DE802944C - Method and device for decolorizing and cleaning molten glass - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Entfärben und Reinigen von Glasschmelzen Die Färbung von Gläsern ist bekanntlich in den meisten Fällen durch gelöste Metalloxyde verursacht. Gelegentlich wirken auch kolloidal gelöste Metalle oder Verbindungen färbend. Beispielsweise ist die bei gewöhnlichem Flaschenglas in der Regel vorhandene Grünfärbung durch Ferrooxyd bedingt, welches hauptsächlich als Verunreinigung des Quarzsandes in den Glasfluß gelangt.Method and device for decolorizing and cleaning molten glass The coloring of glasses is known in most cases by dissolved metal oxides caused. Occasionally, colloidally dissolved metals or compounds also have an effect coloring. For example, the one that is usually present in ordinary bottle glass Green color caused by ferro oxide, which is mainly an impurity of the Quartz sand gets into the glass flow.

Zur Entfärbung des Glases werden mannigfache Zusätze und Mittel verwendet. Vielfach begnügt man sich damit, die färbenden Verunreinigungen durch chemische Wirkung in farblose oder minder gefärbte Stoffe überzuführen. So kann das stark grün färbende Ferrooxvd durch Oxydationsmittel in das schwächer gelb färbende Ferrioxyd übergeführt werden. Auch komplexbildende Zusätze sind gelegentlich angewendet worden.Various additives and agents are used to decolorize the glass. Often one is content with the coloring impurities by chemical To convert the effect into colorless or less colored substances. So it can be strong Ferrooxide, which turns green by oxidizing agents, into the weaker yellowing of ferric oxide be transferred. Complex-forming additives have also been used occasionally.

Eine scheinbare Entfärbung kann auch dadurch erreicht werden, daß man dem Glasfluß färbende Zusätze gibt, welche der ursprünglichen Farbe komplementär sind. Dadurch wird die Färbung verdeckt, aber das Glas wird dadurch weniger lichtdurchlässig.Apparent discoloration can also be achieved in that the glass flux is given coloring additives which complement the original color are. This hides the color, but it makes the glass less translucent.

Verfahren, welche eine wirkliche Reinigung des Glasflusses von den färbenden Verunreinigungen bewirken, sind nur wenige bekannt und haben sich wegen sonstiger Nachteile nicht praktisch bewährt. auch in der Patentliteratur finden sich nur wenige solcher Verfahren, wobei es sich meist um eine Entfärbung durch Zusatz von Halogenen oder Halogenverbindungen handelt, welche die färbenden Oxyde in flüchtige Halogenide verwandeln sollen. Diese Verfahren haben aber den großen Nachteil, daß sie sehr aggressive und gesundheitsschädliche Gase und Dämpfe ergeben, welche sowohl die Belegschaft als auch das Ofenmaterial (die keramischen Auskleidungen) gefährden.Processes that provide a real purification of the glass flow from the causing staining impurities are known only a few and have been because of other disadvantages not proven in practice. can also be found in the patent literature only a few such process, which is usually a discoloration acts through the addition of halogens or halogen compounds, which the coloring Supposed to convert oxides into volatile halides. However, these procedures have major disadvantage that they are very aggressive and harmful gases and vapors result, which both the workforce and the furnace material (the ceramic Endanger linings).

Bemerkenswert ist noch das USA-Patent i 785 888, nach welchem Glasflüsse durch Elektrolyse entfärbt und gereinigt werden können, wobei sich die metallischen Verunreinigungen an der Kathode abscheiden. So einfach dieses Verfahren zunächst scheint, so schwierig ist die praktische Durchführung, da durch die hohe Viskosität des Glases eine Verarmung an Ionen in der Umgebung der Kathode eintritt und dadurch die Abscheidung von Verunreinigungen stark verzögert wird.Also noteworthy is the USA patent i 785 888, according to which glass flows can be decolorized and cleaned by electrolysis, whereby the metallic Separate impurities on the cathode. So easy this procedure at first It seems that it is so difficult to carry out in practice because of the high viscosity of the glass a depletion of ions in the vicinity of the cathode occurs and thereby the deposition of impurities is greatly delayed.

Vorliegende Erfindung gestattet im Gegensatz zu den bekannten Verfahren eine Reinigung und Entfärbung durch Reduktionsmittel, welche keinerlei störende Nebenwirkungen haben und genügend rasch wirken.The present invention allows in contrast to the known methods cleaning and discoloration by reducing agents, which do not have any disruptive effects Have side effects and act quickly enough.

