DE2155324A1

DE2155324A1 - Verfahren zur herstellung von abbindefaehigen calciumsulfaten aus feinteiligen calciumsulfaten

Info

Publication number: DE2155324A1
Application number: DE19712155324
Authority: DE
Inventors: Alfons Knauf; Karl Knauf
Original assignee: Gebr Knauf Westdeutsche Gipswerke
Current assignee: Knauf Gips KG
Priority date: 1971-11-08
Filing date: 1971-11-08
Publication date: 1973-05-17
Also published as: BE791078A; NL7213671A; FR2159275B1; FR2159275A1; NL148578B

Description

DIPL.-CHEM. JOACHIM DRESSLER PATENTANWALT 5202 HENNEF/SIEG 1 ■ ALLNER, ZUM WEINGARTEN 11

12. Oktober 1971 729/71 »r/g*·

Gebr. Knauf, Westdeutsche Gipswerke, Iphofen

"Verfahren zur Herstellung von abbindefähigen Calciumsulfaten aus feinteiligen Calciumsulfaten"

Bei der Erzeugung von Gips oder aus Gips bestehenden Formteilen, wie auch in chemischen Produktionsverfahren fallen große Mengen äußerst feinteiliger Calciumsulfate an, die nicht ohne weiteres zu einem abbindefähigen Calciumsulfat gebrannt werden können.

Nach den Angaben der US-Patentschrift 2 412 170 kann ein aus der Erzeugung von Phosphorsäure durch Umsetzung von Rohphosphat mit Schwefelsäure gewonnenes Calciumsulf at-Dihydrat, das noch etwa 10 bis 20 Gew.% freies Wasser enthält, im Gewichtsverhältnis 2:1 mit frisch gebranntem und noch heißem Calciumsulfat-Hemihydrat zu einem Produkt mit einem Gehalt an freiem Wasser von etwa 1 Gew.% vermischt werden. Durch diese Maßnahme wird das zentrifugenfeuchte Calciumsulfat-Dihydrat in ein Produkt übergeführt, das hinsichtlich seiner Rieselfähigkeit und seiner Verbackungsneigung den entsprechenden Eigenschaften eines feinteiligen Rohgipses entspricht. Das rieselfähige Gemisch kann dann leicht und ohne technische Schwierigkeiten dem Brennaggregat zugeführt und dort bei einer Temperatur von 150 bis 205°C zu Calciumsulfat-Hemihydrat gebrannt werden,

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Andererseits wird in der US-Patentschrift 1 973 473 empfohlen, ein feinteiliges gefälltes Calciumsulfat-Dihydrat mit einer kleinen Menge eines abbindefähigen Calciumsulfate zu vermischen. Dem Gemisch können außerdem ein emulgierend wirkendes Öl als Granulierhilfe und Akzeleratoren, sowie andere vorteilhaft wirkende Zusatzstoffe zugesetzt werden. Aus diesem Gemisch werden Pellets geformt, die dann bei hoher Temperatur gebrannt werden. Das abgekühlte Brenngut wird anschließend zu einer Ware vermählen, die als Gipsmörtel oder in Gipsmörtel von großer Härte eingesetzt w wird. Ein ähnliches Verfahren beschreibt die deutsche Auslegeschrift 1 169 355.

Das Brennen solcher Pellets kann nach dem in der deutschen Patentschrift 1 143 430 beschriebenen Verfahren auf dem Rostband erfolgen, das an sich für das Brennen von klassierten Rohgipssteinen entwickelt wurde. Während des Brennvorgangs werden nach diesem Verfahren die Gipssteine, die in horizontalen oder vertikalen Schichten auf dem Rostband angeordnet sind, mit vorbestimmter Geschwindigkeit durch eine Brennzone hindurchgeführt, in der eine bestimmte Temperatür aufrechterhalten wird. Diese Temperatur wird da-P

durch eingestellt, daß in dieser Brennzone heiße Brenngase durch die Gutschichten hindurchgesaugt oder hindurchgedrückt werden. Vorteilhaft sind die Korngrößen des Brenngutes innerhalb der gleichen"Schicht gleich aber gegenüber den anderen Schichten unterschieden.

