DE2728213A1

DE2728213A1 - Kugelfoermiger gips und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2728213A1
Application number: DE19772728213
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Hashimoto; Masaru Inoue; Shinho Shiho; Masami Takasaki; Toshiyuki Takyu
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1976-11-29
Filing date: 1977-06-23
Publication date: 1978-06-01
Also published as: JPS5817132B2; GB1536097A; FR2372120B1; IT1115860B; SE7706274L; JPS5366895A; CA1117271A; FR2372120A1

Description

Anmelder: Idemitsu Kosan Company Limited No. 1-1, 3-chome, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan

Kugelförmiger Gips und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft einen kugelförmigen Gips und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Die Erfindung betrifft insbesondere kugelförmigen Gips, der aus faserartigem Gips gebildet worden ist, und ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Es ist bekannt, daß Gips in einer weiten Vielzahl von Formen vorkommt. Im Verlaufe von Untersuchungen, ein faserartiges und leichtes Gipsprodukt zu entwickeln, wurde nunmehr ein kugelförmiger Gips entwickelt, der aus einem faserartigen, miteinander verflochtenen Gips gebildet worden ist.

Der kugelförmige Gips gemäß der Erfindung unterscheidet sich vollständig hinsichtlich seiner Form von dem herkömmlichen kiel nen kornförmigen Gips und von dem faserartigen Gips und er hat die charakteristische Eigenschaft, daß seine Schüttdichte gering ist. Es kann daher angenommen werden, daß der erfindungsgemäße kugelförmige Gips viele neue technische Anwendungszwecke haben wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen kugelförmigen Gips zur Verfügung zu stellen, der im wesentlichen aus faserartigem Gips gebildet worden ist. Die Erfindung soll auch ein Herstellungsverfahren hierfür zur Verfügung stellen.

In den Figuren 1 und 2 werden mikroskopische Ansichten des erfindungsgemäßen kugelförmigen Gipses gegeben.

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Die Beobachtung im Mikroskop zeigt, daß der erfindungsgemäße kugelförmige Gips in Form eines "kurz-gestutzten Kopfes"· oder als "Ägagropila" vorliegt, wie es in den Figuren 1 und 2 gezeigt wird. Hinsichtlich des Mechanismus, durch den der erfindungsge-. mäße kugelförmige Gips gebildet wird, wird angenommen* daß fa- ■ serartige Kristalle aus einem Gips wachsen, der als Ausgangsma-j terial verwendet wird, und daß sich die Fäserchen in dem glei- _; chen Reaktionssystem ungleichmäßig und dreidimensional miteinander verflechten, wod\irch ein Agglomerat erhalten wird, das eine im wesentlichen kugelförmige Form hat. Auf der Oberfläche des _; Agglomerate werden eine Anzahl von "Whiskern" beobachtet, die _; auf die faserförmigen Kristalle zurückzuführen sind. Das Aussehen ist, wie oben schon erwähnt wurde, wie ein "kurzgestutzter | Kopf" oder ein "Ägagropila". Dieses unterschiedliche Aussehen ist vermutlich durch die Arten des Gipses bedingt, der als Ausgangsmaterial etc. verwendet wird.

Der erfindungsgemäße kugelförmige Gips wird in drei Gruppen eingeordnet: Hemihydratgips vom α-Typ, Dihydratgips und Anhydritgips. Die Einordnung erfolgt je nach dessen Zusammensetzung. In federn Falle beträgt die Schüttdichte 0,01 bis 0,8 g/cm³ und im Durchschnitt so viel wie 0,1 g/cm⁵. Obgleich der Durchmesser des kugelförmigen Gipses je nach den Produktionsbedingungen variiert, beträgt er gewöhnlich 0,001 bis 10 mm und im Durchschnitt 0,3 mm·

Der erfindungsgemäße kugelförmige Gips ist weiß und hat die Vorteile, daß er im Vergleich zu dem faserartigen Gips weniger j gegenüber einem Kristallbruch empfindlich ist und daß er eine gleichförmige Qualität und ein geringes Gewicht hat. Weiterhin ist dieser kugelförmige Gips in V/asser weniger löslich und er hat eine ausgezeichnete Dispergierbarkeit in Wasser und ausgezeichnete Wärmeisolierungseigenschaften. Schließlich ist er nicht brennbar und hat eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit.

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Nachstehend wird ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsge-■ mäßen kugelförmigen Gipses beschrieben.