Als Reduktionsmittel können Kohlenstoff (z. B. als Koks, Retortenkohle) oder kohlenstoffhaltige Mittel, weiter Silicium oder hochprozentiges Ferrosilicium, Karbide, vor allem Calciumkarbid, und unedle Metalle der ersten vier Gruppen des periodischen Systems, wie Calcium, Aluminium, Titan u. a., oder Legierungen derselben verwendet werden. Die Reduktion der färbenden Verunreinigungen zu Metall erfolgt im allgemeinen oberhalb 120o° C bei für jedes Reduktionsmittel ynd jedes Metalloxyd charakteristischen Mindesttemperaturen. Die edleren Metalle, wie Kupfer und Nickel, werden schon bei 1200° C reduziert, Eisen, Mangan bei etwa 150o° C. Es folgen dann entsprechend der Spannungsreihe bei steigenden Temperaturen Chrom, Aluminium u. a.As a reducing agent, carbon (e.g. as coke, retort carbon) or carbonaceous agents, further silicon or high percentage ferrosilicon, Carbides, especially calcium carbide, and base metals of the first four groups of the periodic table, such as calcium, aluminum, titanium, etc., or alloys thereof be used. The coloring impurities are reduced to metal generally above 120 ° C. for each reducing agent and each metal oxide characteristic minimum temperatures. The nobler metals, like copper and nickel, are already reduced at 1200 ° C, iron and manganese at around 150o ° C. Then follow according to the voltage series with increasing temperatures chromium, aluminum etc. a.

Zur Entfärbung von grünem Gebrauchsglas würde es z. B. genügen, den Glasfluß bei etwa 150o° C mit Kohlenstoff (Koks, Elektrodenkohle) in Berührung zu bringen. Praktisch ergeben sich Schwierigkeiten, weil durch die Zähigkeit des Glasflusses die Reaktion zu langsam vor sich geht. Diese Schwierigkeiten können aber dadurch behoben werden, daß man das Reduktionsmittel elektrisch beheizt und in großer Fläche mit dem Glasfluß in Berührung bringt. Die Durchführung geschieht am besten- so,-daß man den Glasfluß durch ein Filter von stückiger Elektrodenkohle fließen läßt, welches als elektrisches Widerstandsmaterial gleichzeitig durch Stromdurchgang auf bestimmte Temperatur erhitzt werden kann. Die Heizung könnte natürlich auch nach dem Prinzip eines Induktionsofens oder auf andere Weise erfolgen.For discoloration of green glass it would be z. B. suffice the Glass flow at about 150o ° C with carbon (coke, electrode carbon) in contact bring. In practice, difficulties arise because of the viscosity of the glass flow the reaction is too slow. But this can cause these difficulties be remedied that the reducing agent is heated electrically and in a large area brings into contact with the glass flux. The implementation is best done so, that the glass flow is allowed to flow through a filter of lumpy electrode carbon, which as an electrical resistance material at the same time by current passage on certain Temperature can be heated. The heating could of course also work according to the principle an induction furnace or in some other way.

Eine solche Anordnung erlaubt die Erhitzung des Glasflusses in der Reaktionszone auf jede gewünschte Temperatur und gewährleistet eine innige Berührung mit dem Reduktionsmittel, wodurch die Reinigung schnell und glatt durchgeführt werden kann. Da bei der Reduktion mit Kohle oberhalb 1500' C auch immer etwas Silicium aus dem Glas gebildet wird, entsteht als Reduktionsprodukt ein siliciumhaltiges Eisen, das bei dieser Temperatur flüssig ist und sich am Boden des Reinigers ansammelt. Eine Verschmutzung der Kohle oder des Glasflusses mit feinverteiltem Eisen tritt daher nicht ein.Such an arrangement allows the heating of the glass flux in the Reaction zone to any desired temperature and ensures intimate contact with the reducing agent, which makes cleaning quick and smooth can. Since with the reduction with coal above 1500 ° C there is always some silicon is formed from the glass, a silicon-containing one is created as the reduction product Iron, which is liquid at this temperature and which accumulates at the bottom of the cleaner. A contamination of the coal or the glass flux with finely divided iron occurs therefore not a.

Man kann natürlich auch zwei oder mehrere Reduktionsmittel zugleich verwenden, z. B. Kohle mit einem Zusatz von Calciumkarbid oder Calcium oder einer Calcium-Aluminium-Legierung usw. Die Kohle wirkt dann vorwiegend als Heizwiderstand, während das zweite Reduktionsmittel die Reduktion auch verhältnismäßig unedler Verunreinigungen bewirkt.Of course, you can also use two or more reducing agents at the same time use, e.g. B. coal with an addition of calcium carbide or calcium or a Calcium-aluminum alloy etc. The carbon then mainly acts as a heating resistor, while the second reducing agent also reduces relatively base impurities causes.

Vorliegende Erfindung ermöglicht somit eine kontinuierliche Reinigung von Glasschmelzen, die in allen Phasen leicht regulierbar ist und die sehr wenig Energie verbraucht, da die Glasschmelze aus der Wanne ja schon mit nahezu 150o° C in den Reiniger fließt.The present invention thus enables continuous cleaning of glass melts, which can be easily regulated in all phases and which very little Energy is consumed because the glass melt from the tank is already at almost 150o ° C flows into the cleaner.