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Ss kann außerdem günstig sein, wenn die heißen Brenngase auf dip Schichten größerer Körnung zuerst einwirken. Vorzugsweise soll auch eine der Schichten, und zwar möglichst die dem Heißgaseintritt abgekehrte, Gips enthalten, der noch nicht vollständig in Halbhydrat umgewandelt ist. Wenn die Gutschichten vertikal auf das Rostband aufgebracht werden, sind sie vorteilhaft durch eine untere und eine obere Schicht von Feinstkorn begrenzt. Die obere horizontale Schicht an Feinstkorn kann durch Rütteln während des Brennvorian^es allmählich zum Einsickern in die darunter liegenden Gutschichten gebracht werden.

lias im Verlauf von chemischen Produktdonsverfahren meist als Abfallprodukt jrefällte Calciumsulfat ist feinkristallin und fällt in nadel- bis balkenförmigen Kristallen an, deren Verhältnis Länjsre :Dicke etwa 2:1 bis ">:1 oder darüber beträgt, und zwar bei einer durchschnittlichen Gesamtlänge der Kristalle von etwa 300-u. Das Verhalten dieser Calciumsulfate in Gegenwart von Wasser ist thixotrop. Wenn ein solches als Abfallprodukt gewonnenes Calciumsulfat durch Entziehung von Kristallwasser in einer Brennvorrichtung in eine, von der chemischen Zusammensetzung her, abbindefähige Form, wie beispielsweise Calciumsulfat als Hemihydrat oder als Anhydrit oder als ein Gemisch beider Formen übergeführt wird, so bleiben die Ursachen des vorerwähnten thixotropen Verhaltens auch für diese Brennprodukte erhalten.

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Diese Thixotropic zeigt sich nämlich auch dann, wenn das Produkt des Brennvorgangs mit Wasser zu einer Paste angemacht und als Putz verarbeitet wird. Die Verarbeitbarkeit dieses Produkts ist schlecht wegen seiner ungenügenden Geschmeidigkeit und seines thixotropen Verhaltens. Diese Nachteile treten auch dann auf, wenn die feinteiligen,insbesondere auch chemischen Produktionsverfahren stammenden Calciumsulfate vor dem Brennvorgang zu größeren Agglomeraten, wie beispielsweise Granalien, Pellets oder Briketts verarbeitet und nach dem Brennen vermählen werden.

Auch die in Gips erzeugenden oder verarbeitenden Betrieben anfallenden feinteiligen Anteile des Rohgipses zeigen vielfach ein Verhalten, das dem des gefällten feinteiligen Calciumsulfats ähnlich ist.

Es wurde auch bereits vorgeschlagen, die feinteiligen und in stückige Form gebrachten Calciumsulfate nach einem ersten Brennvorgang in Wasser einzutauchen und, gegebenenfalls nach einer Zwischenlagerung, erneut zu brennen und danach erst zu vermählen. Zur Überführung des feinteiligen Calciumsulfats in die stückige Form kann dem feinteiligen Ausgangsmaterial eine geringe Menge an Calciumsulfat-Halbhydrat zugesetzt werden. Hierfür kann mit besonderem Vorteil auch ein aus dem Verfahren stammendes Produkt nach der Vermahlung insbesondere dann eingesetzt werden, wenn es vorher in einem indirekt beheizten Drehofen vollständig zu Calciumsulf at-Hemihydrat gebrannt worden ist.

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Zwar wird nach diesem Vorschlag bereits die Aufgabe gelöst, feinteilige Calciumsulfate, insbesondere aus chemischen Produktionsverfahren in stückige Form zu bringen und zu einem Produkt zu brennen, das nach dem Vermählen keine thixotropen Eigenschaften hat. Es wurde jedoch nach weiteren Lösungen für diese Aufgabe gesucht.

Hierbei wurde ein weiteres Verfahren zur Herstellung von abbindefähigen Calciumsulfaten aus feinteiligen und in stückige Form gebrachten Calciumsulfaten durch zweimaliges Brennen auf einem durch eine Brennkammer laufenden Rostband und anschließendem Vermählen des abbindefähigen Endprodukts gefunden. Danach werden die Calciumsulfatstücke nach dem Brennen in zwei Schichten von dem Rostband abgenommen und die Schicht, die von den Heißgasen zuerst durchströmt worden ist, als Endprodukt vermählen, während die Schicht, die von den Heißgasen zuletzt durchströmt worden ist, vermählen und in zwei Teilmengen aufgeteilt wird, von denen eine mit feinteiligem Calciumsulfat in Gegenwart von freiem Wasser in stückige Form übergeführt, auf das Rostband als Schicht aufgebracht und gebrannt wird, die von den Heißgasen zuletzt durchströmt wird, während die andere Teilmenge in Gegenwart von freiem Wasser ebenfalls mit feinteiligem Calciumsulfat in stückige Form übergeführt, zwischengelagert und anschließend auf dem Rostband als Schicht angeordnet und gebrannt wird, die von den Heißgasen zuerst durchströmt wird.

