DE2908266B1 - Verfahren zur Herstellung eines Calciumsulfat-Halbhydrat-Dihydratgemisches aus feinteiligem synthetischen Calciumsulfat-Halbhydrat - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Calciumsulfat-Halbhydrat-Dihydratgemisches aus feinteiligem synthetischen Calciumsulfat-Halbhydrat

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DE2908266B1 DE19792908266 DE2908266A DE2908266B1 DE 2908266 B1 DE2908266 B1 DE 2908266B1 DE 19792908266 DE19792908266 DE 19792908266 DE 2908266 A DE2908266 A DE 2908266A DE 2908266 B1 DE2908266 B1 DE 2908266B1
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines homogenen Gemisches von Calciumsulfat-Halb- eo hydrat und Calciumsulfat-Dihydrat in Form kompaktierter Teile aus feinteiligem synthetischen Calciumsulfat-Halbhydrat, bei dem das Halbhydrat auf einen bestimmten freien Wassergehalt gebracht wird, diese Mischung ohne Zusatz von Bindemittel zu stückiger Form kompaktiert wird und nach dem Kompaktieren zur Härtung gelagert wird und die Stücke zerkleinert werden.
Feuchtes, feinteiliges, synthetisches Calciumsulfat-Halbhydrat fällt als feuchter Filterkuchen mit 10 bis 30% freiem Wasser z. B. bei der Phosphorsäureproduktion nach dem Hemihydratverfahren oder nach dem Dihydrat-Hemihydratverfahren an.. Außerdem kann feinteiliges synthetisches Calciumsuifat-Haibhydrat durch Calcinieren von synthetischem Calciumsulfat-Dihydrat erhalten werden. Es kann aber wegen seiner stark schwankenden Äbbindezeit in der anfallenden Form nicht verwendet werden.
Es ist ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt (DE-OS 2658 915), bei welchem trockenes Calciumsulfat-Halbhydrat auf einen bestimmten freien Wassergehalt gebracht wird, diese Mischung ohne Zusatz von Bindemittel durch Pressen zu stückiger Form kompaktiert wird und nach dem Kompaktieren zur Härtung gelagert wird sowie die kompaktierten Stücke zerkleinert werden. Bei diesem Verfahren ist aber eine Kristallwasseraufnahme bzw. Dihydratbildung nicht beabsichtigt und kann nur erfolgen, wenn die Mischung alkalisch reagiert Der freie Wassergehalt soll 0 bis 4% betragen, und die Lagerung erfolgt, um ein Verdunsten des Wassers zu ermöglichen. Die kompaktierten Stücke werden gebrochen, um Stücke gleichmäßiger Größe zu erhalten. Dieses Gemisch in Form verdichteter Teile ist jedoch nicht dazu gedacht oder geeignet, als hydraulisch abbindendes Material, z. B. für Ausbauzwecke im Bergbau, verwendet zu werden. Eine Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem ein hydraulisch bzw. unter Wasserzusatz abbindendes körniges Halbhydrat-Dihydrat-Gemiseh herstellbar ist, das bei verbesserter Festigkeit ohne Staubentwicklung trocken pneumatisch förderbar und verblasbar ist und eine kurze Ansteifzeit aufweist
Aus der Zeitschrift »Glückauf«, 114 (1978), Nr. 7, ist ein zu lOO°/o aus feinteiligem bzw. pulverförmigem synthetischem Anhydrit bestehendes, unter Wasserzusatz abbindendes Material bekannt, welches für Ausbauzwecke im Bergbau folgende Nachteile aufweist: Die Festigkeit, insbesondere die Frühfestigkeit ist gering; es sind beim Hirrterfüllen bzw. beim Verfüllen aufwendige Verschlage notwendig; die Ansteifzeit ist zu lange; der Wasserfeststoffwert ist zu hoch; bei pneumatischer Förderung bzw. beim trockenen Verblasen tritt eine unerwünschte Staubentwicklung auf. Eine Anwendung eines getrockneten pulverförmigen synthetischen Calciumsulfat-Halbhydrats würde dieselben Nachteile besitzen. Es stellt sich also die Aufgabe, ein auf feinteiligem synthetischen Calciumsulfat-Halbhydrat basierendes Material zu schaffen, das im Bergbau ohne unerwünschte Staubentwicklung pneumatisch förderbar oder trocken verblasbar ist, ohne aufwendige Verschlage zu Ausbauzwecken verwendbar ist, eine kurze Ansteifzeit und ein verbessertes Festigkeitsverhalten besitzt.
