DE1796242A1

DE1796242A1 - Verfahren zur Aufbereitung von Gipsschlaemmen

Info

Publication number: DE1796242A1
Application number: DE19681796242
Authority: DE
Inventors: Thilo Dr Bieger; Wilhelm Dipl-Chem Dr Boos
Original assignee: GEWERK VICTOR CHEM WERKE
Current assignee: GEWERK VICTOR CHEM WERKE
Priority date: 1968-09-26
Filing date: 1968-09-26
Publication date: 1972-04-27
Also published as: DE1796242B2

Description

Verfahren zur Aufbereitung von Gipsschlämmen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von bei chemischen Prozessen anfallenden Gipsschlämmen zu Baustoffen, insbesondere zu -Plaster.
Bei chemischen Prozessen, beispielsweise bei der Phosphorsäureherstellung aus Phosphorit, fallen einen hohen Gipsgehalt aufweisende Schlämme an. Diese Schlämme bieten sich zur Gewinnung von synthetischem Baugips an.
Bekannt sind Verfahren zur Gewinnung vnn synlhe-ischem Baugis aus solchen Gipsschlämmen, bei denen die -#ipsachlämme zunächst einer Reinigung durch Flottiereil bzw. Schlämmen unterworfen und der bei der anschl-ießci,:den Filtration erhaltene. 8ücksta@id sodann gebrarriz uj"i :@r'rr@rdi, gemahlen wird. Diese Verfahren sind relativ und der so gewonnene Baugips ist allein schon aus diesem Grund im allgemeinen nicht wettbewerbsfähig mit aus gewachsenem Gipsgestein gewonnenem Baugips.
Eine andere Verfahrensweise sieht eine Umbildung des vorgereinigten Abfallgipses in Wasser bz:!. wässrigen Salz-oder Säurelösungen bei Temperaturen in der Größenordnung von 100°C in -Plaster bzw. Anhydrit vor. Zur Beeinflussung der Kristallform und/oder der Korngrößenverteilung im anfallenden synthetischen Baugips werden der Lösung dabei Kristallkeime und/oder die Funktion von Kristallkeimen übernehmende lösliche Salze zugesetzt. Wird ausschließlich mit Wasser als Lösungsmittel gearbeitet, sind lange Behandlungszeiten erforderlich, beim Arbeiten mit Schwefelsäure, die bevorzugt verwendet wird, wird der Erfolg dadurch in Frage gestellt, daß die bildung beeinträchtigendes, unter Umständen sogar vollständig verhinderndes Eisen in Lösung geht, und zwar auch dann, wenn, wie im allgemeinen vorgesehen, Säurekonzentrationen unter 20 % eingestellt werden.
Bei dem auf diese Weise gewinnbaren Plaster handelt es sich um das -Halbhydrat. Der normale -Plaster weist einen makrokristallinen Aufbau auf. Unter Verwendung von solchem -Plaster erzeugte Bauelemente haben einen betonähnlichen Charakter. Der Erfindung gemäß,wird nunmehr ein Verfahren zur Aufbereitung von bei chemischen Prozessen anfallenden Gipsschlämmen zu Baustoffen, insbesondere zu -Plasten, vorgeschlagen, wobei der Gipsschlamm mit Schwefelsäure versetzt, die Lösung bei erhöhter Temperatur umgewälzt, das umgewandelte Material abfiltriert, gewaschen und getrocknet wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Gipsschlamm mit Schwefelsäure versetzt und die Lösung bei einer Säurekonzentration von 20 bis 80 %, vorzugsweise von 40 bis 60 %, und bei einer Temperatur zwischen 15 und 60o, vorzugsweise zwischen 30 und 45o, umgewälzt, das umgewandelte Material abfiltriert, gewaschen und bei einer Temperatur bis max. 600C, vorzugsweise im Bereich von 40 bis 500C, getrocknet wird, wobei das zu trocknende Material vor oder während der Trocknung mit 5 bis 10 Kalk innig gemischt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren, das vergleichsweise geringe Behandlungstemperaturen während der Umbildung des Gipses vorsieht, läßt sich ohne weiteres in Apparaturen aus Kunststoff betreiben. Damit entfällt eine Beeinträchtigung der Plasterbildung durch in Lösung gehendes Eisen. Korrosionserscheinungen entfallen. Die vergleichsweise hohe Säurekonzentration führt in wünschenswerter Weise zu kurzen Behandlungszeiten. Eine Vorreinigung des zu verarbeitenden Gipsschlammes erübrigt sich bei der hohen Säurekonzentration. Die zumindest teilweise verwertbaren Verunreinigungen lassen sich aus dem Filtrat, nämlich der mit den Verunreinigungen beladenen Säure, abscheiden und weiterverarbeiten.
