DE1796242B2

DE1796242B2 - Verfahren zur Aufbereitung von bei chemischen Prozessen anfallenden Gipsschlämmen zu Baustoffen

Info

Publication number: DE1796242B2
Application number: DE19681796242
Authority: DE
Inventors: Thilo Dr. Bieger; Wilhelm Dipl.-Chem. Dr. Boos
Original assignee: GEWERKSCHAFT VICTOR CHEMISCHE WERKE 4620 CASTROP-RAUXEL
Current assignee: GEWERKSCHAFT VICTOR CHEMISCHE WERKE 4620 CASTROP-RAUXEL
Priority date: 1968-09-26
Filing date: 1968-09-26
Publication date: 1975-07-17
Also published as: DE1796242A1

Description

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, 25 Eisen in Lösung geht, und zwar auch dannn, wenn, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschläm- wie im allgemeinen vorgesehen, Säurekonzentratiomung bei einer Temperatur zwischen 25 und nen unter 20°/o eingestellt werden. Darüber hinaus 45° C umgewälzt wird. wird eine Vorbehandlung des Ausgangsmaterials für

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, erforderlich gehalten (DT-OS 15 71 507).

dadurch gekennzeichnet, daß das abfiltrierte und 30 Bei dem auf diese Weise gewinnbaren Plaster

gewaschene Material bei einer Temperatur im handelt es sich um das t-Halbhydrat Der normale

Bereich von 40 bis 50° C getrocknet wird. «-Piaster weist einen makrokristaliinen Aufbau auf.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, Unter Verwendung von solchem -»-Piaster erzeugte dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschläm- Bauelemente haben einen betonähnlichen Charakter, mung in an sich bekannter Weise Kristallkeime 35 Der Erfindung gemäß wird nunmehr ein Verfahren und/oder die Funktion von Kristallkeimen über- zur Aufbereitung von bei chemischen Prozessen annehmende Salze mehrwertiger Kationen zugesetzt fallenden Gipsschlämmen zu Baustoffen, insbesonwerden. dere zu -«-Piaster, wobei der Calciumsulfatdihydrat-

6. Verfahren nach Ansprach 5 zur Herstellung schlamm mit Schwefelsäure versetzt, die Aufschlämvon Halbhydrat, dadurch gekennzeichnet, daß 40 mung bis zum Entstehen des gewünschten Dehydra-Salze des Aluminiums zugesetzt werden. tisierungsproduktes umgewälzt und das dehydrati-

7. Verfahren nach Anspruch 5 zur Herstel- sierte Material abfiltriert, gewaschen und getrocknet lung von Anhydrit, dadurch gekennzeichnet, daß wird, vorgeschlagen, das dadurch gekennnzeichnet Salze des Eisens zugesetzt werden. ist, daß die Aufschlämmung mit einer Säurekonzen-

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, 45 tration von 30 bis 80% bei einer Temperatur zwidaüurch gekennzeichnet, daß das bei der Ab- sehen 15 und 60° C umgewälzt, das dehydratisierte filtrierung des umgewandelten Materials anfal- Material abfiltriert, gewaschen und bei einer Tempelende Filtrat im Kreislauf wieder eingesetzt wird. ratur bis maximal 60° C getrocknet wird, wobei das

zu trocknende Material vor oder während der Trock-50 nung mit 5 bis 10% gebranntem Kalk gemischt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren, das vergleichsweise geringe Behandlungstemperaturen während der Dehydratisierung des Gipses vorsieht, läßt sich ohne

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auf- weiteres in Apparaturen aus Kunststoff betreiben, bereitung von bei chemischen Prozessen anfallenden 55 Damit entfällt eine Beeinträchtigung der Plasterbil-Gipsschlämmen zu Baustoffen, insbesondere zu dung durch in Lösung gehendes Eisen. Auch Korro- «-Plaster, wobei der Calciumsulfathydratschlamm sionserscheinunngen entfallen. Die vergleichsweise mit Schwefelsäure versetzt, die Aufschlämmung bis hohe Säurekonzentration führt in wünschenswerter zum Entstehen des gewünschten Dehydratisierungs- Weise zu kurzen Behandlungszeiten. Eine Vorreiniproduktes umgewälzt und das dehydratisierte Mate- 60 gung des zu verarbeitenden Gipsschlammes erübrigt rial abfiltriert, gewaschen und getrocknet wird. sich bei der hohen Säurekonzentration. Die zumin-

Bei chemischen Prozessen, beispielsweise bei der dest teilweise verwertbaren Verunreinigungen lassen Phosphorsäureherstellung aus Phosphorit, fallen sich aus dem Filtrat, nämlich der mit den Verunreieinen hohen Gipsgehalt aufweisende Schlämme an. nigungen beladenen Säure, abscheiden und weiter-Diese Schlämme bieten sich zur Gewinnnung von 65 verarbeiten. Aus dem Kalkzusatz bei der Trocknung synthetischem Baugips an. des Erzeugnisses resultiert neben der Stabilisierung

Bekannt sind Verfahren zur Gewinnung von syn- des Plasters der Vorteil, daß man mit einer vergleichsthetischem Baugips aus solchen Gipsschlämmen, bei weise geringen Menge Waschwasser auskommt.

In der Df-AS 1246S08 ist zwar auch schon der Zusatz von Kalk oder anderen basischen Verbindungen zu synthetischem Gips vorgeschlagen worden, jedoch ausschließlich mit der Zielsetzung, im Gips enthaltene Phosphate und Silicofluoride in eine für das Abbinden des Gipses unschädliche Form zu überführen.

