DD263048A1

DD263048A1 - Verfahren zur dehydration von gipsbihydrat zum gipshalbhydrat

Info

Publication number: DD263048A1
Application number: DD30534387A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Naundorf; Ralf Wollenberg; Manfred Kohl; Michael Hofmann; Hartmut Heim; Harald Guenther; Heike Ruediger; Uwe Roemmling
Original assignee: Freiberg Bergakademie
Priority date: 1987-07-27
Filing date: 1987-07-27
Publication date: 1988-12-21
Also published as: DD263048B3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dehydratation von Gipsbihydrat zum Gipshalbhydrat. Gipshalbhydrat findet als Bindemittel fuer Baustoffe und in der Agglomerationstechnik Anwendung. Ziel der Erfindung ist es, die Qualitaet des durch Dehydratation von Gipsbihydrat hergestellten Gipshalbhydrates zu verbessern bzw. gezielt einzustellen. Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Dehydratation von Gipsbihydrat zum Gipshalbhydrat zu entwickeln, mit dem Gipsbihydrat mit einer Korngroesse von kleiner 1 mm bei hohen Staubgehalten zum Gipshalbhydrat dehydratisiert werden kann, ohne dass Staubprobleme auftreten. Erfindungsgemaess wird die technische Aufgabe dadurch geloest, dass Gipsbihydrat mit einer Korngroesse von kleiner 1 mm bei einer Verweilzeit von 15-50 Minuten in einem indirekt mit Wasserdampf beheizten Roehrentrockner bei fuer die Dehydratation von Gipsbihydrat ueblichen Temperaturen von 120-180C thermisch behandelt wird und der freigesetzte Wasserdampf gezielt einem dem Roehrentrockner nachgeschalteten Kondensator zugefuehrt wird.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dehydratation von Gipsbihydrat zum Gipshalbhydrat. Gipshalbhydrat findet als Bindemittel für Baustoffe und in der Agglomerationstechnik Anwendung.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zur Dehydratation von Gipsbihydrat zum Gipshalbhydrat finden überwiegend Schachtöfen, Drehrohröfen oder spezielle Gipskocher, aber auch Etagenöfen Anwendung (DE-OS 3502637, DE-OS 3239669, DE-OS 2900052, DE-PS 1151 208, DT 460196).

Eine gleichmäßige Durchwärmung des eingesetzten Gipsbihydrates ist für die Qualität des Produktes ausschlaggebend. Aus diesem Grunde wird möglichst kleinstückiges Gut in Drehrohröfen eingesetzt. Die spezifische Oberfläche des eingesetzten Gipsbihydates hat außerdem einen großen Einfluß auf die Geschwindigkeit des Stoff- und Wärmeaustauschprozesses und damit auf die Leistungsfähigkeit des Drehrohrofens. Der Gutfeinheit sind jedoch bei Drehrohröfen Grenzen gesetzt, da ansonsten zu viel Staub mit dem strömenden Heizmedium ausgetragen wird. Außerdem wird eine möglichst eng begrenzte Aufgabekörnung gefordert, um ein höchstes Maß an Gleichmäßigkeit des Brennprozesses zu erreichen. Hierfür wurde vorgeschlagen, den Rohgips durch eine aufwendige Agglomerationsstufe in ein Granulat mit enger Körnung zu überführen. Der Brennprozeß im Schachtofen bzw. Gipskocher erfordert eine Mindeststückigkeit des Einsatzgutes, damit die Durchströmbarkeitfürdas Heizmediums gewährleistet ist. Im Interesse des Durchsatzes werden üblicherweise weitaus höhere Heizmitteltemperaturen angewandt, als sie für die Dehydratation zum Gipshalbhydrat erforderlich sind. In Verbindung mit der gröberen Körnung führt dies zu dem wesentlichen Nachteil eines ungleichmäßig gebrannten Produktes, das dadurch bis zu etwa 30% an totgebranntem Anhydrit enthalten kann.

Bei der Dehydratation von Gipsbihydrat zum Gipshalbhydrat mit Hilfe von Etagenöfen unter Verwendung von Brenngasen oder Dampf als Wärmeübertrager besteht die Zielstellung zumeist in der Herstellung von unterschiedlichen Produktqualitäten durch seperate Temperaturführung in den einzelnen Etagen. Durch die mechanische Bewegung des Gutes über die Etagen im Gegenstrom zum Heizmedium wird ein intensiver Stroff- und Wärmeaustausch erzielt. Allerdings wird auch beim Etagenofen die Kornfeinheit des Aufgabegutes durch den zulässigen Staubaustrag begrenzt. Ein bedeutender Nachteil des Etagenofen besteht im hohen apparativen Aufwand.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Qualität des durch Dehydratation von Gipsbihydrat hergestellten Gipshalbhydrates zu verbessern bzw. gezielt einzustellen. ^:

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Dehydratation von Gipsbihydrat zum Gipshalbhydrat zu entwickeln, mit dem Gipsbihydrat mit einer Korngröße von kleiner 1 mm bei hohen Staubgehalten zum Gipshalbhydrat dehydratisiert werden kann, ohne daß Staubprobleme auftreten.

Erfindungsgemäß wird die technische Aufgabe dadurch gelöst, daß Gipsbihydrat mit einer Korngröße von kleiner 1 mm bei einer Verweilzeit von 15—50 Minuten in einem indirekt mit Wasserdampf beheizten Röhrentrockner bei für die Dehydratation von Gipsbihydrat üblichen Temperaturen von 120-18O⁰C thermisch behandelt wird und derfreigesetzte Wasserdampf gezielt einem dem Röhrentrockner nachgeschalteten Kondensator zugeführt wird.

