DE2658915B2 - Verfahren zur Herstellung von stückigem Calciumsulfat-Dihydrat - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von stückigem Calciumsulfat-DihydratInfo
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Description
Feinteilige Calciumsulfate, wie sie beispielsweise beim Brechen von Naturgips oder natürlichem Anhydrit
als Abrieb oder Filterstaub anfallen, können in der Bauindustrie ebensowenig eingesetzt werden, wie
feinteilige Calciumsulfate, die als Nebenprodukte in chemischen Verfahren, wie beispielsweise bei der
Erzeugung von Phosphorsäure durch Umsetzung von Rohphosphat mil Schwefelsäure oder bei der Erzeugung
von Flußsäure durch Einwirken von Schwefelsäure auf Flußspat oder bei der Rauchgasentschwefelung
erhalten werden. Diese feinteiligen Calciumsulfate können mit den herkömmlichen Dosiereinrichtungen
nicht dosiert und weiterverarbeitet werden. Außerdem ist die Handhabung solcher feinteiliger Calciumsulfate
mit erheblichen Staubbelästigungen verbunden.
Aus diesen Gründen sind Verfahren entwickelt worden, derartige feinteilige Calciumsulfate im Wege
des Pelletierens in stückige Produkte zu überführen. Hierzu ist es jedoch erforderlich, das feinteilige
Calciumsulfat ganz oder teilweise zu trocknen und zu dehydratisieren oder dem feinteiligen Calciumsulfat ein
abbindefähiges Calciumsulfat, z. B. Calciumsulfat-Halbhydrat,
vor oder während der Pelletierung zuzumischen. Erst aus diesen feinteiligen Produkten können Pellets
hergestellt werden, die nach anschließender Rehydratisierung eine für die Handhabung ausreichende Festigkeit
besitzen. Für die Rehydratisierung solcher Pellets kann es vorteilhaft sein, den feinteiligen Produkten
Anreger zuzusetzen. Derartige Verfahren sind in der DE-AS 1169 355 oder in der US-PS 24 12 170
beschrieben.
Außerdem sind Verfahren bekannt, nach denen Calciumsulfate unter Zusatz von Bindemitteln, wie
beispielsweise Carboximethylzellulose, oder in Gegenwart von kristallmodifizierenden Stoffen in stückige
Form übergeführt werden. Diese Verfahren sind in der DE-OS 25 04 954 bzw. 19 27 015 offenbart.
Erzeugung von stückigen Produkten aus feinteiligen Calciumsulfaten als mehrstufige Arbeitsweise technisch
aufwendig sind, ist nach Möglichkeiten gesucht worden, diese feinteiligen Calciumsulfate in einem möglichst
einstufigen Verfahren in ein grobstückiges Produkt zu überführen, dessen Teilchengröße und mechanische
Festigkeit für die meisten Anwendungszwecke ausreichend ist
ίο stückigem Calciumsulfat-Dihydrat aus feinteiligem,
natürlichem oder synthetischem Calciumsulfat-Dihydrat in Gegenwart von Wasser auf einer Walzenpresse
gefunden. Danach werden der Gehalt an freiem Wasser im Calciumsulfat-Dihydrat auf einen Wert zwischen
größer als 0 bis 4 Gew.% und der Anpreßdruck der Walze auf einen Wert zwischen 1 und 5 Mp/cm
Walzenbreite eingestellt, wobei bei Verwendung einer Brikettierwalze der Gehalt an freiem V>
asser im Calciumsulfat-Dihydrat im oberen und der Anpreß-
M druck der Walze im unteren Bereich liegt, während bei
Verwendung von glatten oder profilierten Walzen der Gehalt an freiem Wasser im Calciumsulfat-Dihydrat im
unteren und der Anpreßdruck der Walze im oberen Bereich liegt
Nach dem Verfahren der Erfindung können Feinstäube, die bei der mechanischen Aufbereitung von
natürlichen Calciumsulfat-Dihydraten anfallen, in stükkige
Form übergeführt werden. Ebenso können synthetische feinteilige Calciumsulfat-Dihydrate, wie sie
in der chemischen Industrie als Nebenprodukte oder bei der Rauchgasentschwefelung erhalten werden, nach
dem Verfahren der Erfindung in stückige Form gebracht werden. Diese Calciumsulfate können als natürliche
oder synthetische Dihydrate eingesetzt werden. Mit besonderem Vorteil können diese Ausgangsmaterialien
eingesetzt werden, wenn die Teilchengröße bei 90 Gew.% der Einsatzmenge kleiner als 200 μπι ist und
keine Teilchen über 500 μπι vorliegen.
