DE2826769A1

DE2826769A1 - Verfahren zur herstellung von baugips aus calciumsulfat-dihydraten, die aus der abgaswaesche von steinkohlenkraftwerken gewonnen werden

Info

Publication number: DE2826769A1
Application number: DE19782826769
Authority: DE
Inventors: Nikolaus Knauf; Franz Dipl Chem Dr Wirsching
Original assignee: Gebr Knauf Westdeutsche Gipswerke
Current assignee: Knauf Gips KG
Priority date: 1978-06-19
Filing date: 1978-06-19
Publication date: 1979-12-20
Also published as: DE2826769C2

Description

Verfahren zur Herstellung von Baugips aus Calciussulfat-
Dihydraten, die aus der Abgaswäsche von Steinkohlenkraftwerken gewonnen werden" Steinkohlenkraftwerke und andere Feuerungen ilt einer Feuerungswärmeleistung von über 4 Terajoule pro Stunde (TJ/h) entsprechend einer Kraftwerkleistung von ca.
420 Megawatt (MW) müssen aus Gründen des Umweltschutzes iit einer Rauchgasentschwefelung zur Entfernung von Schwefeldioxid aus den Rauchgasen ausgerustet werden. Hierfür sind geeignete Naß- und Trockenverfahren bekannt.
In einer Verfahrensgruppe der zahlreichen Naß-Verfahren zur Abgaswäsche wird Schwefeldioxid mit einer Absorptionslösung herausgewaschen und nach Oxidation als Calciumsulfat-Dihydrat niedergeschlagen.
Viele Rauchgasentschwefelungs-Verfahren zur Abgaswäsche arbeiten heute nach dies ei Prinzip und erzeugen Calciumsulfat-Dihydrat (=Rauchgasgips), weil dieses Produkt in der Bauindistrie verwertet werden kann. Diese sinnvolle Verwertung von Abfallprodukten oder von Nebenprodukten wird heute überall angestrebt, weil dadurch das Deponieren oder die Beseitigung auf Abfallhalden entfällt und ein wichtiger Beitrag zum Umweltschutz geleistet werden kann.
Dieses bei Abgaswäschen aus Steinkohlenkraftwerken oder anderen Feuerungen amfallende Endprodukt Calciumsulfat-Dihydrat fällt als feuchtes, feinteiliges, weißes Pulver mit einem hohen Reinheitsgrad von meist über 95 % an. Es hat im allgemeinen eine Feuchtigkeit von 10 Gew.%. Die Kristallgröße der Calciumsulfat-Dihydratteilchen liegt zwischen 0,01 mm und 0,2 mm iit einem Maximum bei etwa 0,05 ii ind nur wenigen Prozenten über 0,2 mm. Die Teilchenform ist plättchenartig bis stäbcenartig. Damit unterscheidet sich dieses Endprodukt wensentlich von dem Naturprodukt Calciumsulfat-Dihydrat, welches in großen Fels ablagerungen vorkommt und als stückiges, trockenes Gestein von großen Abmessungen zerkleinert und schließlich auf die verwendungsfähige Teilchengröße vermahlen werden muß.
Ein Hauptprodukt in der Anwendung von Calciumsulfaten in der Gipsindustrie ist der Baugipe, speziell der Putzgips und der Maschinenputzgips. Der Maschinenputzgips ist ein mit chemischen Zusötzen fabrikmäßig meist aus Putzgips hergestellter Baugips, der sich zur Verarbeitung nit Putzmaschinen eignet. Vom Calciumsulfat her bestehen sowohl dert Putzgips als auch der Maschinenputzgips aus etwa 1/3 bis 2/3 Gewichtsteile hochgebrannter Gips (erbrannter Anhydrit II) und 2/3 bis 1/3 Gewichtsteile ß-Halbhydratgips. Eine Haupteigenschaft des Maschinenputzgipses ist neben einer verlängerten Abbindezeit, einem guten Wasserrückhaltevermögen und einer guten Verarbeitbarkeit, sein spezieller Kornaufbau, der zwischen 0 und 1,2 liegt, wobei die Fraktion unter 0,2 an etwa 50 bis 70 Gew.% beträgt und die Fraktion von 0,2 mm bis 1,2 mm etwa 30 bis 50 Gew.%. Dieser spezielle Kornaubau iit einen erheblichen Anteil der Fraktion von 0,2 r bis 1,2 mm ist auch für den Putzgips charakteristisch. Er ist notwendig für die Verarbeitbarkeit dieser Gipse zu einem puren, einlagigen Gipsputz sowohl mit der Maschine (Maschinenputzgips) als auch von Hand (Putzgips). Dieser Kernanteil über 0,2 mm muß vor allen Dingen beim Anmachen mit Wasser und während der Verarbeitung stabil sein und erkalten bleiben. Bin Putzgips oder ein Maschinenputzgips nach DIN 1168, dem diese Kornfraktion fehlt, kann pur weder mit Putzmaschinen noch von Hand zu einem einlagigen Gipsputz verarbeitet werden. Aus diesem Grunde ist ein Gips aus Rauchgasentschwefelungsanlagen nicht zur Herstellung von Putzgips oder von Maschinenputzgips geeignet, weil ihn die für eine pure einlagige Hand- oder Maschinenverarbeitung wichtige Kornfraktion 0,2 mm bis 1,2 ii fehlt.