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Als Ausgangsmaterial für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind alle feinteiligen Calciumsulfate geeignet, die durch Brennen in abbindefähige Produkte übergeführt werden können. Außer den bereits erwähnten Feinmaterialien, die in Gips erzeugenden oder verarbeitenden Betrieben anfallen, sind auch die Calciumsulfate geeignet, die bei bestimmten chemischen Produktionsverfahren als Abfallprodukte entstehen. Diese als Abfallprodukte erhaltenen Calciumsulfate sind in den meisten Fällen sehr feinteilige Fällungsprodukte. Derartige Fällungsprodukte werden beispielsweise bei der Phosphorsäureerzeugung durch Einwirkung von Schwefelsäure auf Rohphosphate oder bei der Erzeugung von Ameisensäure aus Calciumformiat sowie bei der Erzeugung von Fluorwasserstoffsäure aus Calciumfluorid mittels Schwefelsäure erhalten. Je nach den Fällungsbedingungen entstehen Calciumsulfate mit oder ohne Kristallwasser. Auch von diesen Calciumsulfaten sind für das erfindungsgemäße Verfahren diejenigen geeignet, die zu einem abbindefähigen Produkt gebrannt werden können.

Diese feinteiligen Calciumsulfate können in feuchter oder trockener Form für dLe Durchführung des Verfahrens der Erfindung eingesetzt werden. In den meisten Fällen liegen die Ln chemischen Verfahren als Fällungsprodukbo entstehenden Calciumsulfate filter- bzw. zentrifugenfeucht vor und enthalten demzufolge freies Wasser, das weder chemisch,noch Ln Form von

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Kristallwasser gebunden ist. Dieser Gehalt an freiem Wasser, der in chemischen Verfahren entstehenden Calciumsulfate liegt normalerweise zwischen 10 und 30 Gew.?ß und beträgt vorzugsweise zwischen 15 und 25 Gew.%. Diese Calciumsulfate können ohne Zusatz weiterer Wassermengen für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden. Werden Calciumsulfate mit geringeren Gehalten an freiem Wasser als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt, so ist bei der Erzeugung der stückigen Formen der Zusatz einer entsprechenden Menge an Wasser erforderlich.

Diese feinteiligen Calciumsulfate werden unter Beachtung und Anwendung der nachfolgend detaillierter beschriebenen Maßnahmen in stückige Formen übergeführt, auf ein durch eine Brennkammer laufendes Rostband geschichtet und kontinuierlih durch eine Brennzone hindurchgeführt. Das Rostband selbst kann ein mit seitlichen Mitnehmerstäben ausgerüstetes Plattenband sein, das durch einen Tunnel hindurchläuft, der von einer oder mehreren Brennkammern beheizt wird, die über Heißgasmischräume und entsprechende Eintrittsöffnungen mit dem Tunnel verbunden sind. Durch Regelung der Zu- oder Abluft sowie der Geschwindigkeit des Rostbandes können die Temperatur in der Brennzone und die Brenndauer bzw. die Verweilzeit des Brenngutes in der Brennzone geregelt werden. Bei einer Verweilzeit des Brenngutes in der Brennzone von etwa 5 bis 60 min sollen die Höchsttemperaturen des Gutes an der der Brennkammer zugewandten Seite vorteilhaft zwischen 700 C bei 5 min Verweilzeit und bei 35O°C bei 60 min Verweilzeit liegen.

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Nach Verlassen der Brennzone durchläuft das Rostband noch eine Kühlzone, in der das Brenngut mittels Hindurchblasen oder -saugen von Luft auf eine gewünschte Temperatur, vorzugsweise auf eine Temperatur unter 100°C gekühlt wird.

Danach werden die auf dem Rostband befindlichen Calciumsulf atstücke in zwei Schichten aufgeteilt vom Rostband abgenommen. Die Schicht, die auf dem Rostband so angeordnet war, daß sie beim Durchfahren der Brennzone von den Heißgasen zuerst durchströmt wurde, wird als abbindefähiges Endprodukt zu der für technisch verwertbaren Gips gebräuchlichen Korngröße vermählen. Dieses abbindefähige Endprodukt besteht je nach den eingehaltenen Brennbedingungen aus einem Gemisch von Calciumsulfat-Halbhydrat und aus abbindefähigem Anhydrit in einem durch die Brennbedingungen steuerbaren Verhältnis.

