DE19627250A1 - Verfahren zur Herstellung von Calciumsulfat-beta-Halbhydrat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Cal­ ciumsulfat-β-Halbhydrat nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Calciumsulfat-β-Halbhydrat ist eine Gipsphase, die durch Cal­ cinieren von Calciumsulfat-Dihydrat unter technischen Bedingungen im Temperaturbereich von 125 bis 180°C entsteht.

Als Rohstoff für die Herstellung von Calciumsulfat-β-Halbhy­ drat wurde in der Vergangenheit überwiegend körniger Naturgips verwen­ det. Gegenwärtig kommen verstärkt feinteilige Rohstoffe wie beispiels­ weise REA- oder Chemiegips zum Einsatz, deren Anteil in Zukunft deutlich steigen wird.

Zur Durchführung der Calcinierung sind beispielsweise folgende Aggregate in Gebrauch:
Drehrohrofen, direkt und indirekt beheizt, Mahl-Brenn-Calcinatoren,
Trägergas-Calcinatoren, Kocher (diskontinuierlich/kontinuierlich).

Die Calcinierprodukte sind allgemein Mehrphasengemische, die in Abhängigkeit vom jeweiligen Prozeß neben Calciumsulfat-β-Halbhydrat mehr oder weniger hohe Anteile an Calciumsulfat-Dihydrat und an hochre­ aktivem, hygroskopischem Calciumsulfat-Anhydrit-III enthalten.

Für die Herstellung moderner Baustoffe wie beispielsweise Putzgips ist es jedoch notwendig, Calcinierprodukte als Basisgipse zu erzeugen, die sich durch hohe Phasenreinheit (insbesondere möglichst frei von Calciumsulfat-Dihydrat), Gleichmäßigkeit und Stabilität aus­ zeichnen.

Die Calciumsulfat-Dihydrat-Freiheit von Basisgipsen wird ge­ genwärtig durch hohe Temperaturen und lange Verweilzeiten während des Calcinierprozesses sichergestellt, wobei die Bildung von Calciumsulfat- Anhydrit-III bzw. Mischphasen hiervon mit Calciumsulfat-β-Halbhydrat in Kauf genommen wird, welche in nachgeschalteten Konditionierschritten nur ungenügend eliminiert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1 zu schaffen, das es ermöglicht, praktisch Anhy­ drit-III- bzw. Anhydrit-III-Mischphasen-freies Calciumsulfat-β-Halbhy­ drat zu erhalten.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Hierbei wird, nachdem feinteiliges Calciumsulfat-Dihydrat in trockenem Zustand in einem Calcinieraggregat durch entsprechende Wärme­ einwirkung teilentwässert und das calcinierte Material gegebenenfalls abgekühlt wurde, das calcinierte Material auf eine Temperatur von etwa 40 bis 70°C gebracht und bei dieser Temperatur während einer Zeit von etwa 10 min bis 120 min unter einer mit Wasserdampf beladenen Atmosphäre mit einem Wasserdampfpartialdruck gehalten, der ausreicht, damit sich praktisch Phasenreinheit bezüglich Calciumsulfat-β-Halbhydrat ergibt, d. h. daß sich Calciumsulfat-Anhydrit-III bzw. dessen Mischphasen mit Calciumsulfat-β-Halbhydrat in letzteres im wesentlichen vollständig um­ wandelt. Insbesondere liegt der Wasserdampfpartialdruck bei etwa zwi­ schen 30% und 90% des Maximalwertes des Wasserdampfpartialdrucks bei der Haltetemperatur.

Das aus dem Calcinieraggregat kommende calcinierte Material kann aber auch zunächst auf die Temperatur im Bereich von etwa 40 bis 70°C, insbesondere 50 bis 60°C, abgekühlt und gleichzeitig oder sich mit der Abkühlung überschneidend oder nach der Abkühlung auf dieser Tempera­ tur in einer definierten Wasserdampfatmosphäre gehalten werden. Der Was­ serdampfpartialdruck ist derart zu wählen, daß es zu keiner Taupunktun­ terschreitung kommt.

Sollte sich ein Mahlen des calcinierten Produkts anschließen, ist es zweckmäßig, wenn hierbei die Temperatur des Produkts kleiner als etwa 50°C gehalten wird.

Bei bestehenden Calcinieranlagen läßt sich dies jedoch nicht immer anlagentechnisch realisieren. In einem solchen Fall kann auch das bereits abgekühlte und gegebenenfalls gemahlene Material anschließend wieder durch Erhitzen auf die Temperatur von 40 bis 70°C gebracht und unter Wasserdampfatmosphäre gehalten werden, bis Anhydrit-III-Phasen bzw. Mischphasen zwischen Anhydrit-III und Calciumsulfat-β-Halbhydrat praktisch verschwunden sind.

Das Kühlen oder Erwärmen kann mittels Schnecken, Drehrohrag­ gregaten oder Fließbettaggregaten und dergleichen vorgenommen werden.

Bei entsprechender Verfahrensführung derart, daß kein Calcium­ sulfat-Anhydrit-II entsteht, läßt es sich großtechnisch realisieren, große Mengen an praktisch phasenreinem Calciumsulfat-β-Halbhydrat herzu­ stellen, bei dem der Anteil an Calciumsulfat-β-Halbhydrat < 98 Masse-%, bezogen auf den Calciumsulfat-Dihydrat-Anteil des Ausgangsproduktes (das Produkt kann andere Verunreinigungen enthalten) ist.

Als Rohstoff eignet sich Naturgips oder feinteiliges Calcium­ sulfat-Dihydrat insbesondere mit einer maximalen Korngröße von 100 µm, etwa REA-Gips oder Chemiegips. Diese Gipse fallen feucht an und sind vor dem Calcinieren auf < 0,2 Masse-% Feuchte zu trocknen.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung von Calciumsulfat-β-Halbhydrat, bei dem feinteiliges Calciumsulfat-Dihydrat in trockenem Zustand in ei­ nem Calcinieraggregat durch entsprechende Wärmeeinwirkung teilentwässert und anschließend das calcinierte Material abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das calcinierte Material auf eine Tem­ peratur von etwa 40 bis 70°C gebracht und bei dieser Temperatur während einer Zeit von etwa 10 min bis 120 min unter Wasserdampfatmosphäre mit einem Wasserdampfpartialdruck derart gehalten wird, daß sich praktisch Phasenreinheit bezüglich Calciumsulfat-β-Halbhydrat einstellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Calcinieraggregat kommende calcinierte Material auf die Tempera­ tur von etwa 40 bis 70°C abgekühlt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das calcinierte Material auf eine Temperatur von etwa 50 bis 60°C gebracht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das calcinierte Material etwa 30 bis 60 min unter Wasser­ dampfatmosphäre gehalten wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abkühlung des calcinierten Materials und das Halten unter Wasserdampfatmosphäre zumindest teilweise überlappend vorgenommen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Wasserdampfpartialdruck bei etwa 30 bis 90% des Was­ serdampfpartialdrucks bei der Haltetemperatur gehalten wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei einem anschließenden Mahlen des calcinierten Materials dessen Temperatur unter etwa 50°C gehalten wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß abgekühltes calciniertes Material gegebenenfalls nach ei­ nem Mahlen auf die Haltetemperatur gebracht wird.