Die Erfindung hat gleichzeitig auch die Ausgestaltung einer Vorrichtung zur Durchführung des im vorstehenden geschilderten Verfahrens zum Gegenstand. Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel hierfür, und zwar zeigt Fig. i einen schematischen Längsschnitt und Fig. 2 eine Draufsicht hierzu. Dabei bezeichnet 1 einen zweckmäßig unmittelbar an die üblich geheizte Schmelzwanne 2 eines Glasofens angebauten Schacht, der mit dem stückigen Reduktionsmittel 3, vor allem Kohle, gefüllt wird. Zwei an gegenüberliegenden Wänden des Schachtes eingelassene Kohleplatten oder Blöcke 4 sind mit den Stromzuleitungen 5 für den Heizstrom verbunden. Der Glasfluß tritt z. B. durch einen oder mehrere Durchlässe 6 am Boden der Schmelzwanne 2 in den Reinigungsschacht und steigt durch die elektrisch geheizte Kohleschicht 3 nach oben, um den Reiniger schließlich durch einen Überlauf 7 zu verlassen und in die Arbeitswanne 1o zu fließen. Der Boden des Reinigers ist bei 8 trichterförmig vertieft und mit einem Stichloch 9 zum zeitweisen Ablassen der Eisenlegierung versehen. Das stückige Reduktionsmittel, das langsam aufgebraucht wird, kann von oben her durch Aufschütten ersetzt werden.At the same time, the invention also relates to the configuration of a device for carrying out the method described above. The drawing illustrates an exemplary embodiment for this, namely FIG. 1 shows a schematic longitudinal section and FIG. 2 shows a plan view of this. Here, 1 denotes a suitably directly attached to the usually heated melting tank 2 of a glass furnace, which is filled with the lumpy reducing agent 3, especially coal. Two carbon plates or blocks 4 embedded on opposite walls of the shaft are connected to the power supply lines 5 for the heating current. The glass flow occurs z. B. through one or more passages 6 at the bottom of the melting tank 2 in the cleaning shaft and rises through the electrically heated carbon layer 3 to the top to finally leave the cleaner through an overflow 7 and flow into the working tub 1o. The bottom of the cleaner is deepened in a funnel shape at 8 and provided with a tap hole 9 for temporarily draining the iron alloy. The lumpy reducing agent, which is slowly used up, can be replaced by pouring it out from above.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Entfärben und 'Reinigen von Glasschmelzen durch Reduktion der färbenden Metalloxyde zu Metallen, dadurch gekennzeichnet, daß als Reduktionsmittel Kohlenstoff: oder kohlenstoffhaltige Materialien, Karbide, Silicium oder hochprozentiges Ferrosilicium, ferner unedle Metalle der ersten vier Gruppen des periodischen Systems oder Legierungen solcher Metalle oder sonstige Reduktionsmittel sowie Mischungen zweier oder mehrerer der genannten oder andere Reduktionsmittel bei Temperaturen oberhalb des Schmelzintervalls des Glases benutzt werden. PATENT CLAIMS: 1. A process for decolorizing and cleaning molten glass by reducing the coloring metal oxides to metals, characterized in that the reducing agent used is carbon: or carbonaceous materials, carbides, silicon or high-percentage ferrosilicon, furthermore base metals of the first four groups of the periodic table or Alloys of such metals or other reducing agents and mixtures of two or more of the named or other reducing agents at temperatures above the melting range of the glass can be used. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Reduktionsmittel, soweit es deti elektrischen Strom leitet, als elektrisches Widers,andsmaterial oder durch Induktion elektrisch beheizt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the used Reducing agents, as far as it conducts electricity, than electrical resistance, andsmaterial or is electrically heated by induction. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen i und z, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch geheizte Reduktionsmittel in stückiger Form als Filter angeordnet ist, durch welches der zu reinigende Glasfluß hindurchfließt. 3. Device for performing the method according to claims i and z, thereby characterized in that the electrically heated reducing agent in lump form as Filter is arranged through which flows the glass flow to be cleaned. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter in einem an die Glaswanne angebauten Schacht derart angeordnet ist, daß die Schmelze unterhalb des Filters in den Schacht eintritt, das Filter von unten nach oben durchströmt und schließlich über einen oberhalb des Filters angeordneten überlauf abfließt. 4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the filter in one The shaft attached to the glass tank is arranged in such a way that the melt is below it of the filter enters the shaft, the filter flows through from bottom to top and finally flows through an overflow arranged above the filter. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Filters im Schachtboden eine Abstichöffnung zum zeitweisen Ablassen der ausgeschiedenen Verunreinigungen vorgesehen ist.5. Apparatus according to claim 3, characterized in that below the filter A tap opening in the bottom of the shaft for temporary draining of the discharged Impurities is provided.