Die Schicht, die beim Durchlauf durch die Brennzone von den Heißgasen zuletzt durchströmt worden ist, wird gleichfalls vom Rostband abgenommen und einer anderen Mahlvorrichtung zugeführt. Die Menge des in dieser Schicht enthaltenen Calciumsulfats soll etwa 35 bis 4-5 Gew. %, vorzugsweise 38 bis 42 Gew. ^, der in beiden Schichten vorhandenen Gesamtmenge an Calciumsulfat betragen. Dieser Wert kann jedoch bei geänderter Verfahrensführung über- bzw. unterschritten werden. Die in dieser Schicht enthaltenen Calciumsulfatstücke bestehen nach Durchlaufen der Brennzone im wesentlichen aus Calciumsulfat-Halbhydrat mit geringen Mengen an Calciumsulfat-Dihydrat und geringen Mengen an wasserfreiem Calciumsulfat.

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Sie werden dann vermählen, und zwar vorzugsweise auf eine Teilchengröße, die etwa der Teilchengröße des als Ausgangsmaterial eingesetzten feinteiligen Calciumsulfate entspricht. Das hierbei erhaltene Mahlgut wird in zwei Teilungen aufgeteilt, die vorteilhaft im Gewichtsverhältnis von etwa 1:2 stehen.

Die geringere Menge des bereits gebrannten und vermahlenen Calciumsulfate wird mit dem als Ausgangsmaterial verwendeten und noch nicht gebrannten feinteiligen Calciumsulfat in Gegenwart von freiem Wasser vermischt und in an sich bekannter Weise, durch Granulieren, Pelletieren oder Brikettieren in die stückige Form übergeführt wird. Die Mengenverhältnisse von bereits · gebranntem Calciumsulfat, noch nicht gebranntem Calciumsulfat und freiem Wasser sind hierbei so einzustellen, daß ein stückiges Produkt mit einem Gehalt an freiem Wasser von etwa 3.0 bis 10.0 Gew.%> vorzugsweise 4 bis 7 Gew.^, entsteht. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß ein Teil des ±i das Gemisch eingeführten freien Wassers von dem gebrannten Calciumsulfat in Form von Kristallwasser gebunden wird. Das Gewichtsverhältnis bereits gebranntes Calciumsulfat zu noch nicht gebranntem Ausgangsmaterial beträgt vorteilhaft 1:3 bis 1:5.

Wenn für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Calciumsulfate eingesetzt werden, die, wie beispielsweise die aus der Phosphorsäureerzeugung stammenden Calciumsulfate, anhaftende und inkludierte Säurebestandteile enthalten, kann es vorteilhaft sein,

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diesen Calciumsulfaten vor der Überführung in die stückige Form neutralisierend wirkende und mit den sauren Bestandteilen der Calciumsulfate zu unlöslichen Verbindung reagierende Verbindungen, wie beispielsweise Calciumoxid oder -hydroxid in Mengen zuzusetzen, die zu einer Neutralisierung der sauren Bestandteile zumindest ausreichen. Diese Zusatzmittel können auch im Überschuß eingesetzt werden. Es sollen jedoch Zusatzmittel vermieden werden, die während der Umsetzung oder während des Brennens gasförmige Bestandteile freisetzen, da diese die stückige Form zerstören könnten, in der sich das Calciumsulfat während der/Brennvorgänge befinden soll.

Das in stückige Form gebrachte Calciumsulfat wird dann auf das Rostband geschichtet, und zwar als Schicht, die in der Brennkammer von den Heißgasen zuletzt durchströmt wird.

Die andere Teilmenge der gebrannten und vermahlenen Calciumsulfatstücke, die als zuletzt von den Heißgasen durchströmte Schicht auf dem Rostband angeordnet waren, werden ebenfalls mit feinteiligem Calciumsulfat, das als Ausgangsmaterial verwendet wird, vermischt und in Gegenwart von freiem Wasser in an sich bekannter Weise granuliert, pelletiert oder brikettiert. Hierbei soll das Gewichtsverhältnis von gebranntem zu noch nicht gebranntem Calciumsulfat zwischen 1:1 und 1:2, vorzugsweise 1:1,3 bis 1:1,8 betragen.

