DE2004014A1

DE2004014A1 - Verfahren zur Herstellung von alpha-Halbhydrat-Gips

Info

Publication number: DE2004014A1
Application number: DE19702004014
Authority: DE
Inventors: Theissing Erik Maria
Original assignee: VERENIGDE BEDRIJVEN BREDERO NV
Current assignee: VERENIGDE BEDRIJVEN BREDERO NV
Priority date: 1969-01-29
Filing date: 1970-01-29
Publication date: 1970-08-13
Also published as: NL6901450A; GB1280604A; BE744866A; FR2029634A1

Description

D!ö1 -Phvs Fritz Endlich 26. Januar 1970 Ebb/a Uiph-rnys. rmz i_iiuiiui Meine Akte: V-2534

PcHenianwalt
803* Unferpfpffenhofsn b. München

" 20040H

Anmelderin: Verenigde Bedrijven. Bredero N..V. / Utrecht, Niederlande

Verfahren zur Herstellung von Alpha-Halbhydrat-Gips

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung vpn Gips in Form von Alpha-Halbhydrat aus Gips in Form von dlhydratenthaltendem Abfallprodukt, beispielsweise aus der Umwandlung von Phosphorit in Phosphorsäure oder Superphosphat, wobei das Abfallprodukt unter Zugabe von gebranntem bzw. gelöschtem Kalk unter erhöhtem Druck in einem Autoklaven oberhalb einer Temperatur von etwa 105⁰O geheizt wird.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist im wesentlichen die Herstellung eines Alpha-Halbhydrats, das für gegossene Gipsprodukte hervorragend geeignet ist. Dazu werden eine kurze Abbindezeit und ein günstiges Verhältnis zwischen Volumengewicht und Festigkeit benötigt. Mit dem bekannten Verfahren i können im allgemeinen zufriedenstellende Produkte hergestellt werden. Die ungünstigen Auswirkungen der Phosphorsäure und ihrer sauren Kalziumverbindungen beim Härten des Gipses werden dadurch praktisch beseitigt, daß vor und während der Umwandlung in Alpha-Halbhydrat diese Verbindungen in Wasser gelöst und nach der Umwandlung abgetrennt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung 1st es, ein verbessertes und wirtschaftlicheras Verfahren zur Herstellung von Gips anzügeben«

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Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß der gebrannte bzw. gelöschte Kalk in einer so hohen Menge zugegeben wird, daß nach vollendeter Umwandlung in Alpha-Halbhydrat der ph-Wert zwischen 7 und 12 liegt, wobei das Produkt im Autoklaven wenigstens 1/4 Stunde auf eine Temperatur von 120 bis 150⁰O geheizt wird.

Bei dem bekannten Verfahren wird die Umwandlung bei einem ph-Wert zwischen 1 und 5, vorzugsweise zwischen 2 und 4, und bei einer Temperatur von nicht mehr als 140°, Jedoch vorzugsweise zwischen 115 und 120⁰O durchgeführt. Für einen glatten Ablauf des bekannten Verfahrens müssen Alpha-Halbhydrat-Kristallkeime und die Kristallisation einleitende Substanzen zugeführt werden, was beim erfindungsgemäßen Verfahren überflüssig ist.

Die Phosphate besitzen keine nachteiligen Auswirkungen auf die Aushärtung des Endproduktes, da sie in unlösliche, inerte Kalziumtriphosphate umgewandelt wurden.

Das gewonnene Alpha-Halbhydrat braucht nicht ausgewaschen zu werden, so daß der Bau von chemischen Werken nicht mehr auf Gebiete beschränkt zu werden braucht, in denen phosphorhal tiges Wasser abgeleitet werden darf. Wegen des hohen ph-Wertes sind die Umgebung, in der das Verfahren ausgeführt wird und die nach dem Härten gewonnenen Produkte weniger korrosiv.

Die Gieß- und Aushärtzeit kann durch die zum Abfallgips zu-' gesetzte Kalkmenge gesteuert oder wenigstens beeinflußt wer- · den.

Vor der Zugabe des Kalks wird das Abfallprodukt vorzugsweise mit kaltem Wasser gewasohen, um mögliche Säurebeetandteile und organische Substanzen, die dem Gips-Dihydrat anhaften,

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zu entfernen. Mögliche Säure.be standteile sind beispielsweise wasserlösliche Phosphorsäure oder Karziummonophosphat. Dieses Auswaschen kann beispielsweise in den Betrieben durchgeführt werden, in denen das Abfallprodukt anfällt,.