Aus diesen Gründen sind bereits Versuche unternommen worden, Rauchgasgips durch Kornvergrößerung für die Herstellung von Putzgips oder Maschinenputzgips geeignet zu machen.
Bin solches Verfahren ist beispielsweise aus der DE-AS 11 69 355 oder aus der US-PS 2 412 170 bekannt Hierbei wird ein feinteiliges Calciumsulfat-Dihydrat durch Brennen partiell oder ganz dehydratisiert und abschließend unter Wasserzugabe pelletisiert. Die Pellets erhärten durch Abbinden und haben eine Größe von z.B. 10 bis 20 na #; sie sind nach den Abbinden hart und können vor oder nach du Brennen auf den gewünschten Kornaufbau für einen Putzgips oder Maschinenputzgips vermahlen werden. Dieses Verfahren kann für die Verarbeitung von Rauchgasgips angewendet werden, sein wesentlicher Nachteil sind die erheblichen Aufwendungen an Energie.
Ein weiteres Verfahren zur Kornvergrößerung von feinteiligem Rauchgasgips ist das Kompaktieren von Rauchgasgips-Dihydrat mittels Walzenpressen. Dieses Verfahren ist in der deutschen Patentanmeldung P 26 58 915.1-41 vorgeschlagen. Danach wird das Calciumsulfat-Dihydrat nit eines Gehalt an freies Wasser von>O bis 4 Gew.% unter einen hohen anpreßdruck von 1 bis 5 Mp pro cm zu stückigem Gut verpreßt.
Das stückige Gut aus kompaktiertem Rauchgasgips unterscheidet sich in seines inneren Verband wesentlich von du aus pelletisiertem Rauchgasgips. Während der Verband der einzelnen Teilchen im pelletisierten Rauchgasgips sehr fest ist und durch das Abbinden des dehydratisierten Gipses bewirkt wird, beruht der Zusammenhalt der einzelnen Teilchen des Ausgangsmaterials in konpaktierten Rauchgasgips lediglich auf der durch das Verpressen bewirkten innigen Berührung der Oberflächen der einzelnen Teilchen des Ausgangsmaterials, wobei diese kompaktierten Stücke eine vergleichsweise nur geringe Festigkeit haben und auch in gebrannten Zustand leichter zerfallen.
Wird beispielsweise ein kompaktierter Rauchgasgips bei Temperaturen zwischen 120 bis 180°C zu ß-Calciumsulfat-Halbhydrat gebrannt, so zerfällt dieses Produkt spontan bei Kontakt nit Wasser in zahlreiche kleinste Einzelteilchen. Nach den Brennen zu ß-Calciunsulfat-Halbhydrat ist der kompaktierte Rauchgasgips zwar so fest, daß ein Zerkleinern in herkömmlichen Mahlaggregaten, wie Hammer- oder Schlagkreuzmühlen, auf einen Kornaufbau nit z.B. 30 bis 70 Gew.% einer Fraktion zwischen 0,2 na und 1,2 na möglich ist, aber auch die Teilchen dieser Mahlprodukte zerfallen bein Kontakt nit Wasser spontan. Eine Kornvergrößerung zur Herstellung von Putzgips oder Maschinenputzgips kann auf diesen Wege nicht erreicht werden.
Hieraus ergab sich die Aufgabe, Rauchgasgips iit einfachen Maßnahmen und Mitteln in ein Abbindefähiges Calciumsulfat überzuführen, das als Putzgips oder als Maschinenputzgips verarbeitet werden kann.
Es wurde ein Verfahren zur Herstellung von Putzgips und von Maschinenputzgips aus Calciumsulfat-Dihydraten, die aus der Abgaswäsche von Steinkohlenkraftwerken gewonnen und konpaktiert werden, gefunden. Danach wird kompaktierter Rauchgasgips bei Temperaturen von 400 bis 700°C zu Anhydrit II gebrannt und anschließend auf eine Körnung vermahlen, die zwischen 0 und 1,2 mm liegt, worauf dieses Produkt mit 20 bis 80 Gew.% ß-Calciumsulfat-Halbhydrat vermischt wird.
Besonders vorteilhaft wird der erbrannte Anhydrit II auf eine Körnung vermahlen, die zu 30 bis 70 Gew.% aus Teilchen nit einen Durchmesser von 0,2 bis 1,2 in besteht und anschließend mit 33 bis 66 Gew.% ß-Calciumsulfat-Halbhydrat vermischt wird.