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Das freie Wasser kann dem Gemisch zusammen mit dem feinteiligen Calciumsulfat zugeführt werden. Es ist aber auch möglich, die gesamte erforderliche Wassermenge oder einen Teil davon dem Gemisch getrennt von den übrigen Komponenten zuzuführen. Die in dem Gemisch vorhandene Menge an freiem Wasser soll so bemessen sein, daß die in dem Gemisch vorhandenen wasserärmeren Formen des Calciumsulfats in das Dihydrat übergeführt werden und daß das Gemisch jedoch noch zusätzlich einen geringen Überschuß an freiem Wasser, das nicht als Kristallwasser gebunden werden kann, enthält. Der Gehalt dieser Calciumsulfatstücke an zugesetztem freien Wasser kann bis zu 25 Gew.% betragen.

Das auf diese Weise in stückige Form gebrachte Calciumsulfat wird anschließend zwischengelagert. Hierbei wird das in den Calciumsulfatstücken enthaltene freie Wasser von den wasserärmeren Formen des Calciumsulfate als Kristallwasser gebunden. Die Geschwindigkeit dieses Übergangs der wasserärmeren Formen des Calciumsulfate in das Dihydrat hängt wesentlich von den Bedingungen ab, unter denen diese Zwischenlagerung vorgenommen wird. Je nach den während dieser Lagerung aufrechterhaltenen Temperaturen und Feuchtigkeitsgehalten der umgebenden Atmosphäre kann die Bindung des Wassers als Kristallwasser in einem Zeitraum von wenigen Stunden bis mehreren Tagen abgeschlossen sein.

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Bei einer Größe der Calciumsulfatstücke von etwa 19 mm mit einer Dichte von 1.430 kg/m und einem Gehalt an freiem Wasse?von 2 5 Gew.% ergibt sich ein Rehydratisierungsgrad von 70,6 %, wenn die
Calciumsulfatstücke in einer Atmosphäre mit 40 % rel. Feuchte bei einer Temperatur von 20 C drei Tage gelagert werden. Bei einer rel. Feuchte von 90 % führt eine eintägige Zwischenlagerung dagegen bereits zu einem Rehydratisierungsgrad von 88,9 %> Es ist vorteilhaft aber nicht notwendig, bei den Calciumsulfatstücken einen Rehydratisierungsgrad von mehr als 8 5 % zu erreichen.

Nach Beendigung der durch die Anlagerung des Seien Wassers bewirkten Rekristallisation werden die
Calciumsulfatstücke wieder dem Brennvorgang zugeführt und auf dem Rostband dazu als Schicht angeordnet, die von den Heißgasen in der Brennkammer zuerst durchströmt wird.

Wie bereits erwähnt, kann die Anordnung der Schichten auf dem Rostband vertikal oder horizontal erfolgen. Besonders bewährt hat sich die Anordnung der Schichten in horizontaler Lage übereinander. Das beschichtete Rostband wird dann durch eine Brennzone geführt, die mit Brennkammern zur Erzeugung der Heißgase verbunden ist.

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Diese Heißgase können durch die Schichten der CaI-ciumsulfatstücke hindurchgeblasen oder besser noch hindurchgesaugt werden. Auf diese Weise wird die Schicht der Calcxumsulfatstücke, die zuerst von den Heißgasen durchströmt wird, entsprechend der Regelung der Temperatur der Heißgase und der Verweilzeit in der Brennzone in das gewünschte abbindefähige Calciumsulfat übergeführt. Die hierdurch bereits etwas abgekühlten Brenngase treffen dann auf die zweite Schicht der Calcxumsulfatstücke und brennen deren Hauptmenge zu Calciumsulfat-Halbhydrat. Nach dem Brennvorgang mit anschließender Kühlung werden die Schichten der Calciumsulfatstücke getrennt, von dem Rostband abgenommen und der vorstehend bereits erläuterten Verarbeitung zugeführt.

Da die Calcxumsulfatstücke aus der Schicht, die auf dem Rostband von den Heißgasen zuletzt getroffen wird, noch nicht restlos in Calciumsulfat-Halbhydrat übergeführt und noch Calciumsulfat-Dihydrat enthalten könne, kann es vorteilhaft sein, dieses Calciumsulfat nach dem Vermählen einem Drehofen zuzuführen, in dem das Calciumsulfat vollständig zu Calciumsulfat-Halbhydrat gebrannt wird. Um eine Verunreinigung des Produkts zu vermeiden, ist es hier außerdem günstig, einen indirekt beheizten Drehofen zu verwenden. Anstelle des Drehofens können jedoch auch gebräuchliche Gipskocher, wie beispielsweise Schilde- oder Ehrsam-Kocher eingesetzt werden.