Es ist auch bekannt (DE-PS 12 97 563), zur Herstel lung von Strebstreckenbegleitdämmen und Ausbaupfeilern im Grubenbetrieb körnigen Anhydrit mit einer Korngröße von 0 bis 6 mm und einem Kornanteil von mindestens 30% unter 0,2 mm einzusetzen. Er kann in diesem Zustand ohne Zuschlagstoffe trocken verblasen und/oder pneumatisch gefördert werden. Für diese Anwendung werden heute große Mengen von natürlichem Anhydrit verwendet Dieser natürliche Anhydrit kommt in großen Ablagerungen in der Natur vor und wird dort abgebaut und auf geeigneten Mühlen auf die für den Einsatz im Grubenbetrieb erforderliche
Korngrößenzusammensetzung vermählen.
Es ist weiterhin bekannt (DE-AS 2216 039), für Ausbauzwecke im Bergbau ein hydraulisch abbindendes Material zu verwenden, das aus Naturanhydrit mit einem Kornanteil bis 30% unter 0,2 mm besteht, wobei der Naturanhydrit eine Körnung bis zu 25 mm als obere Korngrenze, weniger als 5 Gew.-% unter 0,06 mm und einen Anteil von Calciumsulfat-Halbhydrat von etwa 0,5 bis 10 Gew.-%, auf die Gesamtmenge bezogen, aufweist Diese Materialien weisen zwar die vorher erwähnten erwünschten Eigenschaften auf, basieren aber auf natürlichem Anhydrit und nicht auf zu 100% aus feinteiligem synthetischem Calciumsulfat-Halbhydrat bestehenden Material; auch ist das pneumatische Fördern oder trockene Verblasen dieser Materialien mit einem recht hohen Verschleiß verbunden, da diese Materialien aus Gestein relativ großer Härte gewonnen werden.
Die Erfindung löst nun die weiter oben angegebene Aufgabe durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das als Filterkuchen mit 10 bis 30% freiem Wasser anfallende Calciumsulfat-Halbhydrat getrocknet und dann durch Zugabe von 1 bis 4 Gew.-% Kalk alkalisch gestellt wird, ein freier Wassergehalt von 2,0 bis 4,5 Gew.-% eingestellt wird, kompaktiert wird und dann eine Lagerung, zweckmäßig eine Feuchtlagerung von mindestens 5 Stunden, erfolgt, nach der Lagerung auf eine Körnung von 0 bis 16 mm gemahlen wird und folgende Kornverteilung eingestellt wird: 10 bis 40% unter 0,2 mm, 20 bis 45% von 0,2 bis 1 mm, 15 bis 40% von 1 bis 3,15 mm und 5 bis 30% von 3,15 bis maximal 16 mm; derart, daß ein homogenes körniges Halbhydrat-Dihydrat-Gemisch von 68 bis 90 Gew.-% Calciumsulfat-Halbhydrat und 5 bis 25 Gew.-% Calciumsulfat-Dihydrat und mit einer Ansteifzeit kleiner als 12 min anfällt. In gleicher Weise kann ein feinteiliges synthetisches Calciumsulfat-Halbhydrat verwendet werden, das beim Calcinieren von synthetischem Calciumsulfat-Dmydrat erhalten wird.