Voraussetzung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Änderung der traditionellen Fahrweise des Röhrentrockners in der Weise, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Gasphase in den Röhren sehr klein gehalten wird. Es wurde gefunden, daß maximale Durchsätze bei guter Produktqualität dann möglich sind, wenn durch Einstellung der Druckverhältnisse gerade der bei der Dehydration gebildete Wasserdampf abgeführt, aber keine Luft durch die Rohre gesaugt wird. Unter diesen Bedingungen ist die Strömungsgeschwindigkeit in den Rohren minimal, wodurch keine Staubprobleme auftreten, obwohl sehr feinkörniges Material eingesetzt wird. Dabei kann der Füllungsgrad des Röhrentrockners, der bei der traditionellen Fahrweise als Kohletrockner bei etwa 0,4 liegt, bis auf 0,85, vorzugsweise 0,55-0,7, erhöht werden. Die große Heizfläche des Röhrentrockners, die durch die Funktion der Wendeleisten unterstützte kontinuierliche Umwälzung des feinen Gutes und die intensive Wärmeübertragung durch die Kondensation des Wasserdampfes bei konstanter Heizflächentemperatur gewährleisten eine schnelle und vor allem gleichmäßige Durchwärmung des Gutes. Die daraus resultierende hohe Gleichmäßigkeit der Qualität des Gipshalbhydrates sowie die Möglichkeit der gezielten Einstellung der Gipshalbhydratqualität sind die Hauptvorteile des für die Dehydratation eingesetzten Röhrentrockners gegenüber anderen Brennofen. Durch Abstimmung von Heizflächentemperatur und Verweilzeit des Gutes in den Trockenrohren sind verschiedene Gipshalbhydratqualitäten auch unter den Bedingungen der vorteilhaften Kraft-Wärme-Kopplung gezielt herstellbar. So wird bei einer Verweiizeit von 15-25 Minuten und einer Heizflächentemperatur von 170-180°C ein langsam abbindendes Gipshalbhydrat erhalten, während bei einer Verweilzeit von 35-45 Minuten und einer Heizflächentemperatur von 170-180°Cein Gipshalbhydrat mit Stuckgipsqualität erhalten wird.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Kondensationswärme von Niederdruckdampf aus Kraftwerken bei der Dehydratation von Gipsbihydrat, das bei der Rauchgasentschwefelung in pulvriger Form anfällt, genutzt werden kann. Durch die Kondensation des bei der Dehydratation anfallenden Wasserdampfes entsteht zudem eine geringe Umweltbelastung.

Ausführungsbeispiel:

Die Erfindung soll anhand von 2 Beispielen näher erläutert werden:

Beispiel 1

Industrieanfallgips aus Gußformen für die Porzellanherstellung wird mit Prallmühlen auf eine Körnung von Ad = 0,5/Omm mit einem Anteil Ad = 0,25/0 mm von über 50% zerkleinert und ohne weitere Vorbehandlung einem Röhrentrockner aufgegeben. Der Trockner wird mit 0,8 MPa-Heizdampf gespeist, so daß sich eine Heizflächentemperatur von 170°C einstellt. Die Trocknereignung und Trocknerdrehzahl sind so aufeinander abgestimmt, daß die Verweilzeit des Gutes in den Rohren bei einem Füllungsgrad von etwa 60 Vol.-% 20 Minuten beträgt. Am Trocknerausgang wird ein geeigneter geringer Unterdruck angelegt, der gerade den durch Resttrocknung und Dehydratation entstandenen Wasserdampf zum Kondensator abführt, aber keine Luft durch die Trockenrohre saugt. Der im Kondensator abgeschiedene Staub beträgt etwa 0,8 Ma.-%, bezogen auf die Ausgangsmasse. Es entsteht ohne zusätzliche Nachzerkleinerung ein pulverförmiges Gipshalbhydrat mit verzögerter Bindewirkung.

Beispiel 2

Die Dehydration von Naturgipsstein unter den Bedingungen gemäß Beispiel 1 führt zum gleichen Ergebnis. Es wird ein pulverförmiges Gipshalbhydrat mit verzögerter Bindewirkung erhalten. Durch Erhöhen der Verweilzeit auf 40 Minuten über die Verringerung der Trocknereignung ändern sich die Gipshalbhydrateigenschaften markant. Das Gipshalbhydrat zeigt ein schnelles Abbinden analog der Stuckgipsqualität.

Claims

1. Verfahren zur Dehydration von Gipsbihydrat zum Gipshalbhydrat bei dafür üblichen Temperaturen von 120— 180⁰C, gekennzeichnet dadurch, daß Gipsbihydrat mit einer Korngröße von kleiner 1 mm bei einer Verweilzeit von 15—50 Minuten in einem indirekt mit Wasserdampf beheizten Röhrentrockner dehydratisiert wird und der freigesetzte Wasserdampf gezielt einem dem Röhrentrockner nachgeschalteten Kondensator zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch !,gekennzeichnet dadurch, daß sehrfeinkörnige Ausgangsstoffe in Form von Naturgipsstein oder Industrieanfallgips mit Körnungen von kleiner 1 mm bei Staubgehalten kleiner 0,25 mm von über 50% eingesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Röhrentrockner mit einem Füllgrad von 0,4-0,85, vorzugsweise 0,55-0,7, betrieben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß Gipsbihydrat bei einer Verweilzeit von 15-25 Minuten und einer Heizflächentemperatur von 170-190⁰C zu einem langsam abbindenden Gipshalbhydrat dehydratisiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß Gipsbihydrat bei einer Verweilzeit von 35—50 Minuten und einer Heizflächentemperatur von 170—18O⁰C zu einem Gipshalbhydrat mit Stuckgipsqualität dehydratisiert wird.