■»o einen Gehalt an freiem Wasser von größer als 0 bis zu
einem Wassergehalt von 4 Gew.% gebracht werden. Dieser Gehalt an freiem Wasser des Ausgangsmaterials
kann durch Vermischen entsprechender Mengen an feuchterem Ausgangsmaterial mit trockenem Ausgangsmaterial
eingestellt werden. Bei feuchtem Ausgangsmaterial kann dieses ohne weiteres auf einen
Gehalt an freiem Wasser zwischen größer als 0 and 4 Gew.% getrocknet werden, wofür gebräuchliche
Trocknungsanlagen, wie beispielsweise Stromtrockner, Kontakttrockner, Turbinentrockner, Schnelltrockner
und dgl. eingesetzt werden können.
Das auf diese Weise vorbereitete und in seinem Gehalt an freiem Wasser auf einen Wert zwischen
größer als 0 und 4 Gew.% eingestellte feinteilige Calciumsulfat-Dihydrat wird anschließend einer Walzenpresse
zugeführt und dort vorteilhaft bei Temperaturen zwischen größer als 0 und 60°C, unter einem
Anpreßdruck von 1 bis 5 Mp/cm Walzenbreite in stückiger Form übergeführt. Hierzu können sogenannte
Brikettierwalzen eingesetzt werden, in deren Mantel brikellförmige Mulden eingeschnitten sind. Bei Verwendung
von Brikettierwalzen soll das Ausgangsmaterial mit einem Gehalt an freiem Wasser eingesetzt werden,
der an der oberen Grenze des vorstehend genannten Bereichs liegt. Im anderen Fall muß beim Brikettieren
die durch den geringeren Gehalt an freiem Wasser des Ausgangsmaterials bedingte geringere Gleitwirkung
durch höhere spezifische Anpreßdrücke ausgeglichen
werden. Hierdurch kann jedoch ein Aufspalten der
Briketts bewirkt werden, wobei die entstehenden
Briketthälften die Walzenformen so zusetzen, daß sie
r?ur schwer daraus zu entfernen sind. Beim Kompaktieren des Ausgangsmateröls mit glatten oder profilierten
Walzen tritt diese Erscheinung nicht auf, so daß das Ausgangsmaterial hierfür mit Gehalten an freiem
Wasser eingesetzt wird, die an der unteren Grenze des vorstehend angegebenen Bereichs Gegen. Hierbei
entstehen die sogenannten Schülpen, die gegebenenfalls nach dem Austrag aus der Walzenpresse zusätzlich
gebrochen werden können, wenn eine besonders gleichmäßige Korngröße des kompaktierten Produktes
erreicht werden soll. In manchen Fallen kann es auch erwünscht sein, die bruchanfälligen scharfen Kanten der
Schülpen zu beseitigen. Hierzu werden die Schülpen unter rotierender Bewegung, beispielsweise in einer
Drehtrommel, geschliffen.
Beim Unterschreiten des angegebenen Gehalts an freiem Wasser ist die Haftung, die durch Verpressen in
einer Walzenpresse zwischen den einzelnen Teilchen des feinteiligen Ausgangsmaterials erreicht werden
kann, zu gering, als daß eine wesentliche Kornvergrößerung erreicht werden kann. Bei einem Gehalt an freiem
Wasser von mehr als 4Gew.% im Ausgangsmaterial
wird beim Verpressen mittels Walzen aus dem feinteiligen Preßgut Wasser aus cien entstehenden
Preßstücken herausgepreßt, wodurch die Festigkeit der erhaltenen Briketts bzwSchülpen so vermindert wird,
daß bereits beim Austrag aus der Walzenpresse oder bei anderen geringfügigen mechanischen Einwirkungen
diese zerfallen.
Die erfindungsgemäß aus einem feinteiligen Ausgangsmaterial mit mehr als 0 bis 4 Gew.% Gehalt an
freiem Wasser ohne Bindemittel oder andere Zusätze erzeugten Briketts oder Schülpen besitzen eine für die
meisten Verwendungen in der Bauindustrie ausreichen ■ de Festigkeit, ohne daß dadurch die übrigen wertvollen
Eigenschaften, wie beispielsweise Abbindeverhalten oder Festigkeiten daraus erbrannter Gipse, der
eingesetzten Calciumsulfat-Dihydrate in irgend einer Form nachteilig beeinflußt werden. Außerdem haben
die erfindungsgemäß erzeugten Briketts bzw. Schülpen nur einen geringen Abrieb und können ohne großen
Staubanfall gehandhabt werden. Die aus der Walzenpresse abgezogenen Briketts bzw. Schülpen erhöhen
ihre Festigkeit noch während der direkt anschließenden Lagerung. Eine weitere zusätzliche Erhöhung der
Festigkeit und eine Verminderung des Abriebs erfolgt beim Nachtrocknen der Briketts oder Schülpen.