Die Gew.-% Kalk beziehen sich auf das getrocknete Calciumsulfat-Halbhydrat Die Gew.-% Wasser beziehen sich auf das alkalisch gestellte Halbhydrat, wobei der Wassergehalt durch Zugeben von Wasser eingestellt wird. Die Lagerung erfolgt bei Raumtemperatur in geeigneter Weise, um jedes Verdunsten des Wassers zu vermeiden und sicherzustellen, daß das zugesetzte Wasser der Bildung von Dihydrat dient. Auch das Pressen bzw. Kompaktieren erfolgt bei normaler Raumtemperatur. Es ist möglich, die angegebene Kornverteilung durch einen einzigen Mahlvorgang herzustellen oder durch Mahlen, Sichten und Mischen herzustellen. Durch die alkalische Einstellung wird erreicht, daß die für ein optimales Kompaktieren erforderliche, relativ geringe Wassermenge von 2,0 bis 4,5 Gew.-% nahezu vollständig in Kristallwasser umgesetzt wird und nicht zu einem beachtlichen Teil während der Lagerung verdunstet. Zweckmäßig wird deshalb feucht gelagert. Somit ergibt sich nach der Lagerungszeit von mindestens 5 Stunden ein Gehalt von ca. 5 bis 25 Gew.-% Calciumsulfat-Dihydrat in dem nach dem Kompaktieren anfallenden stückigen Material. Dieses Material besitzt dann nach der Lagerung die Härte, die erforderlich ist, um für die gewünschte Kornverteilung den erforderlichen Feinkornanteil und den erforderlichen Grobkornanteil sicher zu ermahlen. Der durch den Zusatz des Kalks erreichte Anteil an Calciumsulfat-Dihydrat ergibt auch eine kurze Ansteifzeit bei der Verarbeitung des körnigen Halbhydrat-Dihydrat-Gemisches, das aufgrund seiner Kornverteilung trocken verblasbar und/oder pneumatisch förderbar ist. Die Dauer der Lagerung ist so abgestimmt, daß der gewünschte Gehalt an Calciumsulfat-Dihydrat allein aufgrund des für das Kompaktieren optimalen Wassergehaltes erreicht ist
Es können alle feuchten feinteiligen, als Filterkuchen bei den genannten Phosphorsäureprozessen anfailenden Calciumsulfat-Halbhydrate verwendet werden, wenn sie nach dem Anfallen sogleich getrocknet werden, ohne daß dabei bereits eine Hydratisierung erfolgt ist, anschließend alkalisch eingestellt werden mit 1 bis 4 Gew.-% Kalk und dann mit einem freien Wasserzusatz von 2,0 bis 4,5% versetzt werden. Nach dem Wasserzusatz wird sofort kompaktiert und anschließend mindestens 5 Stunden, vorzugsweise mindestens 7 Stunden, zwischengelagert, damit das für die Kontaktierung zugegebene freie Wasser in Kristallwasser umgewandelt wird. Durch die Zwischenlagerung von mindestens 5 Stunden und die dabei erfolgte Dihydratbildung steigt die Härte des kompaktierten Halbhydrats so stark an, daß das kompaktierte Halbhydrat mit geeigneten Mühlen auf eine Körnung von 0 bis maximal 16 mm vermählen werden kann. Die gewünschte Körnung hängt von dem jeweils ganz spezifischen Anwendungszweck ab. jedoch ist für fast alle Anwendungszwecke eine Körnung von 0 bis 16 mm ausreichend. Ebenso können alle feinteiligen syntheti-
■w sehen Calciumsulfat-Halbhydrate verwendet werden, die beim Calcinieren von synthetischen Calciumsulfat-Dihydraten erhalten werden.
Werden die 5 bis 25 Gew.-% Calciumsulfat-Dihydrat des erfindungsgemäßen Halbhydrat-Dihydrat-Gemi-
& sches unterschritten, dann liegt weder eine ausreichend kurze Ansteifzeit noch ein ausreichend schneller Festigkeitsanstieg vor. Wird der angegebene Dihydrat-Gehalt überschritten, so kann zwar die Ansteifzeit brauchbar sein, ist jedoch der Festigkeitsanstieg unzureichend. Die Mindestdauer der Lagerung ergibt sich aus der Forderung, daß alles Wasser zur Bildung von Dihydrat verbraucht werden soll und möglichst unmittelbar nach der Lagerung gemahlen werden soll.