In an sich bekannter Weise können der Lösung Kristallkeime und/oder die Funktion von Kristallkeimen übernehmende Salze mehrwertiger Kationen für die Plasterbildung, insbesondere die des Aluminiums (Al +++ ), zugesetzt werden. Zur Bildung von Anhydrit kommt es, wenn man der Lösung Eisensalze-zusetzt.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich also sowohl der sogenannte Anhydritbinder als auch ein Halbhydrat herstellen. Die gewünschte Art des Enderzeugnisses ergibt sich durch entsprechende Einstellung der Auflösungsgeschwindigkeit des Ausgangserzeugnisses. sowie der Keimbildungs- und Kristallwachstumsgeschwindigkeit des Enderzeugnisses, kann also durch Variierung der Säurekonzentration und -menge, sowie der Umeetztemperatur und -zeit, abgesehen von der Wahl der Kristallkeime bzw. kristallbildenden Zusätze beeinflußt werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich insbesondere ein -Plaster mit den Eigenschaften des kryptokristallinen -Plasters ähnlichen Eigenschaften gewinnen. Der anfallende -Plasten ist im Gegensatz zu dem bekannten -Plasten nicht grobkörnig isometrisch, sondern feinkörnig nadelig. ausgebildet. Daraus resultiert ein Gipsstein mit ähnlichen Eigenschaften wie bei einem aus -Plasten gebildeten Stein, nämlich ein Stein mit relativ niedriger Dichte und dementsprechend geringem Gewicht, der eine gute Isolationswirkung aufweist und gut nagelbar ist. Darüber hinaus weist er aber eine wesentlich höhere Festigkeit auf als ein aus -Plasten gebildeter Stein. Der neuartige -Plasten Eignet sich somit ganz besonders für die Herstellung vors Bausteinen und von Fertigbauteilen.
y Das umgewandelte Material wird im Gegenstrom in drei Stufen gewaschen, wobei nur in der letzten Stufe reines Wasser eingesetzt wird. Auf diese Weise kommt man mit einer ver-' gleichsweise geringen Menge Waschwasser, nämlich mit 300 bis 400 1 Wassert Endprodukt aus.
Das bei der Abfiltrierung des umgewandelten Materials anfallende Filtrat kann nach einer Aufkonzentrierung durch Eindampfen bzw. durch den Zusatz frischer, gegebenenfalls höher konzentrierter Säure im Kreislauf wieder eingesetzt werden. In der den Prozeß mehrfach durchlaufenden Säue reichern sich die zumindest teilweise verwertbaren Verunreinigungen, wie Fluor und Phosphorsäure, an, die nach hinreichender Anreicherung von dem aus dem Kreislauf gezogenen Filtrat abgeschieden und einer Weiterverarbeitung zugeführt werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Aufbereitung von bei chemischen Prozessen anfallenden Gipsschlämmen zu Baustoffen, insbesondere zu -Plaster, wobei der Gipsschlamm mit Schwefelsäure versetzt, die Lösung bei erhöhter Temperatur umgewälzt, das umgewandelte Material abfiltriert, gewaschen und getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Gipsschlamm mit Schwefelsäure bei einer Säurekonzentration von 30 bis 80 % und bei einer Temperatur zwischen 15 und 600C umgewälzt, das umgewandelte Material abfiltriert, gewaschen und bei einer Temperatur bis max. 600C getrocknet wird, wobei das zu trocknende Material vor oder während der Trocknung mit 5 bis 10 % gebranntem Kalk gemischt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Säurekonzentration in der Lösung 40 bis 60 % beträgt: 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekQnnzeichnet, daß die Lösung bei einer Temperatur zwischen 25 und 450C umgewälzt wird. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das abfiltrierte und gewaschene Material bei einer Temperatur im Bereich von 40 bis 500 C getrocknet wird. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lösung in an sich bekannter Weise Kristallkeime und/oder die Funktion von Kristallkeimen übernehmende Salze mehrwertiger Kationen zugesetzt werden. 6. Verfahren nach Anspruch 5 zur Herstellung von Halbhydrat, gekennzeichnet durch einen Zusatz von Salzen des Aluminiums zu der Lösung. 7. Verfahren nach Anspruch 5 zur Herstellung von Anhydrit, gekennzeichnet durch einen Zusatz von Salzen des Eisens zu der Lösung. B. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Abfiltrierung des umgewandelten Materials anfallende Filtrat im Kreislauf wieder eingesetzt wird. g. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daA die Säure nach mehrmaliger Zirkulation aufgearbeitet wird.