Die Erfindung basiert auf der Feststellung, daß die Teilchen eines Produkts, das durch Brennen von kompaktiertem Rauchgasgips bei Temperaturen von 400 bis 7000C erhalten worden ist, in Kontakt nit Wasser nicht zerfallen und auch bei der Verarbeitung als purer einlagiger Hand- oder Maschinenputz stabil bleiben.
Wird ein solcher konpaktierter und zu Anhydrit II erbrannter Rauchgasgips auf herkömmlichen Mahlaggregaten auf eine Körnung vermahlen, die beispielsweise zu 30 bis 70 Gew.% aus Teilchen nit einer Korngröße von 0,2 bis 1,2 in besteht und deren Korngrößen insgesamt zwischen >0 und 1,2 mm liegen, so ist festzustellen, daß auch die durch die Vermahlung erhaltenen Teilchen beim Kontakt nit Wasser stabil bleiben.
Ein so behandelter Rauchgasgips ist deshalb überraschenderweise zur Herstellung von Putzgips oder von Maschinenputzgips geeignet, da diese durch Vermahlung erhaltenen Teilchen auch bei der Verarbeitung als purer einlagiger Hand- oder Maschinenputz erhalten bleiben und stabil bleiben.
Das erfindungsgemäß aus kompaktiertem Rauchgasgips durch brennen zu Anhydrit II und anschließender Vermahlung erzeugte Produkt liegt demnach nit seinen Gehalt an Teilchen von 30 bis 70 Gew.% nit einen Durchmesser von 0,2 bis 1,2 mm in dem Bereich der abbindefähigen Calciumsulfate, die tlr die Erzeugung und Verwendung als Putzgips oder von Maschinenputzgips geeignet sind. Da die einzelnen Teilchen eines erfindungsgemäß erzeugten Produkt im Kontakt mit Wasser keinen spontanen Zerfall erleiden und bei der Verarbeitung als purer einlsgiger Putzgips oder Maschinenputzgips stabil bleiben, erfüllen die erfindungsgemäß hergestellten Produkte überraschender- weise sämtliche Voraussetzungen, die an einen guten Putzgips und einen guten Maschinenputzgips zu stellen sind.
Das Verfahren der Konpaktierung, wie es in der deutschen Patentanmeldung P 26 58 915.1-41 vorgeschlagen ist, kann für die Herstellung der erfindungsgemäß einzusetzenden kompaktierter Rauchgasgipse angewendet werden. Danach wird das Calciumsulfat-Dihydrat mit einem Gehalt an freiem Wasser von bis zu 4 Gew.% bei Tenperaturen bis zu 600C unter einen Anpreßdruck von 1 bis 5 Mp pro cm Walzenbreite mittels Walzenpressen zu Briketts oder Schülpen verpresst. Das Brennen des konpaktierten Rauchgasgipses kann in jeden herkömmlichen Brennaggregat erfolgen, das zur Dehydratisierung von Gips zu Anhydrit 11 eingesetzt werden kann, wie beispielsweise das Rostband oder der Gegenstromdrehofen. Das aus den Brenna6gregat abgezogene Brennprodukt, welches zu Anhydrit II gebrannt ist, wird schließlich in einer Mühle, wie beispielsweise einer Hammer-, Stift- oder Schlagkreuzmühle, auf die gewünschte Korngroße zerkleinert und anschließend zur Erzeugung von Putzgips oder Mascllinenputzgips nit 20 bis 80 Gew.% - bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung -an ß-Calciumsulfat-Halbhydrat vermischt.
Mit den Verfahren der Erfindung kann der aus Rauchgasentschwefelungs-Anlagen anfallende Rauchgasgips nach seiner Kompaktierung mit einfachen und technisch wenig aufwendigen Maßnahmen in das technisch wertvolle Produkt Putzgips oder Maschinenput;zgips tlbergefuijrt werden. An folgenden Beispielen wird die Erfindung erläutert: Beispiel 1 Kompaktierter Rauchgasgips mit einem mitteleren Korndurchmesser von 10 na bis 30 mm und einen Reinheitsgrad von 97,9 Gew.% als Calciumsulfat-Dihydrat wird in einem Versuchskocher bei 160°C zu ß-Halbhydrat mit einem Kristallwasser von 5,73 Gew.% gebrannt, wobei Korngröße und Kornform erhalten bleiben. Trägt nan dieses Produkt in Wasser ein, zerfällt es spontan in Einzelteilchen mit einer Kornverteilung von 99,9 Gew.% und 0,063 na.
Beispiel 2 Der in Beispiel 1 spezifizierte, kompaktierte und zu D-llalbhydrat gebrannte Rauchgasgips wird auf einer Schlagkrouzmühle mit 5 mm-Siebeinsatz auf eine Kornverteilung mit 50,6 Gew.% einer Fraktion zwischen 0,2 mm und 1s2 mi vermahlen. Beim Kontakt nit Wasser zerfällt dieses Mahlgut im Einzelteilchen mit einer Kornverteilung von 99,9 Gew.% unter 0,063 na.