Die Möglichkeit der Herstellung des erfindungsgemä-Ben körnigen Halbhydrat-Dihydrat-Gemisches mit den vorgenannten Eigenschaften ist überraschend. Es wird dabei eine vollständige Rehydratisierung, wie z.B. gemäß DE-AS 2146 777 beschrieben, mit einem anschließenden Brennvorgang umgangen. Damit wird
die Herstellung des erfindungsgemäßen Halbhydrat-Dihydrat-Gemisches sehr wirtschaftlich. Erfindungsgemäßes körniges Halbhydrat-Dihydrat-Gemisch besteht z. B. nach der Phasenanalyse aus durchschnittlich 5 bis 25% Calciumsulfat-Dihydrat und 72 bis 90% Calcium-
1^ sulfat-Halbhydrat. Die Herstellung eines solchen Gemisches wurde bisher nicht beschrieben und ein solches Gemisch wurde auch bisher nirgendwo verwendet, weil es wegen der hohen Dihydratmengen sehr kurze Ansteifzeiten hat.
Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn das homogene körnige Halbhydrat-Dihydrat-Gemisch im Kohlebergbau verwendet wird, insbesondere zur Errichtung von Strebstreckenbegleitdämmen und zum Pfeilerbau unter pneumatischer Einbringung und/oder Förderung sowie zum Hinterfüllen und/oder Anspritzen und Konsolidieren.
Das erfindungsgemäße körnige Halbhydrat-Dihydrat-Gemisch mit z. B. einer Kornzusammensetzung
von mindestens 30% unter 0,2 mm und mit Grobkorn bis z. B. 8 mm ist im Bergbau in Grubenbetrieben zur Hersteilung von Strebstreckenbegleitdämmen und Ausbaupfeilern verwendbar. Wählt man bei der Vermahlung eine andere Kornverteilung, z.B. eine kleinere von 0 bis 5 mm Körnung, so ist das körnige Gemisch auch zum Hinterfüllen oder auch zum Anspritzen und Konsolidieren verwendbar. Die Härte und Dichte des erfindungsgemäßen körnigen Halbhydrat-Dihydrat-Gemisches ist geringer als die von körnigem Naturanhydrit, so daß der Verschleiß beim pneumatischen Fördern bzw. trockenen Verblasen des erfindungsgemäßen Halbhydrat-Dihydrat-Gemisches verringert ist.
Das erfindungsgemäße körnige Gemisch ist für die genannten Zwecke ohne weiteres einsetzbar, da seine Eigenschaften in folgenden Punkten liegen: Das körnige Gemisch ist ohne grobkörnige Zuschlagstoffe trocken verblasbar und hat wenig Abrieb. Sind Zusätze zur Regulierung der Ansteifzeit notwendig, so können diese pulverförmig oder gelöst im Anmachwasser zudosiert werden. Dieses Halbhydrat-Dihydrat-Gemisch ist nach dem Verblasen an der Austrittstelle unter Zusatz von Wasser zu einem Pfeiler schichtbar oder zum Hinterfüllen oder Anspritzen geeignet. Es wird nur ein geringer Wasserfeststoffwert benötigt, der etwa bei 0,1 bis 0,2 liegt. Durch den Grobkornanteil bzw. die Kornverteilung ist der Anmachwasserbedarf herabgesetzt. Die Ansteifzeit ist kurz, und es wird eine hohe Frühfestigkeit und eine hohe Endfestigkeit erreicht. Im Pfeilerbau kann ohne Verschlag gearbeitet werden. Damit sind die wichtigsten Eigenschaften für den Einsatz im Grubenbetrieb gegeben, so daß auf diese Art und Weise aus feinteiligem synthetischem Calciumsulfat-Halbhydrat körniges Material pur ohne Zuschlagstoffe und mit einfacher Rezeptur für einen Hauptanwendungsbereich verwendbar gemacht ist.
Insbesondere zusammen mit der Anwendung im Kohlebergbau oder ähnlichen Anwendungen ist es sinnvoll, das erfindungsgemäße körnige Halbhydrat-Dihydrat-Gemisch herzustellen. Bei der Anwendung eines solchen Gemisches im Kohlebergbau, wie oben beschrieben, erfolgt jedoch eine pneumatische Förderung des trockenen Gemisches bis zur Verwendungsstelle. Dort wird es mit Wasser benetzt und zu einem Damm oder sonstigen Körper aufgeschichtet oder angespritzt. Für diesen Anwendungsfall hat ein solches Gemisch die richtigen Eigenschaften. Gemäß den vorstehenden Ausführungen wird damit ein erheblicher technischer Fortschritt erzielt, da hiermit die Verwendung von feinteiligem synthetischem Calciumsulfat-Halbhydrat ermöglicht wird, was bisher für diesen Zweck nicht möglich war.
