teilchen durch Siebe mit lichten Maschenwei- keine Trennung auftritt, gleichgültig ob nach dem
ten von 0,15 mm oder darunter und 0,30 mm hindurch- trockenen oder dem nassen Verfahren gearbeitet wird,
gehen. Anschließend wird die auf diese Weise ver- Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Hand-
mahlene Zusammensetzung mit den Glasbildnern 65 habung der Sandkomponente bei Glasmengen verein-
sowie mit anderen modifizierenden Oxiden und facht wird.
Läuterungsinittcln, die normalerweise in Glasher- Dies ist deshalb der Fall, da die alkalische Zusam-
slellungsgemengen eingesetzt werden, vermischt. Das mensetzung in einfacher Weise hergestellt werden
kann, und zwar entweder an der Stelle der Glasherstellungsanlage
oder an der Stelle beispielsweise eines Vorrats von Natriumhydroxid und Calciumcarbonat.
Dies bedeutet, daß die Sandkomponente der Glasherstellungsgemenge eist dann in das tatsächliche fertige
Glasgemenge eingebracht werden muß, wenn das Gemenge in den Schmelzofen eingebracht wird.
0,2 Mol einer wäßrigen 50°/„igen Natriumhydroxidlösung
werden bei Zimmertemperatur 0,1 Mol Calciumoxid zugesetzt. Die Mischung wird gründlich
20 Minuten lang vermischt. Während dieser Zeitspanne schwankt die Temperatur zwischen 80 und
900C. Die Mischung wird anschließend bei 14O0C
unter Gewinnung einer festen alkalischen und hygroskopischen Masse getrocknet. Die Röntgenstrahlenbeugungsanalyse
des erhaltenen Reaktionsproduktes ergibt die nachstehend angegebenen Abstände der
Zwischenebenen (d in Angström sowie die nachfolgend
zusammengefaßten Intensitätsverhältnisse (///o) für die entsprechenden Gitterebenen (Millersche Indizes):
dk | IjIo | Millersche Indizes |
2,82 | 4 | 111 |
2,43 | 100 | 200 |
1,72 | 40 | 220 |
1,465 | 2 | 311 |
1,402 | 8 | 222 |
1,214 | 4 | 400 |
1,09 | 6 | 420 |
0,995 | Ί | 422 |
lichten Maschenweite von weniger als 0,15 mm hindurchgehen,
und 50 ml Wasser zur Herstellung eines Äquivalents einer 79%igen Natriumhydroxidlösung
werden gründlich vermischt und 18 Minuten lang auf 1600C zum Austreiben von Wasser erhitzt. Die nunmehr
umgesetzte Mischung wird dann in einen anderen Behälter überführt und granuliert, wobei das Granulat
folgende Siebanalyse zeigt:
Teilchen, die auf einem Sieb mit einer
lichten Maschenweite von 2,5 mm. zurückbleiben 50°/0
lichten Maschenweite von 2,5 mm. zurückbleiben 50°/0
Teilchen, die durch ein Sieb mit einer
lichtenMaschenweite von 2,5 mm hindurchgehen und auf einem Sieb mit einer lichten
Maschenweite von 1,5 mm zurückbleiben... 10°/0
Teilchen, die durch ein Sieb mit einer
lichten Maschenweite von 1,5 mm hindurchgehen und auf einem Sieb mit einer lichten
Maschenweite von 0,8 mm zurückbleiben... 10 °/0
Teilchen, die durch ein Sieb mit einer
lichten Maschenweite von 0,8 mm hindurchgehen 30°/0
lichtenMaschenweite von 2,5 mm hindurchgehen und auf einem Sieb mit einer lichten
Maschenweite von 1,5 mm zurückbleiben... 10°/0
Teilchen, die durch ein Sieb mit einer
lichten Maschenweite von 1,5 mm hindurchgehen und auf einem Sieb mit einer lichten
Maschenweite von 0,8 mm zurückbleiben... 10 °/0
Teilchen, die durch ein Sieb mit einer
lichten Maschenweite von 0,8 mm hindurchgehen 30°/0
Die Gitterstruktur des Reaktionsproduktes ist kubisch flächenzentriert, wobei die Gitterkonstante
4,86 Ä beträgt. Die Ausgangsverbindungen und -mengen lassen darauf schließen, daß die chemische
Forme! der Verbindung Na2Ca(OH)4 ist.