Der kugelförmige Gips kann durch eine hydrothermische Reaktion von Hemihydratgips des ß-Typs oder von Dihydratgips oder einem j Gemisch davon in einem sauren Medium gebildet werden. Als Aus- j gangsmaterialien geeignete Gipr.arten sind Hemihydratgips vom ß-i Typ, Dihydratgips und Gemische davon, wobei alle beliebigen Ma-I terialien, die hauptsächlich aus diesen Verbindungen bestehen, verwendet werden können, geeignet. Diese Gipsarten werden mit einem sauren Medium in folgenden Verhältnissen zu Aufschlämmungen vermischt: im Falle von Hemihydratgips des ß-Typs werden 0,5 bis 80 Gew.-#, vorzugsweise 5 bis 50 Gew.-%, im Falle von Dihydratgips werden 5 bis 80 Gew.-#, vorzugsweise 20 bis 50 Gew.-#, und im Falle des Gemisches davon werden 5 bis 80 Gew.i vorzugsweise 20 bis 50 Gew.-%, - jeweils auf das Gewicht des sauren Mediums bezogen - verwendet. V/enn die Menge des Dihydratgipses oder des Gemisches weniger als 20 Gew.-?S beträgt, dann werden sowohl kugelförmige als auch faserartige Gipsarten erzeugt.

Saure Medien, die erfindungsgemäß verwendet v/erden können, sind organische Säuren, wie z.B. Ameisensäure, Essigsäure, Maleinsäure und dergleichen, und anorganische Säuren, wie Phosphorsäure, Salzsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure und dergleichen. Diese sauren Medien werden als wäßrige Lösungen, welche diese Säurekomponenten in Mengen von 5 bis 80 VoI.-^ enthalten, verwendet.

Die hydrothermische Reaktion wird gewöhnlich bei einer Temperatur bis zu Rückflußtemperatur des Reaktionsgemisches bei normalem Druck durchgeführt. Es ist aber auch möglich, die Reaktion unter Druck durchzuführen. Die Reaktionszeit beträgt gewöhnlich mehr als 1 h, vorzugsweise 3 bis 5 h.

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Wenn man die hydrothermische Reaktion des Gipses bei den oben beschriebenen Bedingungen durchführt, dann kann der angestrebte kugelförmige Gips erhalten werden.

Sodann wird gewünschtenfalls die Fest/Flüssigkeits-Trennung des resultierenden Reaktionsgemisches durchgeführt und die so erhaltene Flüssigkeit v/ird als Reaktionsmedium wiederverwendet. Die-, se Fest/Flüssigkeits-Trennung v/ird vorzugsweise durchgeführt, , wenn das Gemisch noch heiß ist. Andererseits v/ird ein festes Material mit einem Mediumgehalt (Medium/Feststoff χ 100) von j weniger als kO% einer Wärmebehandlung unterworfen; das heißt, \ das feste Material wird 1 bis 5 h bei 50 bis 80⁰C getrocknet und gewünschtenfalls 0,5 bis 3 h bei 400 bis 1000⁰C calciniert. Die erste Stufe liefert einen Hemihydratgips vom α-Typ und die letztere Stufe liefert Anhydritgips.

Das erfindungsgemäße Verfahren liefert einen kugelförmigen Gips mit den oben beschriebenen charakteristischen Eigenschaften. j Es ist weiterhin möglich, den Gips als Ausgangsmaterial in einer Menge von bis zu 80 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Reaktionsmediums zuzuführen und die Reaktion mit hoher Konzentration der Aufschlämmung durchzuführen, v/as vom technischen Standpunkt aus her gesehen vorteilhaft ist. Weiterhin hat die Erfindung den Vorteil, daß die Fest/Flüssigkeits-Trennung nach der Reaktion leicht ist.

Der erfindungsgemäße Gips kann als Füllstoff, als leichter nicht-verbrennbarer Zuschlagsstoff, als Isolierungsmaterial, als Wärmeisolierungsmaterial, als Schallisolierungsmaterial, \ als Kernmaterial, als Adsorbens, als Träger, als Filtermaterial, als Erdkonditionierungsmittel, als nicht-gewebtes Flächengebilde, als Schleifmittel, als Keramikmittel, als Stuckgips, als Düngemittel, als Gartenmaterial, als Puffermittel, als Detergens, als Katalysator, als Sprengstoff, als Beschichtungsmaterial, und Pestizid etc. verwendet werden.

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Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert. Beispiel 1

Zu 6 1 einer 20 vol.-Joigen wäßrigen Essigsäurelösung wurden 0,6 kg Hemihydratgips vom ß-Typ gegeben. Es wurde zur Bildung einer Aufschlämmung gemischt. Diese Aufschlämmung wurde einer hydrothermischen Reaktion unterworfen, indem sie 4 h bei einer Temperatur von 10'+⁰C und bei Umgebungsdruck zum Rückfluß erhitzt wurde. Es wurde mit einem Propellerrührer mit Durchbewegungsblatt gerührt.