Als Ausgangsprodukt dient z. B. das bei Phosphorsäureverfahren nach dem Hemihydratprozeß oder nach dem Dihydrat-Hemihydratprozeß als feuchter Filterkuchen mit 10 bis 30% freiem Wasser anfallende Calciumsulfat-Halbhydrat. Der feuchte Filterkuchen, der von saurer Reaktion ist, wird sofort nach dem Abwurf vom Filter getrocknet, z. B. in Stromtrocknern oder Drehofen.
Es liegt dann trockenes feinteiliges Calciumsulfat-Halbhydrat vor. Dieses kann wegen stark schwankender Abbindezeiten und Rehydrationsstörungen nicht verwendet werden. Nach alkalischer Einstellung dieses Pulvers durch Zugabe von Kalk (Ca(OH)2) kann es für diesen beschriebenen Zweck aufgearbeitet und verwendet werden. Als Ausgangsprodukt kann auch ein feinteiliges synthetisches Calciumsulfat-Halbhydrat dienen, das beim Calcinieren von synthetischem Calciumsulf at-Dihydrat erhalten wird.
Aufgrund der Erfindung können also große Mengen von Abfallstoffen, wie sie heute in der chemischen Industrie anfallen, wieder in den Produktionsprozeß zurückgeführt werden. Ein solches Recycling ist ein wichtiger Beitrag zur Lösung der vielen Umweltprobleme, da hierdurch die Ablagerung dieser Materialien auf
ίο Deponien, auf Halden oder in Flüssen und Gewässern vermeidbar wird.
Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn das erfindungsgemäße Halbhydrat-Dihydrat-Gemisch 10 bis 20 Gew-% Caleiumsulfat-Dihydrat aufweist, wenn die Ansteifzeit kleiner als 10 min ist und/oder die maximale Korngröße des Halbhydrat-Dihydrat-Gemisches 8 mm ist. Hierbei ist das Material optimal auf den Hauptverwendungszweck, nämlich auf den Damm- und Pfeilerbau abgestellt.
Es ist unbedingt notwendig, daß das sauer reagierende Calciumsulfat-Halbhydrat nach Trocknung alkalisch eingestellt wird, damit das zugegebene Wasser schnell als Kristallwasser aufgenommen wird, was eine Härtung bewirkt und eine ausreichend kurze Lagerdauer ermöglicht.
Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es sodann, wenn der Wassergehalt des Halbhydrats vor dem Kontaktieren auf 3 bis 4 Gew.-% eingestellt wird. Hierbei sind gewünschter Anteil an Dihydrat, Kompak-
JO tierfähigkeit des feinteiligen alkalisch eingestellten Halbhydrats und Lagerungszeit optimal aufeinander abgestimmt.