Vor der Kalkzugabe wird das Abfallprodukt im wesentlichen dehydratisiert bzw. entwässert, vorzugsweise durch Zentrifugieren. Deswegen wird nur eine verhältnismäßig geringe Menge an Kalk benötigt, um den erforderlichen ph-Wert zu erreichen. Dagegen werden bei dem bekannten Verfahren gleiche Mengen an Zentrifugen-getrocknetem Gips und Wasser verwendet. Hach dem erfindungsgemäßen Verfahren ergeben sich Vorteile hinsichtlich f der benötigten Wärmemenge, da im Autoklaven eine geringere Gesamtmenge behandelt wird, obwohl das Produkt auf eine höhere Temperatur geheizt wird. .

Vor der Kalkzugabe kann das Abfallprodukt ebenso in praktisch trockenem Zustand getrocknet werden, wobei es gewünschtenfalls vorgeheizt wird.

Das angedickte Abfallprodukt kann mit dem Kalk im Autoklaven vermischt werden. Bine sorgfältige Vormischung ist nicht unbedingt erforderlich* --'-.-

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Das Verfahren im Autoklaven wird vorzugsweise so durchgeführt, ^ daJ3 nach vollendeter Umwandlung der ph-Wert zwischen 9 und 11 liegt, wobei die Temperatur zwischen 14O und 15O⁰O gehalten wird. Die Dehydratation verläuft sehr schnell. .

Bei Verwendung von vorzentrlfugiertem bzw. vorgetrocknetem Gips als Aus gangsmart e rial. wird die ursprünglich körnige Masse währendder Verweilzelt im Autoklaven in eine feuchte Masse . ' -

OfWGINAUlNSPECTEO

umgewandel-t, die naoh Zugabe von kondenslatern Dampf zum ursprünglich vorhandenen Wasser und duroh das bei der Kristallisation freiwerdende Wasser etwa 30$ freies Wasser enthält. Dieses Produkt kann, während es noch heiß ist, im allgemeinen mit kaltem Wasser gemischt werden, bis eine zum Gebrauch fertige, gießbare Masse erhalten wird. Ist Jedoch ein festeres und daher schwereres Produkt erforderlich, so ist die Masse zu heiß. Erfindungsgemäß ist es möglich, nachdem der Umwandlungsprozeß im Autoklaven beendet ist, im Autoklaven ein partielles Vakuum zu erzeugen, während Wasserdampf abgesaugt wird. Die Masse im Autoklaven kann im allgemeinen innerfe halb weniger Minuten auf eine Temperatur von 85⁰O gekühlt werden.

Zum Weitertransport vom Autoklaven kann das Produkt bei einer Temperatur vi
granuliert werden.

einer Temperatur von beispielsweise 105⁰O getrocknet und dann

Das erfindungsgemäße Verfahren und das gewonnene Produkt sind im allgemeinen weniger empfindlich gegenüber Änderungen der Verfahrensbedingungen und gegenüber vorhandenen Verunreinigungen, als dies beim bekannten Verfahren der Fall ist.

Die Erfindung soll anhand des folgenden Beispiels näher erlaubte rt werden.

Beispiel

Abfallgips mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 25-30$ wird mit einem dreii'rchen Überschuß an Wasser verrührt und in einer Zentrifuge ßb^etr^nnt, wobei schließlich der Feuchtigkeitsgehalt 10$ beträgt. 100 kg dieses gewaschenen Gipses werden zusammen rit 2 Vp pulverförmiger! Kalk in einen Druckkessel gegeben, der eiv freies Fassungsvermögen von 150 1 besitzt und mit eln^r Mischvorrichtung versehen ist.

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- 5 - ' 26,040T4.

Die Masse wird durch eEinleiten von Frischdampf und mittels eines Dampfheizungsmantels auf eine Temperatur von 15G°Ö ,geheizt, die nach IO Minuten erreicht ist. Diese !Temperatur wird 30 Minuten aufrechterhalten. Darauf wird der Druck reduziert und 10 Minuten lang Wasserdampf abgesaugt, wobei die Temperatur auf 85⁰O fällt.