400 g einer wäßrigen 50°/0igen Natriumhydroxidlösung
werden zu 255,5 g Kalkstein zugesetzt, wobei der Kalkstein eine solche Teilchengröße besitzt, daß
die Teilchen durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von weniger als 0,15 mm hindurchgehen. Die
Mischung besitzt ein stöchiometrisches Verhältnis von im wesentlichen 2 und wird auf 14O0C vorerhitzt,
worauf eine gründliche Vermischung in einem 3,8-1-Labormischer während einer Zeitspanne von 40 Minuten
erfolgt. Während dieser Zeitspanne schwankt die Temperatur zwischen 60 und 1100C. Die Mischung ist
vollständig fluid und wird nach dem Mischen zu einer festen, nichtklebenden, alkalischen und hygroskopischen
Masse getrocknet. Die Röntgenstrahlenbeugungsanalyse der Fraktion, die durch ein Sieb mit
einer lichten Maschenweile von 0,80 mm hindurchgeht (nach dem Vermählen) zeigt, daß Na2Ca(OH)1 de.
Hauptbestandteil ist, während kleinere Mengen an Na2CO3, Ca(OH)2 und CaCO3 vorliegen.
200 g eines in Form von Schuppen vorliegenden Natriumhydroxids mit einer solchen nominellen
Teilchengröße, daß die Teilchen durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von weniger als 0,80 mm
hindurchgehen, 255,5 g Kalkstein mit einer solchen Größe, daß die Teilchen durch ein Sieb nrt einer
Die Röntgenstrahlenbeugungsanalyse der Fraktion, die durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von
0,8 mm hindurchgeht, ergibt eine komplexe Verbindung, und zwar Na2Ca(OH4), als Hauptbestandteil,
wobei kleinere Mengen an Na2CO3, nicht umgesetztem
CaCO3 und etwas nicht gehundenem Ca(OH)2 vorliegen.
864,5 g einer 50°/oigen Natriumhydroxidlösung und
416,0 g eines gebrannten Kalksteins (Teilchen, die
durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,15 mm oder darunter hindurchgehen) werden vermischt
und 52 Minuten lang auf 11O0C in einem Mischer erhitzt. Die Gewichte werden derart gewählt,
daß ein Verhältnis von Na2O zu CaO von 13,9:9,4
eingehalten wird, was dem Gewichtsverhältnis entspricht, das in einem üblichen Natrium-Kalk-Siliciumdioxid-Glas
vorliegt, wobei die Menge des Na2O abgezogen ist, welches in üblicher Weise zusammen mit
dem Feldspat oder anderes Aluminiumoxid liefernden
Verbindungen zugeführt wird. Das Material wird zusammen mit 50 ml Wasser in eine Scheibenpelletisierungsvorrichtung
überführt und granuliert. Ungefähr 80°/0 der Körner liegen in einem Bereich, in welchem
die Teilchen durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 3 mm hindurchgehen und auf einem Sieb
mit einer lichten Maschenweite von 1,5 mm zurückbleiben. Eine Röntgenstrahlenbeugungsanalyse zeigt,
daß der Hauptteil aus Na2Ca(OH)4 besteht. Außerdem
werden Ca(OH)2, CaCO3 und Na2CO3 identifiziert.