Gereinigtes, feinteiliges Calciumsulfat-Dihydrat, wie
es bei der Erzeugung von Phosphorsäure nach dem Naßverfahren anfällt, hat eine Korngrößenverteilung,
nach der die Teilchengrößen von 55,8 Gew.% kleiner als 63 μτη und von 0,7 Gew.% größer als 200 μπι sind. Der
Gehalt an freiem Wasser von 20,2 Gew.% dieses Ausgangsmaterials wird durch Zumischen von 8,2 G^w.-Teilchen
trockenem Calciumsulfat-Dihydrat pro Gew.-Teil
Ausgangsmaterial auf 22 Gew.% gesenkt Dieses Preßgut wird bei Raumtemperatur in einer Brikettier-Walzenpresse
unter einer spezifischen Anpreßkraft von 2,75 Mp/cm Walzenbreite zu Briketts mit einem
is milfleren Komdurchmesser von 25 mm verpreßt, ohne
daß ein Zusetzen der Brikettformen auftritt Die Grünpunktfestigkeit der erhaltenen Briketts beträgt
12—15 kp bei einem Abrieb von 7 Gew.%, dessen Korngröße unter 1 mm liegt
Gereinigtes, feinteiliges Calciumsulfat-Dihydrat wie es bei der Rauchgasentschwefelung mit einem Gehalt an
freiem Wasser von 10 Gew.% anfällt, weist eine Korngrößenverteilung auf, nach der 53,6 Gew.% kleiner
sind als 63 μπι und 1,5 Gew.% größer als 200 μπι. Durch
Zumischen von 2,5 Gev.-Teilen trockenem Calciumsulfat-Dihydrat
pro Gew.-Teil feuchtes Calciumsulfat-Dihydrat wird ein Preßgut mit einem Gehalt an freiem
Wasser von 2,9 Gew.% erhalten. Dieses Preßgut wird bei Raumtemperatur in einer Brikettier-Walzenpresse
unter einer spezifischen Anpreßkraft von 2,65 Mp/cm Walzenbreite zu Briketts mit einem mittleren Komdurchmesser
von 43 mm verpreßt, ohne daß ein Zusetzen der Brikettformen auftritt Die Grünpunktfestigkeit
der erhaltenen Briketts beträgt 9— lOkp bei einem Abrieb von 8 Gew.%, dessen Korngröße unter
1 mm liegt
Aus dem in Beispiel 1 spezifizierten Calciumsuifat-Dihydrat
wird durch Zumischen von 17,4 Gew.-Teilen trockenem Calciumsulfat-Dihydrat ein Preßgut mit
einem Gehalt an freiem Wasser von 1,1 Gew.% erhalten, das bei Raumtemperatur einer Kompaktier-Walzenpresse
zugeführt und darin unter einer spezifischen Anpreßkraft von 33 Mp/cm Walzenbreite zu
Schülpen verpreßt wird. Die Grünpunktfestigkeit dieser Schülpen beträgt 11 — 13 kp bei einem Abrieb von
8 Gew.%, dessen Korngröße unter 1 mm liegt
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von stückigem Calciumsulfat-Dihydrat aus feinteiligem, natürlichem
oder synthetischem Calciumsulfat-Dihydrat in Gegenwart von Wasser auf einer Walzenpresse,
dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an freiem Wasser im Caldumsu!fat-Dihydrat auf
einen Wert zwischen größer als 0 bis 4 Gew.% und der Anpreßdruck der Walze auf einen Wert
zwischen 1 und 5 Mp/cm Walzenbreite eingestellt werden, wobei bei Verwendung von Brikettierwalzen
der Gehalt an freiem Wasser im Calciumsulfat-Dihydrat im oberen und der Anpreßdruck der Walze
im unteren Bereich liegt, während bei Verwendung von glatten oder profilierten Walzen der Gehalt an
freiem Wasser im Calciumsulfat-Dihydrat im unteren und der Anpreßdruck der Walze im oberen
Bereich liegt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Calciumsulfat eingesetzt wird, dessen Teilchengröße zu 90 Gew.% unter 200 μπι
liegt und das kleine Teilchen mit einer Größe von über 500 μΐπ enthält
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