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Die Leistungskapazität des Rostbandes und die Qualität des angestrebten Endprodukts kann durch die Verwendung von Calciumsulfatstücken gesteigert werden, deren Stückgröße sich innerhalb eines engen Bereichs befindet. Eine solche möglichst gleichmäßige Größe der Stücke hat eine günstige Wirkung in Bezug auf die Durchführung des Brennvorgangs, da dieser gezielter auf die Entstehung eines bestimmten abbindefähigen Calciumsulfate gesteuert werden kann. Als besonders vorteilhaft hat es sich für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erwiesen, wenn das stückige Calciumsulfat mit Stückgrößen von 10 bis 25 mm, vorzugsweise 14 bis 20 mm Durchmesser eingesetzt wird. Bei dieser Stückgröße kann der Widerstand der Schicht aus stückigem Calciumsulfat gegen den Durchgang der Heißgase so eingestellt werden, daß eine optimale Ausnutzung der Wärmeenergie bei kurzer Brenndauer gegeben ist. Stücke mit kleineren Durchmessern ergeben Schichten mit einem relativ hohen Widerstand gegen den Durchgang der Heißgase, während größere Stücke einen zu geringen Durchgangswiderstand leisten. In beiden Fällen muß bei schlechterer Ausnutzung der zugeführten Wärmeenergie eine Verlängerung der Brenndauer in Kauf genommen werden. Ebenso hat die Dicke der Schicht des stückigen Calciumsulfate auf dem Rostband Einfluß auf die Brenndauer und das Brennergebnis.

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Allgemein ist festgestellt worden, daß die Menge der Calciumsulfatstücke in der zuerst von den Heißgasen durchströmten Schicht etwas größer sein soll als die Menge der Calciumsulfatstücke in der zuletzt von den Heißgasen durchströmten Schicht. Vorteilhaft beträgt dieses Mengenverhältnis 1,2:1 bis 1,8:1. Bei einer Gesamtdicke der Calciumsulfatstücke von beispielsweise insgesamt etwa 60 cm soll die Schicht, die zuerst von den Heißgasen durchströmt wird, eine Dicke von etwa 36 cm haben, während die Dicke der Schicht, die zuletzt von den Heißgasen durchströmt wird, etwa 2 4 cm betragen soll. Es hat sich gezeigt, daß bei dieser Anordnung des stükkigen Calciumsulfats auf dem Rostband - und insbesondere bei einer Teilchengröße des stückigen Calciumsulf ats von 10 bis 25 mm, vorzugsweise 14 bis 20 ram in Richtung des Heißgasdurchganges gesehen, nach dem Durchlauf durch die Brennzone die erste Schicht in einer Stärke von etwa 36 cm aus einem Baugips mit 50 bis 65 Gew.$ Anhydrit II, 35 bis 50 Gew.% Calciumsulfat-Halbhydrat und/oder Anhydrit III und 1 bis 3 Gew.# Calciumsulfat-Dihydrat besteht, während die zweite Schicht von etwa 24 cm Stärke in weitaus überwiegender Menge in Form des Halbhydrats und geringen Mengen an Dihydrat sowie an abbindefähigen Anhydrit enthält. Da auch eine Abhängigkeit zwischen der Größe der Calciumsulf atstücke und der Schichtstärke besteht, ist dieser Zusammenhang in Fig. 1 dargestellt, die zeigt, daß bei konstanter Brennzeit und konstanter Geschwindigkeit der Heißgase Calciumsulfatstücke mit einem kleineren

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Durchmesser als 10 nun eine geringere Schichtstärke erfordern und damit die Leistungskapazität des Rostbandes absinkt. Calciumsulfatstücke mit größeren Teilchendurchmessern enthalten nach dem Durchgang durch die Brennzone außerdem stets einen erheblichen Anteil an Calciumsulfat-Dihydrat im Kern, der nicht erwünscht ist.

Darüber hinaus ist noch festgestellt worden, daß das Raumgewicht der Calciumsulfatstücke sich vorteilhaft auf den Ablauf, insbesondere auf die Dauer des Brennvorgangs auswirkt. So erfordern Calciumsulfatstücke mit einem Raumgewicht von weniger als 1.700 kg/m eine kürzere Brenndauer und ergeben ein Endprodukt von vorzüglicher Qualität mit guten Verarbeitungseigenschaf ten und hoher Ergiebigkeit.

In Fig. 2 ist die Durchführung einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt. Einem Pelletierteller 1 werden ein Abfallgips mit 25 Gew.# freiem Wasser aus einem chemischen Produktionsvorgang aus Leitung 2, Calciumoxid aus Leitung 3, vermahlenes und abbindefähiges Calciumsulfat aus Leitung 4 zugeführt und darin pelletiert. Die fertiggestellten Pellets werden auf dem Rostband 5 als Schicht 6 angeordnet, die zuletzt von den Heißgasen durchströmt wird.