Nach der hydrothermischen Reaktion erfolgte die Fest/Flüssig-Trennung des resultierenden Gemisches mittels eines Zentrifugalseparators, um das Reaktionslösungsmittel zur Wiederverwendung wiederzugewinnen. Die erhaltenen Feststoffe wurden 3 h bei 60⁰C in einer Heißlufttrockenkammer getrocknet, um das daran haftende Lösungsmittel zu entfernen. Auf diese V/eise wurde Hemihydratgjips vom α-Typ erhalten.

Die mikroskopische Analyse der erhaltenen Gipsprodukte zeigte, daß sie im allgemeinen in Form von gleichförmigen Kugeln, und zwar ähnlich wie ein "kurz-gestutzter Kopf, vorlagen, wie es in Figur 1 gezeigt wird. Der Durchmesser Jedes Kügelchens betrug etwa 0,3 mm. Die Schüttdichte betrug 0,07 g/cm⁵. Dieser trockene Gips wurde sodann 3 h bei 500⁰C in einem Elektroofen calciniert. Auf diese Weise wurde kugelförmiger Anhydritgips vom II-Typ mit stabiler Kristallstruktur erhalten. Dieser kugelförmige Anhydritgips vom II-Typ hatte einen Durchmesser von etwa 0,3 mm und er war im allgemeinen gleichförmig. Die Schüttdichte betrug 0,06 g/cnr und er hatte ein sehr geringes Gewicht.

Beispiel 2

Zu 6 1 einer 20 vol.-%igen wäßrigen Essigsäurelösung wurden

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1,2 kg Dihydratgips gegeben. Es wurde zur Bildung einer Aufschlämmung vermischt. Diese Aufschlämmung wurde einer hydrotherinischen Reaktion unterworfen, indem 4 h bei einer Temperatur von 104⁰C und Umgebungsdruck mittels eines Propellerrührers zum Rückfluß erhitzt wurde.

Nach der hydrothermisehen Reaktion wurde die Fest/Flüssigkeits-' Trennung des resultierenden Gemisches mit einem Zentrifugalse- j parator durchgeführt, wobei das Produkt noch heiß war. Dies ge-j schah, um das Reaktionslösungsmittel zum Wiedergebrauch wieder-; zugewinnen. Das so erhaltene feste Produkt wurde 3 h bei 60⁰C j in einer Heißlufttrockenkammer getrocknet, um das daran haftende Lösungsmittel zu entfernen. Auf diese Weise wurde Hemihydratgips vom α-Typ erhalten.

Die mikroskopische Analyse der Gipsprodukte, die so erhalten wurden, zeigte, daß Kügelchen in Form von "Ägagropila", wie in Figur 2 gezeigt, vorhanden waren. Der Durchmesser dieser Kügelchen betrug etwa 0,3 mm. Die Schüttdichte betrug 0,13 g/cn . Dieser trockene Gips wurde sodann 3 h bei 500⁰C in einem Elektroofen calciniert, wodurch Anhydritgips vom II-Typ mit stabiler Kristallstruktur erhalten wurde. Dieser Anhydritgips hatte einen Durchmesser von etwa 0,3 nm und eine Schüttdichte von 0,13 g/cm³.

Beispiel 3

Zu 6 1 einer 20 vol.-#igen wäßrigen Lösung von Essigsäure wurden 1,8 kg Dihydratgips gegeben. Es wurde unter Bildung einer Aufschlämmung vermischt. Diese Aufschlämmung wurde wie im Beispiel 1 verarbeitet, wodurch kugelförmiger Hemihydratgips vom o-Typ und Anhydritgips vom II-Typ erhalten wurden.

Die mikroskopische Analyse zeigte, daß der erhaltene kugelför-

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mige Gips in Form von "Ägagropila", wie in Figur 2 gezeigt, vorlag. Bei dom Hemihydratgips des α-Type und dem Anhydritgips des! II-Typs betrug der Durchmesser 0,3 r.ffii und die Schüttdichte etwa! 0,06 g/cnr\ I

Beispiel A \

Zu 6 1 einer 10 vol.-^igen wäßrigen Lösung von Schwefelsäure , wurde 1 kg Hemihydratgips von ß-Typ gegeben. Es wurde unter Bildung einer Aufschlämmung gemischt. Diese Aufschlämmimg wurde wie im Beispiel 1 verarbeitet, wodurch kugelförmiger Hemihydrat-Gips vom α-Typ und Anhydritgips vom II-Typ erhalten wurden. .