Das so gewonnene Halbhydrat mit einer Temperatur von 8'>$ 0 und einem Feuchtigkeitsgehalt--von etwa 40$ bezogen auf das Trockengewicht, wird mit Wasser von 10⁰O gemischt, wobei das Verhältnis zwischen Wasser und Halbhydrat 0,85 i 1 beträgt«

Die GieJzeit beträgt nach DI11168, 6 Minuten und die JLbbihdezeit nach DIN 1168 16 Minuten. Der ph-Wert der Mischung ist gleich 9,5· Aus dieser Mischung werden Prismen fflit einar Größe von 4 χ 4 χ 16 cm hergestellt* deren Zug-Biegefestigkeit nach dem Trocknen im Mittel 41 kg/cm > und deren Druckfestigkeit im Mittel 94 kg/ea bei einem Volumengewicht von 1,01 kg/dm beträgt*

Wird auf gleich© Weise hergestelltes Halbnydrat im Verhältnis von 0,65 s 1 mit Wasser gemischt, so betrigt die Zug-Biege-Sstigkeit der getrockneten Prismen 77 kg/o® ,■ die Dratakfestig-^{2 5}

g g/ , g

keit 210 kg/cm² und das Volumengewioht 1,20 kg/äm'⁵'♦■ Bei einem Mischüngsverhältnis mit Wasser vqu 0,45 1 1 bstrSgt äi© Zug-Biegefestigkeit 93 kg/om², die Sruokfestigkeiii 287 ² und das VölumengewloJit 1,43 kg/dm^.

Claims

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PAiEMIAIfSPRUCHB

Verfahren zur Herstellung von Gips in Form von Alpha-Halbhydrat aus Gips in Form von dihydratenthaltandern.Abfallprodukt aus der Umwandlung beispielsweise von Phosphorit in Phosphorsäure oder Superphosphat, wobei das Abfallprodukt mit zusätzlichem gebranntem bzw. gelöschtem Kalk in einem Autoklaven unter erhöhtem Druck auf über 105°0 geheizt wird, dadurch gekennzeichnet , daß der gebrannte bzw. gelöschte Kalk in einer solchen Menge _ zugegeben wird, daß nach Vollendung der Umwandlung in * Alpha-Halbhydrat der ph-Wert zwischen 7 und 12 liegt, wobei die Masse in einem Autoklaven wenigstens eine Viertelst und ι
wird.

stunde lang auf eine Temperatur von 120 bis 150⁰O gebeizt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g s κ e η εζ e i c h net, daß das Abfallprodukt v'or ob:- Zugabe von Kalk mit kaltem Wasser gewaschen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Abfallprodukt vor der Zugabe von Kalk zu einem Produkt mit einem niedrigen Feuchtigkeitsgehalt zentrifugiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1» 2 oder 3₉ dadurch g · k e η η zeichnet, daß das Abfallprodukt vor dor Zugabe von Kalk in im wesentlichen trockenen Zustand getrocknet und unter Umständen vorgeheizt wird.

5* Verfahren nach Anspruch 3 odtr 4, daduroh gekennzeichnet _r daß de.β angediektf Abfallprodukt Im Autoklaven mit dom Kalk gemischt wird·

OUUh3 3 /

6'. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k,e η η ze 1 c h . η e t , daß eine solche Menge an Kalk zugegeben wird, daß nach vollendeter Umwandlung in Halbhydrat der ph-Wert zwir sehen 9 und 11 liegt. . . .

7·. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch' gekennzeichn et , daß" die Mischung im Autoklaven bei einer Temperatür zwischen 140 und 15O⁰O gehalten wird-

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprilche, dadurch gekennzeichnet* daß nach vollendeter Umwandlung im Autoklaven in diesem ein partielles Vakuum erzeugt | wird, während Wasserdampf abgesaugt wird.

9· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß nach der Abkühlung das gewonnene Produkt im Autoklaven mit kaltem Wasser zu einer gießfähigen Masse gemischt wird, die fertig zum Gebrauchist.

}o. Produkt (Alpha-Haibhydrat oder gegossener und geformter Gegenstand) dadurch g e Ic e η ή ζ β i c h η e t ₉ iaß es nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche hergestellt ist* .

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