DE1471273A1

DE1471273A1 - Verfahren zur Herstellung von Calciumsulfathalbhydrat

Info

Publication number: DE1471273A1
Application number: DE19641471273
Authority: DE
Inventors: Brown Martin Granger; Bloom Martin S
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1963-12-03
Filing date: 1964-12-02
Publication date: 1970-09-10
Also published as: DE1471273B2; FR1416273A; US3579300A; GB1051849A

Description

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^ΟΪΓ'¹Υ,--'·. "■■'■' VgER MÜLLEP.Si.1.31

F 19957 Dr.F/hr
Case B.17181

Beschreibung zur Patentanmeldung der

CUBICAL INDUSTRIES LIIfXTlDD, London S.V/. 1 betreffend:

"Verfahren zur Herstellung von Calciumsulfathalbhydrat"

PRIORITÄTEN: 3. Dezember 1963 und 25. November 1964 Großbritannien

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Calciumsulfat-a-halbhydrat.

Beim Verfahren gemäß der Erfindung wird kontinuierlich Gips schlamm und V/asser bei überatmoephärischen Druck in und durch ein Tiealetionagefäß geleitet, welches einen Einlaß und einen Auslaß buaitzt und der ffipsschlarara wird in dem Reaktlonsgefäß bei einer Temperatur von Ubar etwa 10O⁰C bewegt, wobei kontinuierlich der Calciumeulfat-a-halbhydratechlamm am Auslaßende des Reaktionsgefäeees abgezogen wird, ohne daö der Druck in dem Gefäß verringert wird. Vorzugsweise werden der

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überdruok und die Temperatur unabhängig voneinander kontrolliert und der Schlaramfluß vondem Einlaß- zum Auslaßende des Reaktionogefässes wird unabhängig von äen Druok- und Tempereturkontrollen kontrolliert. WUhrend der Verweilzeit des Gipses in dem Reakfcionorjefäß wird dieser in Gegenwart von Wasser In flüssiger Form dehyflratisiort und erfahrt eine Phasenänderung zum Caloiumaulfat-a-halbhydrat. Der Zweck der Kontrolle dee Sehlammfluoaes durch das Reaktionegefäß iet der, sicherzustellen, daß die Hasse der Gipsteilchen eine genügende Zeit in dem ReaktionegefHß verbleiben, damit dieee Phasenumwandlung stattfinden kann.

Me Herstellung von dem a-Halbhydrat mit einer praktisch brauchbaren Kristallstruktur kann nooh durch Zusatz bekannter den Kristallhabitus modifizierender Mittel zu dem GipBschlamra begünstigt werden, derartige Stoffe sind beispielsweise anorganische 3alze von hochgeladenen Metallionen, wie Eisen, Aluminiumchrom und polare organische Verbindungen, beispielsweise Säuren und Salze von Säuren.

Die Erfindung eohlHgt weiterhin eine Apparatur zur kontinuierlichen Herstellung von CaleiumsulfathaXbhydrat aus Gips vor, welche mit Einrichtungen versehen ist, durch die ein Gipsschlamm und Nasser einem Uberatmosphärischen Druok ausgesetzt wird, wobei der Gipsschlamm unter Druclc ei.nem mit einem Auslaß und einem Einlaß versehenen Reaktionsgefäß zugeführt und er in diesem einer Temperatur von über etwa 100⁰C ausgesetzt

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wird. Weiterhin besitzt die Apparatur Mittel, durch die der Schlang in dom HeatetionfigofHß bewegt werden kann und Mittel zur Kontrollierung des Pluaaeo des Sohlammes durch dar; Reakiioncßofiiß von dem Einlaß zu dem Auslaß und solche, durch die dt;·- Caloiumsulfat-T-halbhydratoohlamin aus dem Aunlaß abgezogen ••erden kann, ohne daß der Druck in dem Reaktionsgefäß verringert wird.

Dar "rfindunpiHgegenetand iet auf den Zeichnungen näher erläutert und wnr eeigen

dio Pig. 1 und 2 eine Seitenaneioht und einen Grundriß einer Apparatur, dio zur Durchführung dea don Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahrene geeignet ist«

p. jj eeiftt ein Diagramm, in dem die mittlere Verweileeit den Gipeee in dem Reaktionergefttß gegenüber der proaentualen Umwandlung eines OipBBohlanunee in Caloivjneulfat-a-halbhydrat aufgetraßen inl.