Tabelle 1: Konrverteilung von kompaktiertem und zu ß-Halbhydrat gebranntem Rauchgasgips

feinteili- kompaktier- ß-Halb- ß-Halb- ß-Halb- ß-Halbhy-

ger Rauch- ter Rauch- hydrat hydrat hydrat drat ge-

gasgips gasgips unge- unge- ge- mahlenin

mahlen mahlen mahlen wasser

i.wasser

Reinheitsgrad % 97,9 97,9 n.b. n.b. n.b. n.b.

(Kristallwasser) (20,48) (20,48) (5,73) (5,73) (5,73) (5,73)

Kornfraktion %

10 bis 30 mm 0 100 100 0 0 0

über 1,2 mm 0 100 100 0 0 0

0,2 bis 1,2 mm 0 0 0 0 50,6 0

0,063 bis 0,2 mm 1,4 0 0 0,1 15,4 0,1

unter 0,063 mm 98,6 0 0 99,9 34,0 99,9

Beispiel 1 Kompaktierter Rauchgasgips mit einem mittleren Konrdurchnasser von 10 na bis 30 u.und einen Reinheitsgrad von 97,9 Gew.% als Calciumsulfat-Dihydrat wird auf einem Rostband bei 500°C zu Anhydrit II mit einem Kristallwasser von 1,27 Gew.% gebrannt, wobei Korngröße und Kornform erhalten bleiben. Bein Eintragen dieses Produkts in Wasser zerfallen die einzelnen Körner nicht, sondern bleiben in ihrer Form stabil.

Beispiel 4 D.r in Beispiel 3 spezifizierte, kompaktierte und zu Anhydrit II gebrannte Rauchgasgips wird auf einer Schlagkreuzmühle mit 5mm-Siebeinsatz auf eine Kornverteilung mit 39,2 Gew.% einer Fraktion zwischen 0,2 mm und 1,2 mm vermahlen. Im Kontakt mit Wasser zerfallen die Körner dieses Mahlguts nicht, sondern bleiben in ihrer Form stabil.

Tabelle 2: Kornverteilung von kompaktiertem und zu Anhydrit II erbranntem Rauchgasgips

feinteili- kompaktier- erbrannter erbrannter erbrannter erbrannter

ger Rauch- ter Rauch- Anhydrit Anhydrit Anhydrit Anhydrit

gasgips gasgips II II II II

ungemahlen ungemahlen gemahlen gemahlen

in Wasser in Wasser

Reinheitsgrad % 97,9 97,9 n.b. n.b. n.b. n.b.

(Kristallwasser) (20,48) (20,48) (1,27) (1,27) (1,27) (1,27)

Kronfraktion %

10 bis 30 mm 0 100 100 100 0 0

über 1,2 0 100 100 100 0 0

0,2 bis 1,2 mm 0 0 0 0 39,2 37,5

0,063 bis 0,2 mm 1,4 0 0 0 17,3 15,9

unter 0,063 mm 98,6 0 0 0 43,5 46,6

Claims

Patent ansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von Baugips aus Calciunsulfat-Dihydraten, die aus der Abgaswäsche von Steinkohlenkraftwerken gewonnen und kompaktiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß kompaktierter Rauchgasgips bei Temperaturen von 400 bis 7000C zu Anhydrit II gebrannt und anschließend auf eine Körnung vermahlen wird, die zwischen>0 und 1,2 nn liegt, worauf dieses Produkt mit 20 bis 80 Gew.% an ß-Calciussulfat-Halbhydrat vermischt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anhydrit II auf eine Körnung vermahlen wird, die zu 30 bis 70 Gew.% aus reilchen nit einem Durchmesser von 0,2 bis 1,2 mm besteht, worauf dieses Produkt nit 33 bis 66 Gew.% ß-Calciumsulfat-Halbhydrat vermischt wird.