400 g einer 50°/0igen Natriumhydroxidlösung und
213,75 g Dolomit (Teilchen, die durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweile von weniger als 0,15 mm
hindurchgehen) werden vermischt, auf 110 C erhitzt
und 1 Stunde lang bei 100 bis 110° C unter Rühren in einem Mischer zur Umsetzung gebracht. Die
Mischung besitzt ein stöchiometrisches Verhältnis von
4 NaOH · CaCO, · MgCO3.
Das Reaktionsprodukt wird getrocknet, worauf die Rönlgenstrahlenbeugungsanalyse durchgeführt wird.
Diese zeigt, daß der Hauptbestandteil aus Na2Ca(OH)1
besteht. Ferner liegen Na2CO3 und Ca(OH), vor. Das
Mg(OH)2 ergibt kein Beugungsmuster, jedoch erscheint
nach dem Erhitzen des Materials auf 600 C das Muster für MgO.
Um die verbesserte Widerslandsfähigkeit des Reaktionsprodukte
gegenüber einer Dekrepitation, d. h. gegenüber einer Staubbildung infolge einer Entgasung
von CaCO3, zu zeigen, werden Proben der Reaktionsproduktkörner
gemäß der Beispiele 2 und 3 (Teilchen, die durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von
3,0 mm hindurchgehen und auf einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 2,5 mm zurückbleiben)
gewogen, 10 Minuten lang in einen auf einer Temperatur von 600° C gehaltenen Ofen gegeben, gekühlt, erneut
gewogen und durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 2,5 mm gesiebt. Der Prozentsatz der
Dekrepitation wird in der Weise bestimmt, daß die Menge des Materials ermittelt wird, welches durch das
Sieb mit einer lichten Maschenweite von 2.5 mm hindurchgeht, und zwar bezogen auf die Gesamtmenge
des nach dem Erhitzen vorliegenden Materials. Würde daher kein Material durch das Sieb mit einer lichten
Maschenweite von 2.5 mm hindurchgehen, dann wäre der Prozentsatz der Dekrepitation 0, d. h.. daß keine
Staubbildung eintritt. Zu Vergleichszwecken werden Proben aus Dolomit und Kalkstein (Teilchen, die
ίο durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 1,5
hindurchgehen und auf einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,8 mm zurückbleiben) in ähnlicher
Weise gewogen, erhitzt, abgekühlt, erneut gewogen und durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von
0,8 mm zur Bestimmung des Prozentsatzes der Dekrepitation gesiebt. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind
in der folgenden Tabelle zusammengefaßt.
Probe | Gewicht vor dem Erhitzen g |
Gewicht nach dem Erhitzen g |
Gewicht der durch das Sieb fallenden Menge g |
"/0 Dekrepitation |
Kalkstein — Vergleich Dolomit — Vergleich Reaktionsprodukt (Beispiel 2) Reaktionsprodukt (Beispiel 4) |
10,00 10,00 10,00 10,00 |
9,89 9,79 8,93 9,15 |
1,22 4,12 0,13 0,10 |
12,3 42,1 1,5 1,1 |
Wie aus den in der Tabelle zusammengefaßten Werten hervorgeht, besitzt das erfindungsgemäße
Produkt eine wenigstens um das lOfache erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen eine Dekrepitation im
Vergleich zu Kalkstein und Dolomit. Wird daher das Reaktionsprodukt in dem neuen Glasherstellungsverfahren,
wie es vorstehend beschrieben wurde, eingesetzt, dann wird die Staubbildung erheblich herabgesetzt,
wobei außerdem die geschilderten Probleme in dem Schmelzgefäß erheblich verkleinert werden.