Der beim Vorfahren gemäß der Erfindung verarbeitet· Gipe kann aue irgendeiner Quelle stammen und naß oder trocken sein. Vor run: ov: nj Je fini jedoch ein naeoer Qipe verarbeitet, wie er alG Abfallprodukt bei einem industriellen Verfahren, beispielsweise bei dor Herstellung von Phosphorsäure au· Fhoaphatgeetein gewonnen wird. In jedem Falle wird der Gips mit Wasser und gewünschtanfalle mit einem den Kristallhabitae modlflelerend(?n !TitleI, niü Aluminiuxiisulfat oder Zitronensäure in elnea

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Gipeeohlamravorratsbehiilter 1 gemischt, der mit einer Rührvorrichtung 2 und vorzugsweise mit einer Heizvorrichtung ausge-Btattet iat, um auf diese Weiee einen Sohlamm zu bilden. Dieser Schlamm wird dann der Einwirkung einee ausreichenden Druckes ausgesetzt, um das ^V7aeeer bei der Arbeltetemperatur in flttsoiger Form zu halten, beispielsweise einem Druok von 4 bis 10 Atmosphären. Dien kann aber auch auf andere Weiee erfolgen, z.B. mit Hilfe einer Schlammpumpe 3, die eine Zentrifugalpump· eein kann, eine Schraubenpumpe oder dergleichen, wodurob der Schlamm unter Druok in den 3InIaB eines Druokreaktionegefäeeee 4 eingeführt wird.

Der Sohlamm wird vorzugsweise auf eine Temperatur von über etwa 130⁰C, beispielsweise der Grttsaenordnung von etwa 16O°O oder höher erwärmt und obwohl dieee Anfangserhlteungsstufe in den Hauptkörper dee Druokreaktionegefäeeee durchgeführt werden kann, erfolgt dies sweckmäeelger in einem getrennten Teil desselben, der mit einer Rührvorrichtung ausgestattet ist, kurz bevor der Schlamm in den üauptteil des Druokreaktionsgefässes eingebracht wird, indem beicpielsweise in den Sohlamm Hoohdruckdampf eingeleitet wird. ¹SiIiO weitere T?rrärmung kann dann innerhalb des Druokreaktio agt 'äeeee selbst erfolgen, um auf diese Veiee die ReaktionetemT er&i:ur aufrechtzuerhalten.

In dem Diagramm der Pig. 3 der Zeichnungen ist die mittlere Verweilzeit des Schlaaaiea in der ersten erhitzten Abteilung eines kontinuierlich arbeitenden Voreuchdruckgefäsees gegenüber der prozentualer umwandlung des Gipses in a-Halbhydrat in diener

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ersten Abteilung bei verschiedenen Temperaturen «wieοhen 130 und 16O⁰C aufgetragen. Tllne genügende Verweilaelt vorausgesetzt findet eine vollständige Umwandlung bei irgendwelchen Temperaturen über etwa 10C⁰O statt und die Wahl der Reaktionetemperatur ist abhängig von den Kosten der Apparatur und des Brennstoffes, wenn nicht eine unwirtschaftliche geringe Reaktionsgeschwindigkeit erforderlich ist, um einen bestimmten Kristallhabitus zu erzeugen.

Bas Druokreaktionsgefäß kann beispielsweise in Form eines Rohres, z.B. eines senkrechten Rohres ausgebildet sein, das an seiner Unterseite einen Einlaß und an der Oberseite einen Auslaß besitzt und in dem sich eine aentrale Rührwelle befindet, welche durch einen mit verschiedener Geschwindigkeit laufenden Motor unter Anwendung einer mechanischen Dichtung angetrieben wird. Um die Verweilzeit der fasse der Gipeteilohen in dam Druokreaktionsgefäß zu regeln und zu garantieren, indem die Durchlauf2eit verringert wird und um hierdurch die (Jrösse des DruckraaktionegefHsaee, die aur !Erzeugung einer gewunechten Reinheit des Halbhydrata erforderlich lot, eicherauetellen, kami (3ae DrucfcreaktionsgefüS in seinem Inneren in einer Anzahl von Abteilungen 7 (beispielsweise seohs Abteilungen) unterteilt wurden, die übereinander angeordnet und voneinander duroh Trsnnplatten 8 getrennt sind, von denen Jads mindestens eine zentrale öffnußg besitzt, durch die die zentrale Rührwelle 6 hindurchgeht und duroh die der Schlamm hindurohtrsten fcann. Innerhalb dar Abteilungen 7 sind an der RUhrwelle δ Blaohe angebracht, um so die Rührbehandlung durchzuführen und um die

