DE802944C - Verfahren und Vorrichtung zum Entfaerben und Reinigen von Glasschmelzen - 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• Vorliegende Erfindung gestattet im Gegensatz zu den bekannten Verfahren eine Reinigung und Entfärbung durch Reduktionsmittel, welche keinerlei störende Nebenwirkungen haben und genügend rasch wirken.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.

Claims (5)

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Filters im Schachtboden eine Abstichöffnung zum zeitweisen Ablassen der ausgeschiedenen Verunreinigungen vorgesehen ist.