163879. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alkálihidroxidtartalmú üveg-nyersanyagok előállítására

3 163879 4 A találmány feladata eljárás kidolgozása, amely lehetővé teszi, hogy az üvegkeveréket kizárólag szilárd nyersanyagokból állítsuk elő. A találmány szerint ezt a- feladatot úgy oldjuk meg, hogy az alkálihidroxidot alkálikarbonát és alkáliföldfémhidroxid önmagában ismert reakciójával az üveg nyersanyagkeverékében állítjuk elő. Az előállítás során a szilárd alkáliföldfémoxidból vagy -hidroxidból előzetesen, egyszerű módon készített alkáliföldfémhidroxid-oldatot vagy -iszapot, mint például mésztejet használhatunk. Ily módon azonban a nátriumhidroxid- vagy alkálihidroxid-oldatok közvetlen bevitelével kapcsolatos valamennyi hátrány nem küszöbölhető ki, s itt is szükség van a technológiai folyamat jelentős változtatásaira és különleges adagolási módszerekre. Ezért igen előnyös, ha már a szilárd, főképpen poralaku alkáliföldfémoxidot vagy -hidroxidot az alkálikarbonáttal és az üveg többi, vagy néhány más nyersanyagával keverjük és a reakciót víz hozzáadásával végrehajtjuk. A víz hozzáadása azoknak a reakcióknak a szempontjából lényeges, amelyek csak vízbázisban mennek végbe. A víz jelenlétében mellék- és közbenső-reakciók zajlanak le az alkálikarbonát- földalkálihidroxid (víz) alkálihidroxid- földalkálikarbonát rendszer és az üvegnyersanyag többi összetevője között; ezek a reakciók az impregnálóhatás kialakítását, az üvegképződés szempontjából fontos reakciók előrehozatalát, az üvegképződés gyorsulását eredményezik. Ennél a módszernél különösen előnyös, hogy a vizet nem kell különösen pontosan adagolni. Az impregnáló hatás javítása és az üveg képződése szempontjából fontos reakciók előrehozása miatt előnyös, ha az alkálihidroxid előállítási reakcióját a keverés alatt megkezdjük vagy végrehajtjuk, a reakciót magasabb hőmérsékleten végezve gyorsítjuk, vagy őrléssel és/vagy közbenső tárolással segítjük elő. Ha magasabb hőmérsékleten dolgozunk, úgy a vizet szükség esetén gőzalakban vezetjük be. A rekaciot megindíthatjuk vagy végrehajthatjuk a nem teljes nyersanyagkeverékben, amelyhez a hiányzó nyersanyagokat a reakció végrehajtása alatt vagy után hozzákeverjük. A találmány szerinti eljárás különös előnye, hogy az igen egyszerű, gyors és a már meglévő nyersanyagelőkészítő berendezésekben nagyobb anyagi ráfordítás nélkül végrehajtható. Az olvasztási hozam növekedése 20-80% között van. Az eljárás kedvező hatásaként lecsökken az olvasztókemence specifikus energiafelhasználása mintegy 30%-kal. A találmány szerinti eljárás kiviteh' módját az alábbi példákkal szemléltetjük anélkül, hogy a találmány oltalmi körét a példákra korlátoznánk. Példa 100 kg alábbi összetételű üvegolvadékhoz: 74% SiO, 1%A1,03 10% RO (összes alkáliföldfémoxid) 15% R,0 (összes alkálioxid) bemérjük 73,5 kg homok 27,0 kg könnyű szóda 13,0 kg égetett mész, és l,0kgföldpát keverékét. A nyersanyag előkészítését 2 lépésben végezzük: 1. A nyersanyag komponenseit együtt kb. 0,01 mm nagyságú szemcsékké őröljük és alaposan összekeverjük. 2. Az őrölt és kevert elegyhez 5-20 liter, célszerűen 10 liter vizet adunk és összekeverjük. Ennél a keverésnél az alábbi reakció megy végbe: CaOH2