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sich abeobeidenden Peststoffe in buspension eu halten« Die Trennplatten 8 sind so ausgebildet» daß sie leicht entfernt werden können und das Rohr 4 kann ein zusammengesetztes Heb sein, welche aua einer Mehrzahl von einzelnen Rohrabschaltten zusammengesetzt ist, die aneinander angebracht werden,

Duron. Veränderung der Umlaufgeschwindigkeit der Teile 6, durch !Sntfernen von einer oder mehreren der Trannplatten 8 und/oder durch Ersatz derselben durch Trennplatten mit grösseren oder kleineren zentralen öffnungen und/oder durch Vergröaserung oder Verkleinerung der Länge des Druekrohren 4 (duroh Einfügen oder Entfernen von Rohrabsohnitten) kann jetia gewtinsohte Verweilzeit der Vaaee,der Gipsteilchen in dem Autoklaven erreicht werden. Beispielsweise sei festgestellt, daß die Verweilzelten sich von otwa 30 Sekunden bis zu etwa 30 Hxnutßn ändern können.

dor Erfindung kann die Verweilsc-it auch auf andere Weisa geändert worden, Indem bfiliipielsnyeign α ^ruekreaktionegefäß 4· mit inneren ^insohnUrur.^n swiso^an ■> ü.ächberten Abteilungen 7 vereahon 3 mi; oder inden ;iie Abtei 1ι.;:'·_-_;n 7 und der Rührer δ durch ·Λίύ'? "ahri'-nke ersetzt wird, an-'^::-r Ma der Sohlaium mit einer vorher b^etifanten Gswhviln"' <τΚ---Ί.ϊ von Einlaß im Boden deg riruo'crenkticri'.gof^aaef! zn dem Zualr-"', -:n dar Obsrselts de3-.selban ^fifCrrliiC ;/.Ird,

Am AusiafS wfiv'. -"^r ilalbhydrataohlanuri kc iitinuierlich a?« dem Autoklaven >-,-. -.-0,^n, beiopieleweies u_t- ir e'nea Uruok von etwa 4 bia 10 At :■■>··? -lären URiI dann etwa bei α f.-j ο β ph Ore Λά ruck bei-

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spielsweiee direkt einer Anlage but Herstellung von Gipeplatten augeführt wird, ohne daß hierbei dor Druck in dem Bruokgefii" abgelaooon oder verringert wird. Dies erfolgt durch irgendeine ßewUnschte Ponn einer Ablaßvorrichtung 9_t beispleleweioe ein Droaeelventil. üra jedoch eine Verstopfung desselben zu vermeiden,wird es vorgezogen, fUr diesen Zweck eine Sohraubonpumpe mit einen Gummistator (b.B, eine ?^Tono pumpe) zu verwenden, welohe mit einem Antrieb mit veränderlicher Geschwindigkeit versehen let» der gleichseitig als Beraeeeungevorriohtung dienen kann. Wenn der Schlamm nicht unmittelbar' verbraucht wird, no kann er getrocknet und der eioh ergebende Oips kann gelagert oder oingeeaokt werden.

Dae den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren iet insofern besondere vorteilhaft, als es kontinuierlich durchgeführt werden kann und auf diece Teise ein nasses verunreinigtes Ausgangsmater :.al verwendet und gereinigt werden kann, wobei das erzeugte a-Halbhydrat sofort in Sohlaxcmform verarbeitet werden kann, ohno daß es ntStig iet, besondere Trookenbehandlungen voraunehmcn. pas Verfahren ist auch noch besonders wärmewirt-. schaftlich insofern, am das Kristallwaeser des Oipses ale flUeaiges Wasser entfernt wird, wobei nur ein ottesiger Oberdruck erforderlich let.

