DE1156348B

DE1156348B - Process for the production of plaster of paris with the properties of plaster of paris

Info

Publication number: DE1156348B
Application number: DEK46500A
Authority: DE
Inventors: Karl Knauf; Dipl-Chem Bruno Wandser; Dipl-Chem Dr Franz Wirsching
Original assignee: Gebr Knauf Westdeutsche Gipswerke
Current assignee: Knauf Gips KG
Priority date: 1962-04-17
Filing date: 1962-04-17
Publication date: 1963-10-24

Description

Verfahren zur Herstellung eines Baugipses mit Eigenschaften eines Putzgipses Die Erfindung bezieht sich auf ein, Verfahren zur Herstellung eines Baugipses mit Eigenschaften eines Putzgipses.Process for the production of plaster of paris with properties of a Plaster of Paris The invention relates to a method for producing plaster of paris with the properties of plaster of paris.

Der bisher übliche Putzgips besteht aus einem Gemisch verschiedener Hydratstufen des Calciumsulfates und wird aus Naturgips nach speziellen und komplizierten Brennverfahren bei großem Brennstoffverbrauch hergestellt: entweder durch einmaliges Brennen in Kammer-, Schachtöfen oder auf dem Sinterrost oder durch zweimaliges Brennen, wobei der erste Brennvorgang in Kammer- oder Schachtöfen erfolgt, während der zweite Brennvorgang in Harzerkochern oder in Drehöfen durchgeführt wird. Der durch zweimaliges Brennen erzeugte Putzgips hat den Namen: Süddeutscher Doppelbrandgips. Dicse Brennmethoden sind notwendig, damit ein genau abgestimmtes Gemisch der verschiedenen Hydratstufen erhalten wird, denn dieses Gemisch verleiht dem Putzgips die speziellen Eigenschaften, die für seine Verarbeitung als langsam erhärtender Gips wichtig sind.The plaster of paris used up to now consists of a mixture of different Hydrate stages of calcium sulfate and is made from natural gypsum according to special and complicated Combustion process produced with large fuel consumption: either by a one-off Firing in chamber, shaft furnaces or on the sintered grate or by firing twice, the first firing process takes place in chamber or shaft furnaces, while the second Burning process is carried out in resin cookers or in rotary kilns. That by two times Plaster of paris produced by burning has the name: Süddeutscher Doppelbrandgips. These firing methods are necessary to ensure a precisely balanced mixture of the various hydrate levels is obtained, because this mixture gives the plaster of paris the special properties, which are important for its processing as a slowly hardening plaster of paris.

Die Erfindung hat nun den Zweck, das Herstellungsverfahren zu vereinfachen bzw. auch andere Materialien als Naturgips zur Herstellung des obengenannten Baugipses zu verwenden.The invention now has the purpose of simplifying the manufacturing process or also other materials than natural gypsum for the production of the above-mentioned plaster of paris to use.

Die Erfindung besteht darin, daß einem Halbhydratgips mit einem Gehalt von sauren, wasserlöslichen Phosphaten, z. B. dem primären Calciumphosphat, so viel Kalkhydrat zugesetzt wird, daß das Gewichtsverhältnis des auf Phosphorpentoxyd berechneten wasserlöslichen Phosphates zum Kalkhydrat 1: 0,5 bis 1,5 beträgt.The invention consists in that a hemihydrate gypsum with a content of acidic, water-soluble phosphates, e.g. B. the primary calcium phosphate, so much Lime hydrate is added that the weight ratio of the calculated on phosphorus pentoxide water-soluble phosphate to hydrated lime 1: 0.5 to 1.5.

Es wird ein Baugips erzeugt, der die Eigenschaften eines Putzgipses hat. Dieser Baugips besteht nicht wie bisher aus einem bestimmten Gemisch verschiedener Hydratstufen und kann deshalb in einfacher Weise, beispielsweise lediglich durch Brennen im Harzerkocher oder Ehrsämkocher hergestellt werden, d. h. in einfachen, mit Rührwerk versehenen Kesseln, die von außen beheizt werden. Die Kosten für die Art der Erzeugung sind geringer als diejenigen, die bei der Erzeugung mit den obengenannten Ausrüstungen notwendig sind.A plaster of paris is produced which has the properties of plaster of paris Has. This plaster of paris does not, as before, consist of a certain mixture of different Hydrate stages and can therefore in a simple manner, for example only by Burning in the Harzerkocher or Ehrsämkocher are produced, d. H. in simple, Kettles equipped with a stirrer and heated from the outside. The cost of the Types of generation are less than those involved in generating with the above Equipments are necessary.