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Dem Rostband 5 werden aus den Brennkammern 7 Heißgase zugeführt, die mittels der Exhaustoren 8 und 9 durch das Rostband 5 hindurchgesaugt werden. Der Exhaustor 10 zieht Raumluft zur Kühlung durch die auf dem Rostband angeordneten Schichten aus stückigem Material. Die Schicht 6 wird nach Durchfahren der Kühlzone von dem Rostband 5 abgezogen und der Mahlvorrichtung 11 zugeführt, in der die Calciumsulfatstücke auf eino Teilchengröße vermählen werden, die etwa der Teilchengröße des als Ausgangsmaterial verwendeten feinteili- gen Calciumsulfate entspricht. Über Leitung 12 wird dieses abbindefähige Calciumsulfat in zwei Teilmengen unterta.lt, die im Gewichts verhältnis von etwa 1:2 stehen. Die kleinere Menge wird über Leitung 4 dem Pelletierteller 1 zugeführt. Die größere Menge wird über Leitung 13 dem Pelletierteller 14 zugeführt. Aus Leitung 15 wird der Pelletierteller 14 ausserdem noch mit dem als Ausgangsmaterial eingesetzten feinteiligen Calciumsulfat beaufschlagt. Die in dem Pellefcierteller 14 erzeugten Pellets werden anschließend der Zwischenlagerung 16 zugeführt, von der aus sie nach beendeter Rekristallisation als Schicht 17 auf dem Rostband 5 angeordnet werden. Diese Schicht 17 nimmt zusammen mit der Schicht 6 an dem Durchlauf des Rostbandes 5 durch die lirennzone teil. Nach dem anschließenden Durchlaufen der Kühlzone wird die Schicht 17 von der Schicht 6 getrennt, von dem Rost-

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band abgenommen und der Mahlvorrichtung 18 zugeführt, aus der durch Leitung 19 ein abbindefähiges, vermahlenes Calciumsulfat als Fertigprodukt abq;ezoi?en wird.

Eine andere Variante des erfindunfrsiremäßen Verfahrens wird in Fi.fr. 3 schematisch dargestellt, die im wesentlichen die Behandlung der als Schicht 6 auf dem ¹IoStband 5 angeordneten Calciumsulfatstücke variiert, während die Behandlung der als Schicht 17 auf dem Rostband 5 angeordneten Calciumsulfatstücke entsprechend den Angaben zu Fig. 1 abläuft. Zur Bezeichnung gleicher Teile in dieser Figur werden die gleichen Bezugs— ziffern verwendet, wie in Fic;. 2. Dem Pelletierteller werden auch hier aus Leitung 2 ein feuchter Abfallgips mit 2 5 Gew.% freiem Wasser aus einem chemischen Produkt ionsvorgang, Calciumoxid aus Leitung 3, vermahlenes abbindefähiges Calciumsulfat aus Leitung \ zugeführt und darin pelletiert. i)ie fertiggestellten Pellets werden als Schicht 6 auf das Rostband *> aufgebracht. i>em Rostband 5 werden aus den Brennkammern 7 Heißgase zugeführt, die mittels der (ixhaustoren 8 und 0 durch das Äostband 5 hindurch,Tftsauf*t werden. Der Exhaustor 11 zieht Raumluft zur Kühlung durch die auf dem Rostband angeordneten Schichten aus stückigem ^fater^al. i)ie Schicht 6 wird narh Durchfahren der Kühl zone von dem Rostband ^ ab"ezo«;en und der Mahlvorrichtung 11 zugeführt, in der das stückige Calciumsulfat auf eine Teilchengröße vermählen wird, die der des als AusTangsmaterial verwendeten feinteiligen Calciumsulfate entspricht.

