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:bar_chart: Aufgabe 1: Glaszusammensetzung und Glasausbeute berechnen

:bar_chart: Aufgabenstellung

Ein Gemenge für Behälterglas besteht aus verschiedenen Rohstoffen. Zu berechnen sind:

  • a) Die prozentuale Glaszusammensetzung
  • b) Die Glasausbeute in %

Gegebene Rohstoffe:

Rohstoff Masse [kg]
Quarzsand (trocken) 100,0
Soda (leicht) 36,0
Pottasche 0,9
Kalk 17,1
Dolomit 2,5
Tonerdehydrat 1,9
Kalisalpeter 1,3
Baryt 0,8
Natriumsulfat 0,7

Gegebene Oxidgehalte (%):

Rohstoff SiO2 Al2O3 Na2O CaO MgO K2O BaO
Quarzsand 99,7 0,2 – – – – –
Soda (leicht) – – 55,0 – – – –
Kalk 1,3 – – 55,0 – – –
Dolomit 0,8 – – 30,1 20,6 – –
Tonerdehydrat – 65,5 – – – – –
Kalisalpeter – – – – – 46,5 –
Pottasche – – – – – 66,6 –
Baryt – – – – – – 77,6
Natriumsulfat – – 43,0 – – – –

:magnifying_glass_tilted_left: Berechnung:

Zusammenfassung
\text{SiO}_2: (100,0 \times 0,997) + (17,1 \times 0,013) + (2,5 \times 0,008) \approx 99,9 \text{ kg}
\text{Al}_2\text{O}_3: (100 \times 0,002) + (1,9 \times 0,655) = 0,2 + 1,24 = 1,44 \text{ kg}
\text{Na}_2\text{O}: (36,0 \times 0,55) + (0,7 \times 0,43) = 19,8 + 0,3 = 20,1 \text{ kg}
\text{CaO}: (17,1 \times 0,55) + (2,5 \times 0,301) = 9,4 + 0,75 = 10,15 \text{ kg}
\text{MgO}: 2,5 \times 0,206 = 0,52 \text{ kg}
\text{K}_2\text{O}: (0,9 \times 0,666) + (1,3 \times 0,465) = 0,6 + 0,6 = 1,2 \text{ kg}
\text{BaO}: 0,8 \times 0,776 = 0,62 \text{ kg}

Gesamtglasmasse: 133,93 kg

Gesamtgemengemasse: 161,2 kg

:chart_increasing: Ergebnisse:

  • a) Glaszusammensetzung:

    • SiO2: 99,9 kg → 74,6 %
    • Na2O: 20,1 kg → 15,0 %
    • CaO: 10,2 kg → 7,5 %
    • Al2O3: 1,4 kg → 1,0 %
    • MgO: 0,5 kg → 0,4 %
    • K2O: 1,2 kg → 0,9 %
    • BaO: 0,6 kg → 0,4 %

  • b) Glasausbeute:

(133,9 / 161,2) \times 100 \approx 83,1 \%

:gem_stone: Aufgabe 2: Bleikristallglas – Glasausbeute & Zusammensetzung

:bar_chart: Aufgabenstellung

Ein Bleikristallglasgemenge besteht aus folgenden Rohstoffen:

Rohstoff Menge [kg]
Quarzsand 100,0
Pottasche 15,0
Bleioxid (PbO) 60,0
Kalk 8,0
Tonerdehydrat 5,0

Zu berechnen:

  • a) Die prozentuale Glaszusammensetzung
  • b) Der Schmelzverlust in %

Oxidgehalte:

  • Quarzsand: 99,5 % SiO2, 0,2 % Al2O3
  • Pottasche: 66,6 % K2O
  • Bleioxid: 100 % PbO
  • Kalk: 50,0 % CaO
  • Tonerdehydrat: 65,5 % Al2O3

:magnifying_glass_tilted_left: Berechnung:

Zusammenfassung
\text{SiO}_2: 100,0 \text{ kg} \times 0,995 = 99,5 \text{ kg}
\text{Al}_2\text{O}_3: (100 \times 0,002) + (5,0 \text{ kg} \times 0,655) = 0,2 \text{ kg} + 3,28 \text{ kg} \rightarrow \text{Gesamt: } 3,48 \text{ kg}
\text{K}_2\text{O}: 15,0 \text{ kg} \times 0,666 = 9,99 \text{ kg}
\text{CaO}: 8,0 \text{ kg} \times 0,50 = 4,00 \text{ kg}
\text{PbO}: 60,0 \text{ kg} \times 1,00 = 60,00 \text{ kg}

Gesamtglasmasse = 176,97 kg
Gesamtgemenge = 188,00 kg

\text{Schmelzverlust} = 188,00 - 176,97 = 11,03 \text{ kg} \rightarrow 5,87 \%

:chart_increasing: Glaszusammensetzung (in %):

  • SiO2: 99,5 kg → 56,2 %
  • Al2O3: 3,48 kg → 2,0 %
  • CaO: 4,00 kg → 2,3 %
  • K2O: 9,99 kg → 5,6 %
  • PbO: 60,00 kg → 33,9 %

:bottle_with_popping_cork: Aufgabe 3: K-Behälterglas – Zusammensetzung & Glasausbeute

:bar_chart: Aufgabenstellung

Ein K-Behälterglasgemenge enthält:

Rohstoff Menge [kg]
Quarzsand 100,0
Pottasche 15,0
Kalk 18,0
Dolomit 5,0
Tonerdehydrat 2,0
Kalisalpeter 1,0

Zu berechnen:

  • a) Die Glaszusammensetzung in Masse-%
  • b) Der Schmelzverlust in %

Oxidgehalte:

  • Quarzsand: 99,5 % SiO2, 0,2 % Al2O3
  • Pottasche: 66,6 % K2O
  • Kalk: 50,0 % CaO
  • Dolomit: 30,1 % CaO, 20,6 % MgO
  • Tonerdehydrat: 65,5 % Al2O3
  • Kalisalpeter: 46,5 % K2O

:magnifying_glass_tilted_left: Berechnung:

Zusammenfassung
\text{SiO}_2: 100,0 \text{ kg} \times 0,995 = 99,5 \text{ kg}
\text{Al}_2\text{O}_3: (100,0 \text{ kg} \times 0,002) + (2,0 \text{ kg} \times 0,655) = 0,2 \text{ kg} + 1,31 \text{ kg} \rightarrow \text{Gesamt: } 1,51 \text{ kg}
\text{CaO}: (18,0 \text{ kg} \times 0,50) + (5,0 \text{ kg} \times 0,301) = 9,00 \text{ kg} + 1,51 \text{ kg} \rightarrow \text{Gesamt: } 10,51 \text{ kg}
\text{MgO}: 5,0 \text{ kg} \times 0,206 = 1,03 \text{ kg}
\text{K}_2\text{O}: (15,0 \text{ kg} \times 0,666) + (1,0 \text{ kg} \times 0,465) = 9,99 \text{ kg} + 0,47 \text{ kg} \rightarrow \text{Gesamt: } 10,46 \text{ kg}

Gesamtglasmasse = 123,00 kg
Gemengemasse = 141,00 kg

\text{Schmelzverlust} = 18,00 \text{ kg} \rightarrow 12,77 \%

:chart_increasing: Glaszusammensetzung (in %):

  • SiO2: 99,5 kg → 80,9 %
  • Al2O3: 1,51 kg → 1,2 %
  • CaO: 10,51 kg → 8,5 %
  • MgO: 1,03 kg → 0,8 %
  • K2O: 10,46 kg → 8,5 %