Darüber hinaus ist es möglich, daß als Halbhydratgips ein durch Brennen von Naturgips und/oder von bei der Verarbeitung phosphorhaltiger Mineralien anfallendem Abfalldihydratgips hergestelltes Produkt verwendet wird.In addition, it is possible to use a hemihydrate plaster of paris by firing from natural gypsum and / or from the processing of phosphorus-containing minerals Waste dihydrate gypsum manufactured product is used.

Dieses Verfahren ist besonders bedeutungsvoll, da in der chemischen Industrie bei der Verarbeitung phosphorhaltiger Mineralien, wie z. B. bei Gewinnung von phosphorhaltigen Düngemitteln oder von Phosphorsäure, Abfalldihydratgips in großen Mengen anfällt, der aber heute kaum verwendbar ist. Dieser Abfalldihydratgips enthält Säuren und wasserlösliche saure Salze dieser Säuren, wie Phosphorsäure und primäres Calciumphosphat, die durch Waschen mit Wasser nicht entfernt werden können. Beim trockenen Brennen dieses Abfalldihydratgipses zu Halbhydrat verflüchtigen sich die vorhandenen Säuren mit den Kristallwasserdämpfen. Sie können auch durch Zusatz von Neutralisierungsmitteln umgesetzt werden, doch bleiben sie dann im neutralisierten Zustand im Halbhydrat zurück und setzen dessen Reinheitsgrad herab. In jedem Falle enthält das durch diese Brennmethoden gewonnene Halbhydrat noch die wasserlöslichen, sauren Salze, insbesondere das primäre Calciumphosphat, meistens etwa 1%. Diese Salze können nicht neutralisiert werden, weil sie in den Gipskristallen eingeschlossen sind. Sie sind aber dafür verantwortlich, daß das derart gewonnene Halbhydrat für die meisten Zwecke nicht verwendbar ist.This process is particularly significant because it is used in chemical Industry in the processing of phosphorus-containing minerals, such as. B. in extraction of phosphorus-containing fertilizers or of phosphoric acid, waste dihydrate gypsum in large amounts, which can hardly be used today. This waste dihydrate gypsum contains acids and water-soluble acidic salts of these acids, such as phosphoric acid and primary calcium phosphate that cannot be removed by washing with water. When this waste dihydrate gypsum is burned dry to hemihydrate, it evaporates the acids present with the water of crystallization. You can also by addition are implemented by neutralizing agents, but then they remain in the neutralized Condition in the hemihydrate and reduce its degree of purity. In any case does the hemihydrate obtained by these firing methods still contain the water-soluble, acid salts, especially the primary calcium phosphate, mostly about 1%. These Salts cannot be neutralized because they are trapped in the gypsum crystals are. But you are responsible for the fact that the hemihydrate obtained in this way for most purposes is unusable.

Es hat sich nun überraschenderweise herausgestellt, daß beim Zusatz der oben definierten Menge Kalkhydrat zum aus dem Abfalldihydratgips erzeugten Halbhydrat ein Baugips erhalten wird, der sich wie Putzgips verarbeiten läßt. Es ist hierdurch eine Methode geschaffen, den lästigen Abfalldihydratgips in wirtschaftlicher Weise zu verwerten.It has now surprisingly been found that when adding the amount of hydrated lime defined above to the hemihydrate produced from the waste dihydrate gypsum a plaster of paris is obtained, which can be processed like plaster of paris. It is through this created a method to remove the annoying waste dihydrate gypsum in an economical manner to utilize.

Wie oben erwähnt, ist die Erzeugung des Doppelbrandgipses kostspielig. Diese Kosten lassen sich erheblich vermindern, wenn bei Verwendung eines aus Naturgips gebrannten Halbhydratgipses oder einer Mischung aus diesem Halbhydratgips und einem aus Abfalldihydratgips erzeugten Halbhydratgips zwecks Erreichung eines Gewichtsverhältnisses von 1:0,5 bis 1:1,5 des auf Phosphorpentoxyd berechneten wasserlöslichen Phosphates zum Kalkhydrat das wasserlösliche Phosphat und/oder das Kalkhydrat in den dem genannten Gewichtsverhältnis entsprechenden Mengen zugesetzt wird bzw. werden. Hierdurch ist es möglich, daß eine billigere Herstellungsmethode als bisher anwendbar ist, da in der oben beschriebenen Weise die Anwendung kostspieliger Aggregate zum Brennen fortfällt und der Baugips auf den einfachen Herstellungsgeräten als hochwertiges Erzeugnis herstellbar ist. Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen erkennbar.As mentioned above, the double-fired plaster of paris is expensive to produce. These costs can be reduced significantly if one made of natural gypsum is used calcined hemihydrate plaster of paris or a mixture of this hemihydrate plaster of paris and one Hemihydrate gypsum produced from waste dihydrate gypsum in order to achieve a weight ratio from 1: 0.5 up to 1: 1.5 of the water-soluble calculated on phosphorus pentoxide Phosphates to the hydrated lime the water-soluble phosphate and / or the hydrated lime in is or are added to the amounts corresponding to the weight ratio mentioned. This makes it possible to use a cheaper production method than before is, as in the manner described above, the use of expensive aggregates for No burning and the plaster of paris on the simple manufacturing devices as high-quality Product can be produced. Further details of the invention are set forth below described embodiments recognizable.