Der Hemihydratgips vom α-Typ und der Anhydritgips vom II-Typ hatten jeweils einen Durchmesser von etwa 0,3 mm und eine Schüttdichte von etwa 0,08 g/cm⁵.

Beispiel 5

Zu 6 1 einer 20 vol.-tfigen wäßrigen Lösung von Essigsäure wurden 0,6 kg Hemihydratgips vom ß-Typ und 1,2 kg Dihydratgips ge-| geben, welche zur Bildung einer Aufschlämmung vermischt wurden.' Diese Aufschlämmung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 behandelt, wodurch kugelförmiger Hemihydratgips vom cc-Typ und Anhydritgips vom II-Typ erhalten wurden.

Die mikroskopische Analyse zeigte, daß der größte Teil des erhaltenen kugelförmigen Gipses in Form von "Ägagropila" vorlag, j wobei kleine Fasern miteinander verflochten waren und die Oberfläche des "kurz-gestutzten Kopfes" bedeckten. Ein Teil des kugel-

förmigen	Gipses lag in	Form von	in	•	"enggestutztem Kopf"	519	, wie	im
Beispiel	1 beobachtet,	und	22	Form von "Ägagropila",	wie	im
Beispiel	2 beobachtet,	vor
	8	098	/0

Der Hemihydratgips vom α-Typ und der Anhydritgips vom II-Typ
hatten jeweils einen Durchmesser von etwa 0,5 mm und eine
Schüttdichte von etwa 0,07 g/cm^.

Beispiel 6

Es wurde wie im Beispiel 5 verfahren, mit der Ausnahme, daß die Menge des Dihydratgipses 1,8 kg betrug. Auf diese Weise wurden Hemihydratgips vom α-Typ und Anhydritgips vom II-Typ erhalten.

Die Ergebnisse der mikroskopischen Analyse des erhaltenen kugelförmigen Gipses waren wie im Beispiel 5. Der Hemihydratgips ! vom α-Typ und der Anhydritgips vom II-Typ hatten jeweils einen Durchmesser von etwa 1,2 mm und eine Schüttdichte von etwa
0,11 g/cnr.

Beispiel 7

Die Verfahrensweise des Beispiels 5 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß die Menge des verwendeten Hemihydratgipses vom ß-Typ 1,8 kg betrug. Auf diese Weise wurden Hemihydratgips vom α· Typ und Anhydritgips vom II-Typ erhalten.

Die mikroskopische Analyse zeigte, daß der größte Teil des kugelförmigen Gipses in Form von "kurz-gestutztem Kopf" vorlag.
Ein Teil davon lag in Form von "Ägagropila" vor, wobei beide
Produkte miteinander verflochten waren. Der Hemihydratgips vom α-Typ und der Anhydritgips vom II-Typ hatten jeweils einen
Durchmesser von 0,1 mm und eine Schüttdichte von etwa 0,3 g/cm-

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Claims

Patentansprüche

i"; Kugelförmiger Gips, dadurch gekennzeichnet, daß er aus im wesentlichen faserartigem Gips gebildet ist.
2. Kugelförmiger Gips nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schüttdichte 0,01 bis 0,8 g/cnr beträgt.
3. Kugelförmiger Gips nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Gips Hemihydratgips vom a-Typ, Dihydratgips oder Anhydritgips ist.
4. Verfahren zur Herstellung von kugelförmigem Gips, dadurch gekennzeichnet , daß man Hemihydratgips vom ß-Typ oder Dihydratgips oder ein Gemisch davon einer hydrothermischen Reaktion in einem sauren Medium unterwirft.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet, daß man die hydrothermische Reaktion unter Rückfluß durchführt.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das feste Produkt, das durch Fest/ Flüssigkeits-Trennung nach der hydrothermischen Reaktion erhalten wird, einer Yiärmebehandlung unterwirft.
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Hemihydratgipses vom ß-Typ 0,5 bis 80 Gew.-56, bezogen auf das Gewicht des sauren Mediums, beträgt.

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8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Menge des Dihydratgipses 5 bis 80 Gew.-%_t bezogen auf das Gewicht des sauren Mediums, beträgt.
9. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η - . zeichnet, daß die Menge des Gemisches aus Hemihydrat-j gips vom ß-Typ und Dihydratgips 5 bis SO Gew. -%, bezogen auf _; das Gewicht des sauren Mediums, beträgt. i

Dr.T/WK/rm

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