Das aus Oaloiuraeulfat-a-halbhydrat bestehende Produkt ist, obwohl nicht ausschlieeilch, besondere brauchbar «rar Herstellung von Gipsbauprodukten.

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Claims

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PATEWTAWSPROCHBt

1, Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Calciu·- sulfat-a-halbhydret aus Gips, dadurch gekennseIchnet, dal el« Schiana aus Gi-ps und Wasser kontinuierlich bei Oberdruck In und <!urch ein Reaktionsgefflß geleitet wird, das «it ein·« Einlaß und nit einem Auslaß versehen ist, wobei der Gips sch las« in den ReaktionsgefSß bei einer Temperatur Ober etwa 10O⁰C bewegt «ad der CtlciuMSulfnt-a-halbhvdratschlaaa kontinuierlich aus de« ReaktionsgefSß abgezogen wird, ohne daß der darin herrschende Druck verringert wird.

2, Verfahren nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß dor Oberdruck und die Temperatur in de« ReaktionsgefSß uaabhlagig yonoinandor gevögelt worden.

3, Vorfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dor Stron dos Gipsschlaieies von de« Einlaß iu de« Auslaß des Roalctionsge 'fisses uaabhlngig von de« Oberdruck und der Teaperatar geregelt wi-d.

4, Vorf.ihrun nach eine« der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da· der Gipssclila«« ei« oder Mehrere 4e« Irlstellhabitus verlndemde Mittel eatkllt.

5. Verfahren nach eino« der vorangehende« Ansprache,

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gekennzeichnet, daß die Bewegung des Gipsschiannes in drnt Reaktionsgofflß durch Rühren orfolgt,

6, Vorfahren nach eine« dor vorangehendon Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Calciuasulfat-ct-iialbhydi'atschlae» kontinuierlich aus dem Auslaß des Roaktionsgefüsses durch entsprechende Mittel abgezogen wird, durch die ein Druckabfall in den Reaktionen verhindert wird.

7. Verfahren nach einest der vorangehenden Ansprüche, dadurch ^kennzeichnet, daß in dom Reaktionsgefäß ein Druck von etwa 4 bis 10 Atnosphftren angewendet wird·

Vorfahren nach einem dar vorangehenden Ansprüche, dadurch , daß die Temperatur in de« Roaktionsgef&ß oberhalb 130°C liegt und bei etwa 160«C liegt.

i)„ Apparatur zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis S, gekennzeichnet durch ein »it eine« CIn- und Auslaß varaehonos Heaktionsgofäß in den der Gip3 einon Oberatuosphftri·» schon Druck und oiner erhöhton Temperatur sowie einer ROhrbehand» lung ausgesetzt v/ird, wobei Einrichtungen vorgesehen sind, durch die dl(3 Zu- und Abfuhr der Ausgangs- und Endprodukt· ohne Veruij des Druckes in ecm Roaktionsgeffiß erfolgt.

10, Apparatur nach Anspruch 9, dadurch gukonnseichnet, daß das Roaktion??'t£ilß rohrförmig ausgebildet und in eine Anzahl von auf-

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einander folgenden Abteilungen unterteilt 1st, welch« durch Mc £;; lip I at ton voneinander getrennt sind, die eine oder mehrere i1£fnu:i;;on für den Durchgang der RQhrertrolle und des Schiern·., vor. tiinor Abteilung zur anderen aufweisen.

11. Apparatur nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß üiu zontraie Rührorwollo mit einer Anχah1 von Rdhrblechen vorsehen 1st, von donen mindestens je eines in den verschiedenen

Abteilungen uvläuft.

12» Apparatur nach Anspruch 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Caiciucmulfat-cc-halbhydratJchlaMM aus dom Reaktionsgeflft wittoly einer Beiaessungivorrlchtung abgezogen wird und diese «it einer Vorrichttüin zusammenwirkt, wodurch der .Oberdruck in de« Noaktionsgofiitt aufrechterhalten wird.

App1ratuv nach Anspruch 12, gekeanzeichaet durch ein·

ps, beispielsweise eine Monopuaipe, dio mit eine« Gu·- cuggastittet ist und die ainen veränderlichen Antrieb

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