0—Ca(OH), NaCO, *Ca(Or^—2NaOH*CaCO, E reakció során az impregnálóhatás és az üvegképződés szempontjából fontos mellék- és közbensőreakciók játszódnak le. Az ily módon kezelt üveg nyersanyagot 20-200 C°-os hőmérsékleten a tárolóban előkezeljük, majd ismert módon az üvegolvasztó kemencébe visszük. 2. példa 5 100 kg alábbi összetételű üvegolvadék előállításához: 74% SiO, 1%A12

0, 10% RO (összes alkáliföldfémoxid) \o 15% R,0 (összes alkálifémoxid) bemérjük 73,5 kg homok, 27,0 kg könnyű szóda, 13,0 kg égetett mész és 1,0 kg föld pát 15 keverékét. A fenti keverékhez ismert módon derítő- és színezőanyagokat adunk. A poralaku komponenseket szárazon összekerjük, majd a keverőberendezésben lévő keverékhez körülbelül 10 liter vizet adunk, és rövid ideig utánkeverjük. A víz 20 beadagolásának hatáséra a kevwé»'^ alatt az alábbi reakciók indulnak be: CaO*H,0=Ca(OH)5 Na2

CO, • Ca(OH),

= 2 NaOH • CaCO, 25 Ezeket a reakciókat a további komponensekkel végbemenő mellékreakciók kísérik. Az üvegnyersanyagot tárolóba helyezzük, ahol a környezet hőmérsékletén végbemennek a reakciók, és a megfelelő egynsúlyok állnak be. A nyersanyagot ezután az 1. példában megadott módon tovább kezeljük, 3Q majd ismert módon az üvegolvasztó kemencébe visszük. 3. példa Az 1. és 2. példákban megadott nyersanyagokból a 35 következő két lépésben állítunk elő üvegnyersanyagot: 1. lépés: A homokot, szódát és földpátot egy központi előkészítő üzemben elegyítjük egymással, és az elegyhez keverés közben körülbelül 6 liter forró vizet adunk. 40 2. lépés: Az előkészített anyagot tárolókban a felhasználó üzembe szállítjuk, ahol az előkeverékhez hozzákeverjük a további komponenseket, azaz az égetett meszet, és a derítő-és színezőanyagokat. Rövid élőkeverési idő után a keverékhez körülbelül 12 liter forró vizet adunk, és az anyagot rövid 45 idejg továbbkeverjük. A fent ismertetett reakciók ez utóbbi keverés során indulnak be. A nyersanyagot ezután az 1. példában megadott módon tovább kezeljük, majd ismert módon az üvegolvasztó kemencébe visszük. 50 SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Eljárás alkálifém- és alkáliföldfémoxid tartalmú üvegnyersanyag előállítására valamely alkálikarbonátot, célszerűen 55 nátriumkarbonátot és valamely földalkálihidroxidot, célszerű: en kalciumhidroxidot vizes fázisban alkálihidroxiddá, célszerűen nátriumhidroxiddá és földalkálikarbonáttá, célszerűen _ kalciumkarbonáttá alakítva át, azzal jellemezve, hogy alkálinyersanyagot, célszerűen nátriumkarbonátot és alkáliföldfémnyersanyagot oxid vagy hidroxid alakjában, mint kalciumoxid vagy magnéziumoxid és/vagy kalciumhidroxid és/vagy magnéziumhidroxid és adott esetben az üvegelőállításhoz szükséges, ismert nyersanyagok hozzáadásával mintegy 0,01 mm nagyságú szemcsékké őrölünk, összekeverjük, ehhez az elegy súlyára számítva 2-25 súlyszázalék, célszerűen 7-12 65 va

gy 15-22 súlyszázalék, adott esetben gőz formájú vizet adunk, majd az elegyet 10-200 C° hőmérsékleten 5-200 percig, célszerűen 60-180 percig adott esetben keverés 2