40
Um die Verwertbarkeit der vorliegenden Erfindung 711 zeigen, wird ein Glas hergestellt, das einem üblichen
Soda-Kalk-Siliciumdioxid-Behälterglas äquivalent ist,
wobei als ein Bestandteil das im Beispiel 4 beschriebene hergestellte Material verwendet wird. Zu Vergleichszwecken wird in diesem Beispiel sowie bei der Durchführung
eines Vergleichsbeispieles ein »Standard-Blasenzähltest« angewendet. Dieser Test besteht im
allgemeinen darin, zuerst eine solche Menge der zu testenden glasbildenden Zusammensetzung zu verwenden,
die dazu ausreicht, nach dem Schmelzen 50 g Glas zu ergeben. Die Zusammensetzung wird
anschließend in einen Standard-Platin/Rhodium-Tiegel gegeben und der Einwirkung einer Temperatur von
1450" C während einer bestimmten Zeitspanne ausgesetzt, worauf die viskose geschmolzene Glasmasse zu
einer Pastete mit einem Durchmesser von 47 mm und einer Dicke von 11 mm verfestigt wird. Die Pastete
wird anschließend aus dem Tiegel entnommen, geglüht, gewogen und in eine Schale eingetaucht, die mit einer
Markierungsflüssigkeit, beispielsweise Benzylalkohol, gefüllt ist. Bk Schale wird in ein Vakuumgefäß gegeben,
worauf so lange evakuiert wird, bis alle Fehler auf der Oberfläche der Pastete mit der Flüssigkeit gefüllt
sind. Die auf diese Weise behandelte Pastete wird dann in eine Schale gestellt, die mit der gleichen
Markierungsflüssigkeit gefüllt ist. Ein starkes Licht wird durch die Seite der Pastete scheinen gelassen,
wobei ein photographisches Diapositiv hergestellt und auf einen Bildschirm projiziert wird. Dann werden die
Blasen in der vergrößerten Projektion gezählt.
Die glasbildenden Zusammensetzungen dieses Beispiels
sowie des Vergleichsbeispiels werden in dei Weise abgestimmt, daß ein Glas mit der ungefähi
gleichen Oxidzusammensetzung erhalten wird:
SiO2 74,1 »Ζ,
Na2O + K2O 14,7°;0
CaO 4- MgO 9,4»/ο
Al2O3 l,8»/0
100,0 °/0
Bei der Verwendung von giasbildenden Zusammensetzungen,
die Natriumsulfatzusätze enthalten, verflüchtigt sich die Hauptmenge des Sulfats in dem
Schmelzofen, so daß sich daher die erhaltene Oxidzusammensetzung des erhaltenen Glases nicht merklich
von der vorstehend angegebenen unterscheidet.
Die Gewichte der Rohmaterialien, die zur Bildung einer Glaspastete verwendet werden, sind wie folgt:
Sand 34,02 g
Feldspat 4.50 g
Reaktionsprodukt 17,00 g
Natriumsulfat 0,30 g
Wasser 3.00 g
58.82 g
Vor dem Wiegen wird das Reaktionsprodukt mit einem Mörser und Pistill so lange vermählen, bis es
durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,3 mm hindurchgeht. Jedes gewogene Gemenge wird
2 Stunden lang geschmolzen und in der vorstehend beschriebenen Weise untersucht. Die durchschnittliche
Anzahl der Blasen der erhaltenen Pasteten beträgt 31 Blasen/ccm.
Zu Vergleichszwecken werden Pasteten nach der im Beispiel 6 beschriebenen Arbeitsweise hergestellt, wobei
jedoch übliche Rohmaterialien verwendet werden.
209534/466
9 10
Die zur Herstellung einer Glaspastete verwendeten Jedes gewogene Gemenge wird 2 Stunden lang ge-Gewichtsmengen
sind wie folgt: schmolzen und in der vorstehend beschriebenen Weise gan(j 34,02 g untersucht. Die durchschnittliche Blasenzahl der erKalkstein
8,32 g haltenen Pasteten beträgt 49 Blasen/ccm.