Putzgips kann beispielsweise charakterisiert werden durch seinen zeitlichen Erhärtungsverlauf. Tabelle 1 zeigt diesen Verlauf für einen bisher üblichen Putzgips, für einen aus Abfalldihydratgips und für einen aus gebranntem Naturgips erfindungsgemäß erhaltenen putzgipsähnlichen Baugips. Aus diesen Gipsen werden Gipsformkörper hergestellt, deren Brinellhärte während ihrer Erhärtung gemessen wird. Tabelle 1 Brinellhärte (kg(cm2) von Gipsformkörpem zu verschiedenen Zeitpunkten nach ihrer Herstellung 1 Stunde I 2 Stunden I 3 Stunden 4 Stunden I 5 Stunden 24 Stunden Bisher üblicher Putzgips ................... 11 12 14 15 20 38 Erfindungsgemäßer putzgipsähnlicher Baugips aus gebranntem Abfalldihydratgips mit 0,6 Gewichtsprozent Phosphorpentoxyd als wasserlösliches Phosphat und 0,5 Gewichts- prozent Kalkhydrat ...................... 8 15 16 17 21 34 Erfindungsgemäßer putzgipsähnlicher Baugips aus gebranntem Naturgips, 0,5 Gewichts- prozent primäresCalciumphosphat (=0,3 Ge- wichtsprozent Phosphorpentoxyd) und 0,25 Gewichtsprozent Kalkhydrat ........ . 14 18 20 23 i 26 48 Aus Tabelle 1 geht hervor, daß die erfindungsgemäß hergestellten putzgipsähnlichen Baugipse etwa dieselben zeitlichen Erhärtungen zeigen wie der bisher übliche Putzgips. In der Tabelle 2 wird dargestellt, wie der zeitliche Erhärtungsverlauf von aus Abfalldihydratgips gebranntemHalbhydratgips durchZusatz verschiedener Mengen Kalkhydrat verändert wird. Tabelle 2 Gewichts- Brinellhärte (kg(em2) verhältnis von Gipsformkörpem zu verschiedenen Zeitpunkten p205 nach ihrer Herstellung zu Kalk 1 Stunde I 2 Stunden I 3 Stunden 1 4 Stunden 15 Stunden 124 Stunden Halbhydratgips aus Abfalldihydrat- gips ohne Kalkhydrat .............. 92 94 93 89 90 95 mit 0,1'% Kalkhydrat .......... 1: 0,17 73 73 77 78 83 91 mit 0,2% Kalkhydrat .......... 1:4,33 52 62 65 63 67 67 mit 0,5'% Kalkhydrat .......... 1: 0,83 8 15 16 17 21 34 mit 0,751% Kalkhydrat ......... 1:1,25 20 29 31 34 36 40 mit 1,0"/o Kalkhydrat .......... 1:1,67 28 38 39 40 43 52 mit 3,0°/o Kalkhydrat .......... 1:5,00 35 59 84 83 86 84 Das in Tabelle 2 gezeigte Beispiel wurde mit einem Halbhydratgips erhalten, der einen Gehalt von etwa 1 Gewichtsprozent saurer wasserlöslicher Phosphate, entsprechend 0,6 Gewichtsprozent Phosphorpentoxyd, aufweist. Einen Zusatz von 0,5 Gewichtsprozent Kalkhydrat zu diesem Halbhydrat, also eine Menge, die einem Gewichtsverhältnis zwischen dem auf Phosphorpentoxyd berechneten sauren wasserlöslichen Phosphat und dem Kalkhydrat von 1: 0,8 entspricht, ermöglicht einen Erhärtungsverlauf, wie er für Putzgips verlangt wird.Plaster of paris can be characterized, for example, by its hardening process over time. Table 1 shows this curve for a plaster of paris customary up to now, for one made from waste dihydrate gypsum and for a plaster of paris-like plaster of paris obtained according to the invention from burnt natural gypsum. From these plasters, plaster moldings are produced, the Brinell hardness of which is measured during their hardening. Table 1 Brinell hardness (kg ( cm2) of plaster moldings at different times after their manufacture 1 hour I 2 hours I 3 hours 4 hours I 5 hours 24 hours Plaster of paris previously used ................... 11 12 14 15 20 38 Plaster of paris-like plaster of paris according to the invention made of burnt waste dihydrate gypsum with 0.6 percent by weight of phosphorus pentoxide as water-soluble phosphate and 0.5 weight percent hydrated lime ...................... 8 15 16 17 21 34 Plaster of paris-like plaster of paris according to the invention made of fired natural gypsum, 0.5 weight percent primary calcium phosphate (= 0.3 Ge weight percent phosphorus pentoxide) and 0.25 percent by weight hydrated lime ......... 14 18 20 23 i 26 48 From Table 1 it can be seen that the plaster of paris-like plaster of paris produced according to the invention show about the same time hardening as the plaster of paris customary up to now. Table 2 shows how the time course of hardening of semi-hydrate gypsum burned from waste dihydrate gypsum is changed by adding different amounts of hydrated lime. Table 2 Weight Brinell hardness (kg (em2) ratio of plaster moldings at different times p205 after its creation to lime 1 hour I 2 hours I 3 hours 1 4 hours 15 hours 124 hours Hemihydrate plaster from waste dihydrate plaster without hydrated lime .............. 92 94 93 89 90 95 with 0.1% hydrated lime .......... 1: 0.17 73 73 77 78 83 91 with 0.2% hydrated lime .......... 1: 4.33 52 62 65 63 67 67 with 0.5% hydrated lime .......... 1: 0.83 8 15 16 17 21 34 with 0.751% hydrated lime ......... 1: 1.25 20 29 31 34 36 40 with 1.0 "/ o hydrated lime .......... 1: 1.67 28 38 39 40 43 52 with 3.0% hydrated lime .......... 1: 5.00 35 59 84 83 86 84 The example shown in Table 2 was obtained with hemihydrate gypsum which has a content of about 1 percent by weight of acidic water-soluble phosphates, corresponding to 0.6 percent by weight of phosphorus pentoxide. An addition of 0.5 weight percent hydrated lime to this hemihydrate, i.e. an amount that corresponds to a weight ratio between the acidic water-soluble phosphate calculated on phosphorus pentoxide and the hydrated lime of 1: 0.8, enables a hardening process as required for plaster of paris.