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, zugesetzt werden. Zur Bildung von Anhydrit kommt es, wennn man der Lösung Eisensalze zusetzt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich also sowohl der sogenannte Ajhydritbindet 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 Enderzeugnis- ao ses, kann also durch Variierung der Säurekonzentration und -menge, sowie der Umsetztemperatur und -zeit, abgesehen von der Wahl der Kristallkeime bzw. kristallbildenden Zusätze beeinflußt werden.

Mit dem eröndungsgemäßen Verfahren läßt sich insbesondere ein «-Plaster mit den Eigenschaften des kryptokristallinen /8-Plasters ähnlichen Eigenschaften gewinnnen. Der anfallende «-Plaster ist im Gegensatz zu dem bekannten α-Plaster nicht grobkörnig isometrisch, sondern feinkörnig nadelig ausgebildet. Daraus resultiert ein Gipsstein mit ähnlichen Eigenschaften wie bei einem aus /?-Plaster 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 0-Plaster gebildeter Stein. Der neuartige α-Plaster eignet sich somit ganz besonders für die Herstellung von Bausteinen und von Fertigbauteilen.

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 vergleichsweise geringen Menge Waschwasser, nämlich mit 300 bis 4001 Wasser/t 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 Säure reichern sich die zumindest teilweise verwertbaren Verunreinigungen, wie Fluor und Phosphorsäure, an, die nach hinreichender Anreicherung von dem aus dem Kreislauf gezogenen Filtrat abgeschieden unnd einer Weiterverarbeitung zugeführt werden.

Es folgen Beispiele der α-Halbhydrat- und der Anhydritherstellung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Einsatz	167 kg Rohgips	167 kg Roh gips
	mit 40 Ve	mit 40 Vo
	Gesamtwasser	Gesamtwasser
Dehydratisierungs-	380 kg H₂SO₄	380 kg H₂SO₄
mittel	(58%ig)	(65°/oig)
Temperatur	49° C	55° C
Zeit	35 min	35 min
Säure-Endkonzen	49,5·/ο	55,1 »/ο
tration
Spülwasser	80 1/100 kg	901/100 kg
verbrauch	CaSO₄	CaSO₄
Kalkzusatz	6 kg	10 kg
Trocken	50° C	60°C
temperatur
Endprodukt	etwa 116 kg	etwa 118 kg
	Halbhydrat	Anhydrit

Besondere Verfahrensmaßnahmen:

Intensive Umwälzung während der Dehydratisierungs-Phase.

Filtration des Dehydratisierungs-Produktes auf einem Bandfilter in Verbindung mit Gegenstromwaschung.

Trocknung in einem zylindrischen, beheizten Intensivmischer unter Durchleitung von erwärmter Luft im Gegenstrom.

Claims

denen die Gipsschlämme zunächst einer Reinigung Patentansprüche: durch Flottieren bzw. Schlämmen unterworfen und

der bei der anschließenden Filtration erhaltene Rück-

1 Verfahren zur Aufbereitung von bei chemi- stand sodann gebrannt und gemahlen wird. Diese sehen Prozessen anfallenden Gipsschlämmen zu 5 Verfahren sind relativ aufwendig, und der so geBaustoffen, insbesondere zu »-Plaster, wobei der wonnene Baugips ist allein schon aus diesem Grund Calciumsulfatdihydratschlamm mit Schwefelsäure im allgemeinen nicht wettbewerbitfähig mit aus geversetzt, die Aufschlämmung bis zum Entstehen wachsenem Gipsgestein gewonnenem Baugips,
des gewünschten Dehydratisierungsproduktes um- Eine andere Verfahrensweise sieht eine Dehydra-

gewälzt, das dehydratisierte Material abfUtrieri, io tisierung des vorgereinigten Abfallgipses in Wasser gewaschen und getrocknet wird, dadurch ge- oder aber in wäßrigen Salzlösungen bzw. Säurekennzeichnet, daß die Aufschlämmung mit lösungen (DT-AS 12 74 488) bei Temperaturen in einer Säurekonzentration von 30 bis 80«/« bei der Größenordnung von 100⁰C in «-Plaster bzw. einer Temperatur zwischen 15 und 60° C bis zur Anhydrit vor. Zur Beeinflussung der Kristallform Umwandlung umgewälzt, das dehydratisierte Ma- 15 und/oder der Korngrößenverteilung im anfallenden terial abfiltriert, gewaschen und bei einer Tem- synnthetischen Baugips werden der Lösung dabei peratur bis maximal 60° C getrocknet wird, wobei Kristallkeime und/oder die Funktion von Kristalldas zu trocknende Material vor oder während der keimen übernehmende lösliche Salze zugesetzt.
Trocknung mit 5 bis 10 °/o gebranntem Kalk ge- Wird ausschließlich mit Wasser als Lösungsmittel

mischt wird. ao gearbeitet, sind lange Behandlungszeiten erforderlich,
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- beim Arbeiten mit Schwefelsäure, die bevorzugt kennzeichnet, daß die Aufschlämmung mit einer verwende* wird, wird der Erfolg dadurch in Frage Säurekonzentration von 40 bis 60% umgewälzt gestellt, daß die Plasterbildung beeinträchtigendes, wird. unter Umständen sogar vollständig verhinderndes