Soda (wasserfrei) 11,73 g 5 Die Blasenzahl wird gewöhnlich als Hinweis auf die
Soda (wasserfrei) 11,73 g 5 Die Blasenzahl wird gewöhnlich als Hinweis auf die
Feldspat 4,50 g Tatsache gewertet, ob die Glasherstellungsreaktionen
Natriumsulfat 0,30 g beendet sind. Man sieht, daß das Glasherstellungs-
Wasser 3,00 g gemenge gemäß Beispiel 6 den üblichen Gemengen
,•-ι οη deutlich überlegen ist.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung eines aus Einzelteilchen bestehenden Feststoffs, der als Rohstoff für
die Einführung von Natriumoxid und Calciumoxid in ein Soda-Kalk-Glas geeignet ist, dadurch
gekennzeichnet, daß Calciumcarbonat mit
wäßrigem Natriumhydroxid bei einer Temperatur von 60 bis 3180C während einer Zeit, die ausreicht,
ein Natriumhydroxid-Calciumhydroxid-Addukt zu bilden, behandelt, die Mischung nach bekannten
Verfahren pelletisiert und getrocknet oder getrocknet und vermählen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kalkstein, Dolomit oder diese beiden
Bestandteile pulverisiert und in Kontakt mit dem wäßrigen Natriumhydroxid gebracht werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion bei einer Temperatur
von 60 ° C bis zum Schmelzpunkt des Natriumhydroxids durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als wäßrige;. Natriumhydroxid
eine Lösung verwendet wird, die wenigstens 45 Gewichtsprozent Natriumhydroxid enthält.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Feststoffs, der in Form von Einzelteilchen vorliegt
und als Quelle für Natriumoxid und Calciumoxid dient und der zusammen vermischt mit bekannten
Materialien zur Herstellung eines Soda-Kalk-Glases geeignet ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man Calciumcarbonat mit wäßrigem
Natriumhydroxid bei einer Temperatur von 60 bis 318ü C während einer Zeit, die ausreicht, ein Natriumhydroxid-Calciumhydroxid-Addukt
zu bilden, behandelt, die Mischung nach bekannten Verfahren pelletisiert und trocknet oder trocknet und vermahlt.
Als Quelle für Calciumcarbonat verwendet man zweckmäßigerweise Kalkstein oder Dolomit, und zwar
vorzugsweise in pulverisierter Form. Es kann auch zweckmäßig sein, eine Mischung aus Kalkstein und
Dolomit einzusetzen. Ferner können Oxide und Hydroxide von Calcium und Magnesium ebenfalls zugegen
sein. Die Reaktion des Calciumcarbonats mit dem wäßrigen Natriumhydroxid wird am zweckmäßigsten
bei einer Temperatur zwischen 600C und der Schmelztemperatur des Natriumhydroxids durchgeführt.
Vorzugsweise ist das wäßrige Natriumhydroxid eine Lösung, die wenigstens 45 Gewichtsprozent
Natriumhydroxid enthält.
Das Natriumhydroxid - Calciumhydroxid - Addukt kann man mit bekannten glasbildenden Materialien
vermischen und die Mischung unter Bildung eines Glases schmelzen.
Außer Natriumhydroxid kann man bei der Durchführung der vorstehend beschriebenen Herstellung der
alkalischen Zusammensetzung auch Kaliumhydroxid und Lithiumhydroxid verwenden, und zwar je nach
der Zusammensetzung des gewünschten Glases sowie je nach wirtschaftlichen Erwägungen. Natriumhydroxid
wird in Form einer 45- bis 80"/„igcn wäßrigen
Lösung bevorzugt. Im allgemeinen kann die Menge des jeweiligen Alkaühydroxid-Reaktanten entsprechend
seiner Konzentration in einer wäßrigen Lösung zur Herstellung der alkalischen Zusammensetzungen
schwanken. Die Menge hängt von der Menge ab.
welche dazu erforderlich ist, eine merkliche Umwandlung des Erdalkalioxids in der vorstehend beschriebenen
Weise zu bewirken. Bei der Herstellung von Glas hängt die Menge des Alkalihydroxids zusätzlich von
der Endmenge der Alkalimetallflußmitteloxide, beispielsweise der Natriumoxidmenge, die in der fertigen
Glaszusammensetzung gewünscht wird, ab.