Wird dieses Gewichtsverhältnis von 1: 0,8 zwischen dem Phosphorpentoxyd des sauren wasserlöslichen Phosphates und dem Kalkhydrat unter- oder überschritten, so verliert der Gips die für Putzgips erforderliche Eigenschaft der langsamen Erhärtung in solchem Ausmaß, daß bei Verhältnissen außerhalb von 1: 0,5 und 1:1,5 der. Gips kaum noch verwendbar ist. Daraus geht hervor, daß durch Zugabe einer definierten Kalkhydratmenge ein ganz bestimmter Effekt erhalten werden kann, der bisher nur durch komplizierte Herstellungsverfahren erreicht werden konnte.If this weight ratio of 1: 0.8 between the phosphorus pentoxide the acidic water-soluble phosphate and the hydrated lime fallen short of or exceeded, in this way the plaster of paris loses the property of slow hardening required for plaster of paris to such an extent that at ratios outside 1: 0.5 and 1: 1.5 the. plaster hardly usable anymore is. It follows that by adding a specific effect can be obtained with a defined amount of hydrated lime, which up to now could only be achieved through complicated manufacturing processes.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the production of plaster of paris with Properties of a plaster of paris, characterized in that a hemihydrate plaster of paris with a content of acidic, water-soluble phosphates, e.g. B. primary calcium phosphate, so much hydrated lime is added that the weight ratio of the phosphorus pentoxide calculated water-soluble phosphate for hydrated lime is 1: 0.5 to 1: 1.5.

2. Process according to Claim 1, characterized in that the hemihydrate gypsum is a through Burning of natural gypsum and / or of minerals containing phosphorus during processing waste dihydrate gypsum produced is used.

3. Procedure according to claim 1 and 2, characterized in that when using the natural gypsum calcined hemihydrate plaster of paris at least 0.25 percent by weight, preferably 0.5 weight percent, primary calcium phosphate is added.