Beispiel 1
Feinteiliges, synthetisches Caiciumsulfat-Halbhydrat fällt als feuchter sauer reagierender Filterkuchen nach dem Dihydrat-Hemihydrat-Phosphorsäureverfahren mit 10 bis 30% freiem Wasser an. Es wird sofort nach dem Abwurf vom Filter mit einem Stromtrockner getrocknet und das sauer reagierende feinteilige, trockene Calciumsulfat-Halbhydrat mit 3,5 Gew.-% Kalk (Ca(OH)2) vermischt und somit alkalisch eingestellt. Dieses trockene Pulver hat eine Korngrößenverteilung von durchschnittlich 0,1 Gew.-% größer als 0,2 mm und von 99 Gew.-% kleiner als 0,1 mm und ein Kristallwasser von 5,9 Gew.-%. Dieses Ausgangsmaterial wird mit 4 Gew.-% Wasser homogen vermischt und anschließend auf einer Walzenpresse zu stückigem Calciumsulfat-Halbhydrat verpreßt. Das stückige Calciumsulfat-Halbhydrat fällt in Stücken mit durchschnittlich 20 bis 50 mm Größe an. Dieses stückige Calciumsulfat-Halbhydrat wird in diesem Beispiel 7 Stunden zwischengelagert. Danach hat das stückige Calciumsulfat-Halbhydrat weitere 3,8% Kristallwasser aufgenommen, ist sehr hart geworden und hat eine Punktfestigkeit von 8,5 N erreicht. Durch diese Kristallwasseraufnahme ist dieses stückige Calciumsulfat-Halbhydrat zu einem Halbhydrat-Dihydrat-Gemisch geworden und besteht aus ca. 70 Gew.-% Halbhydrat, 24 Gew.-% Dihydrat und 6 Gew.-% anderen Stoffen. Der Abrieb dieses Materials liegt bei 0,5 Gew.-% unter 1 mm. Vermahlt man dieses stückige und harte Halbhydrat-Dihydrat-Gemisch auf einer Hammermühle, erhält man ein körniges Halbhydrat-Dihydrat-Gemisch mit einer Korngrößenverteilung von ca. 9 Gew.-% größer als 3,i5 mm, ca. 32 Gew.-% zwischen 1,0 und 3,15 mm, ca. 34 Gew.-% zwischen 0,2 und 1,0 mm und ca. 25 Gew.-% kleiner als 0,2 mm. Wird dieses
7 8
körnige Halbhydrat-Dihydrat-Gemisch mit einem Was- Druckfestigkeit von 11,2 MN/m2, nach 24 Stunden eine
■■>■ ser-Feststoff-Verhältnis von 0,16 angemacht, so steift es Druckfestigkeit von 25,6 MN/m2 und nach 7 Tagen eine
nach 6 Minuten an, erreicht nach 5 Stunden eine Druckfestigkeit von 28,1 MN/m2.
Beispiel 2
Feinteiliges, synthetisches Calciumsulfat-Halbhydrat, dieses stückige Calciumsulfat-Halbhydrat zu einem
hergestellt aus synthetischem Calciumsulfat-Dihydrat Halbhydrat-Dihydrat-Gemiseh geworden und besteht
durch Calcinieren, wird mit 3,0 Gew.-°/o Kalk (Ca(OH)2) aus ca. 79 Gew.-°/o Halbhydrat, 16 Gew.-°/o Dihydrat und
vermischt und somit alkalisch eingestellt. Dieses io 5 Gew.-°/o anderen Stoffen. Der Abrieb dieses Materials
trockene Pulver hat eine Korngrößenverteilung von liegt bei 1,0 Gew.-°/o unter 1 mm. Vermahlt man dieses
durchschnittlich 0,1 Gew.-°/o größer als 0,2 mm und von stückige und harte Halbhydrat-Dihydrat-Gemiseh auf
99,5 Gew.-°/o kleiner als 0,1 mm und ein Kristallwasser einer Hammermühle, erhält man ein körniges Halb'ry-
von 4,1 Gew.-°/o. Dieses Ausgangsmaterial wird mit 4,5 drat-Dihydrat-Gemisch mit einer Korngrößenvertci-
Gew.-°/o Wasser homogen vermischt und anschließend 15 lung von ca. 6 Gew.-% größer als 3,15 mm, ca. 34
auf einer Walzenpresse zu stückigem Calciumsulfat- Gew.-% zwischen 1,0 und 3,15 mm, ca. 31 Gew.-%
Halbhydrat verpreßt. Das stückige Caleiumsulfat-Halb- zwischen 0,2 und 1,0 mm und ca. 29 Gew.-°/o kleiner als
hydrat fällt in Stücken mit durchschnittlich 20 bis 50 mm 0,2 mm. Wird dieses körnige Halbhydrat-Dihydrat-Ge-
Größe an. Dieses stückige Calciumsulfat-Halbhydrat misch mit einem Wasser-Feststoff-Verhältnis von 0,14
wird in diesem Beispiel 5 Stunden zwischengelagert. 20 angemacht, so steift es nach 4 Minuten an, erreicht nach
Danach hat das stückige Calciumsulfat-Halbhydrat 5 Stunden eine Druckfestigkeit von 6,4 MN/m2, nach 24
weitere 4,4 Gew.-°/o Kristallwasser aufgenommen, ist Stunden eine Druckfestigkeit von 23,8 MN/m2 und nach
sehr hart geworden und hat eine Punktfestigkeit von 7 Tagen eine Druckfestigkeit von 26,5 MN/m2.