Das Natriumhydroxid sollte in der komplexen Verbindung und/oder als freies Natriumhydroxid in dem
ίο Reaktionsprodukt in einer solchen Menge vorliegen,
daß wenigstens 50 Gewichtsprozent und vorzugsweise die Gesamtmenge der erforderlichen Alkalimetallflußmitteloxide
in dem fertigen Glasprodukt zur Verfügung gestellt werden. Normalerweise sollte die Alkalimetallflußmitteloxid-Konzentration
zu der Konzentration des Erdalkalimetalloxids in einem fertigen Glasprodukt 2:1 bis 1:1 (Gewichtsverhältnis) betragen.
Unter dem Begriff »fertiges Glasprodukt« soll eine solche fertige Glasproduktzusammensetzung verstanden
werden, die normalerweise beispielsweise zur Herstellung von Fenstern und Flaschen verwendet wird
und einen Siliciumdioxidgehalt aufweist, der im allgemeinen zwischen 60 und 85 Gewichtsprozent und vorzugsweise
zwischen 68 und 75 Gewichtsprozent liegt, während die Alkaliflußmittelgehalte (Na2O und K2O)
zwischen 4 und 20 Gewichtsprozent schwanken. Unter diesen Begriff fallen ferner die »Soda-Kalk-Gläser« mit
Alkaliflußmittelgehalten zwischen 10 und 20 Gewichtsprozent sowie die chemisch beständigen und wärmebeständigen
Borsilikatgläser, deren Siliciumdioxidplus Boroxidgehalt von 85 bis 93 Gewichtsprozent
schwankt, während der Alkaliflußmittelgehalt zwischen 4 und 10 Gewichtsprozent variiert. Die üblichen
stabilisierenden und modifizierenden Oxide von AIuminium, Magnesium, Calcium und Blei stellen im
■wesentlichen die restlichen Bestandteile dar.
Wenn auch Calciumcarbonat und Calciumhydroxid erfindungsgemäß bevorzugt als Erdalkalioxidquelle
dienen, so kann dennoch auch Dolomit-Kalkstein eingesetzt werden. Dolomit ist ein Mineral, das im wesentlichen
aus einer äquimolaren Mischung der Carbonate von Calcium und Magnesium besteht. Zusätzlich kann
Calciumoxid selbst, beispielsweise in Form von gebranntem Kalk oder gebranntem Dolomit, verwendet
werden. Wird Kalk (CaO) oder gebrannter Dolomit verwendet, dann löscht das Wasser in der Reaktionsmischung den Kalk oder den gebrannten Dolomit zu
den entsprechenden Hydroxiden, die ihrerseits mit dem Alkalihydroxid unter Bildung der vorstehend genannten
komplexen Verbindung in gewissem Ausmaß reagieren. In ähnlicher Weise kann gelöschter Kalk
(Ca(OH)2) oder gelöschter gebrannter Dolomit als Teil der erdalkalioxidliefernden Verbindung verv'endet
werden, um durch Reaktion mit dem Alkali die vorstehend geschilderte komplexe anorganische Verbindung
und das Reaktionsprodukt zu erhalten.
Die zur Herstellung der vorstehend beschriebenen alkalischen Zusammensetzung verwendeten Reaktanten
sollten im allgemeinen eine Teilchengröße besitzen, welche ungefähr der Teilchengrößcnverleilung oder
der durchschnittlichen Teilchengröße des Glassandes entspricht, der in einem Glaserzeugungsgemenge verwendet
wird. Diese Voraussetzung sollte dann zutreffen, wenn die alkalische Zusammensetzung für Glasher-Stellungszwecke
verwendet wird. Für andere Anwendungszwecke hängt die Teilchengröße der alkalischen
Zusammensetzung in erster Linie von dem jeweiligen Anwenduniiscebiet ab.
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