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Anschließend wird das Mahlgut über die Leitung 20 in den indirekt beheizten Drehofen 21 eingespeist. In diesem Drehofen wird das eingespeiste Calciumsulfat vollständig zu Calciumsulfat-Halbhydrat gebrannt und als .solches durch Leitung 22 aus dem Drehofen entnommen. Dieses Calciumsulfat-Halbhydrat wird dann in zwei Teilmengen aufgeteilt, den Pelletiertellern 1 und 14 zugeführt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, die in der Gips erzeugenden und verarbeitenden Industrie anfallenden Feinstäube sowie die feinkristallinen gefällten Calciumsulfate, die als Abfallprodukte in der chemischen Industrie erhalten werden, zu einem abbindefähigen Calciumsulfat zu verarbeiten, das in seinen Eigenschaften den normalen und aus natürlichen Gipssteinen erbrannten Produkten entspricht. Das erfindungsgemäß erhaltene Produkt kann demzufolge wie ein normaler Baugips eingesetzt und verwendet werden. Es ist jedoch auc-h möglich, dieses Produkt nach erneuter Rehydratisierung als Abbindeverzögerer für Zement einzusetzen.

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Claims

Patentansprüche

IJ Verfahren zur Herstellung von abbindefähigen Calciumsulfaten aus feinteiligen und in stükkige Form gebrachten Calciumsulfaten durch zweimaliges Brennen auf einem durch eine Brennzone laufenden Rostband und anschließendes Vermählen des abbindefähigen Endprodukts, dadurch gekennzeichnet, daß die Calciumsulfatstücke nach dem Brennen in zwei Schichten abgenommen werden und die Schicht, die von den Heißgasen zuerst durchströmt worden ist, als Endprodukt vermählen, während die Schicht, die von den Heißgasen zuletzt durchströmt worden ist, vermählen und in zwei Teilmengen aufgeteilt wird, von denen eine mit feinteiligem Calciumsulfat in Gegenwart von freiem Wasser in stückige Form übergeführt, auf das Rostband als Schicht aufgebracht und gebrannt wird, die von den Heißgasen zuletzt durchströmt wird, während die andere Teilmenge in Gegenwart von freiem Wasser ebenfalls mit feinteiligem Calciumsulfat in stückige Form übergeführt, zwischengelagert und anschließend auf dem Rostband als Schicht angeordnet und gebrannt wird, die von den Heißgasen zuerst durchströmt wird,
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der in der von den Heißgasen zuletzt durchströmten Schicht enthaltenen Calciumsulf atstücke - bezogen auf die in beiden

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Schichten enthaltene Gesamtmenge an Calciumsulfatstücken - 35 bis 45 Gew.%, vorzugsweise
38 bis 42 Gew.% beträgt.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der von den Heißgasen zuletzt durchströmten Schicht enthaltenen CaI-ciumsulfatstücke nach dem Vermählen in zwei
Teilmengen aufgeteilt werden, die im Gewichtsverhältnis von etwa 1:2 stehen.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die geringere Menge des bereits gebrannten und vermahlenen Calciumsulfate mit dem als Ausgangsmaterial eingesetzten noch nicht gebrannten feinteiligen Calciumsulfat im Gewichtsverhältnis 1:3 bis 1:5 vermischt und in Gegenwart von freiem Wasser in die stückige Form übergeführt wird.
5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß die andere Teilmenge der gebrannten und vermahlenen Calciumsulfatstücke,
die als zuletzt von den Heißgasen durchströmte Schicht auf dem Rostband angeordnet waren, mit dem als Ausgangsmaterial verwendeten, noch nicht gebrannten feinteiligen Calciumsulfat im Gewichtsverhältnis zwischen 1:1 und 1:2, vorzugsweise
1:1,3 bis 1:1,8 vermischt und in Gegenwart von freiem Wasser in die stückige Form übergeführt wird.

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6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Calciumsulfatstücke aus der Schicht, die auf dem Rostband von den Heißgasen zuletzt getroffen wird, nach dem Vermählen vollständig zu Calciumsulfat-Halbhydrat gebrannt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Calciumsulfatstücke nach dem Vermählen einem indirekt beheizten Drehofen zugeführt und darin zu Calciumsulfat-Halbhydrat gebrannt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Calciumsulfatstücke nach dem Vermählen einem Gipskocher zugeführt und darin zu Calciumsulfat-Halbhydrat gebrannt werden.
9. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein stückiges Calciumsulfat mit Teilchengrößen von 10 bis 25 mm, vorzugsweise 14 bis 20 mm Durchmesser eingesetzt wird.
10. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 9> dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Gesamtschichtdicke der Calciumsulfatstücke von 60 cm die Schicht, die zuerst von den Heißgasen durchströmt wird, in einer Dicke von etwa 36 cm und die Schicht, die zuletzt von den Heißgasen durchströmt wird, in einer Dicke von etwa 2 4 cm auf dem Rostband angeordnet werden.

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11. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein stückiges Calciumsulfat rait einem Rauragewicht der Stücke von weniger als 1.700 kg/m eingesetzt werden.

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