6,0 N erreicht. Durch diese Kristaliwasseraufnahme ist
Tabelle 1
Eigenschaften von feinteiligem, synthetischem Calciumsulfat-Halbhydrat vor und nach der
erfindungsgemäßen Behandlung
Feinteiliges, synthetisches Calciumsulfat-Halbhydrat aus der
Phosphorsäureproduktion
(Reinheitsgrad 94%)
Korngrößenverteilung von feint., synth. Calciumsulfat-Halbhydrat
vor dem Kompaktieren
Teilchengröße >0,2 mm (%) 0,1
Teilchengröße <0,l mm (%) 99
Zusätze und Bedingungen beim Kompaktieren
Neutralisationszusatz (%) 3,5 Calciumhydroxid
Feuchtigkeitszusatz (%) 4
Spez. Anpreßkraft (kN/cm) 3,4
Eigenschaften von stückigem Calciumsulfat-Halbhydrat nach
dem Kompaktieren und anschließender Zwischenlagerung von
7 Stunden
Stückgröße 20-50 mm (%) 89
Stückgröße <20 mm (%) 11
Punktfestigkeit (N) 8,5
Abrieb kleiner 1 mm (%) 0,5
Kristaliwasseraufnahme (%) 3,8
Wasserbeständigkeit gut
Halbhydrat/Dihydrat-Verhältnis (%) ca. 70 :24
Korngrößenverteilung von körnigem Halbhydrat-Dihydratgemisch nach dem Vermählen
Korngröße >3,15 mm (%) 9
Korngröße zwischen 1,0 und 3,15 mm (%) 32
Korngröße zwischen 0,2 und 1,0 mm (%) 34
Korngröße <0,2 mm (%) 25
Tabelle 2
Ansteifzeit und Druckfestigkeiten von Prüfkörpern aus erfindungsgemäß behandeltem feinteiligem, synthetischem Calcium-Halbhydrat
Prüfkörper aus erfindungsgemäß behandeltem feinteiligem, synthetischem Calciumsulfat-Halbhydrat aus der Phosphorsäureproduktion
(Reinheitsgrad 94%)
Eigenschaften von Prüfkörpern aus erfindungsgemäß behandeltem
feinteiligem, synthetischem Calciumsulfat-Halbhydrat
Wasser-Feststoff-Verhältnis 0,16
Ansteifzeit (min) 6
Druckfestigkeit (MN/m2)
nach 5 Stunden (Frühfestigkeit) 11,2
nach 24 Stunden 25,6
nach 7 Tagen 28,1

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung eines homogenen Gemisches im wesentlichen aus Calciumsulfat-Halb- ; hydrat und Calciumsulfat-Dihydrat, in Form kompaktierter Teile, aus feinteiligem synthetischem Calciumsulfat-Halbhydrat, bei dem das Halbhydrat auf einen bestimmten freien Wassergehalt gebracht wird, diese Mischung ohne Zusatz von Bindemittel zu stückiger Form kompaktiert wird und die Stücke zerkleinert werden, dadurch gekennzeichnet, daß das als Filterkuchen mit 10 bis 30 Gew.-°/o freien Wassers anfallende Calciumsulfat-Halbhydrat im Anfallstadium getrocknet und dann durch Zugabe von 1 bis 4 Gew.-°/o Kalk zur Kristallwasseraufnahme alkalisch gestellt wird, ein freier Wassergehalt von 2,0 bis 4,5 Gew.-°/o eingestellt wird, eine Lagerung zur Dihydratbildung von mindestens 5 Stunden erfolgt, nach der Lagerung auf eine Körnung von 0 bis 16 mm gemahlen wird und folgende Kornverteilung eingestellt wird: 10 bis 40% unter 0,2 mm, 20 bis 45% von 0,2 bis 1 mm, 15 bis 40% von 1 bis 3,15 mm und 5 bis 30% von 3,15 bis maximal 16 mm; derart, daß das homogene körnige Gemisch von 68 bis 90 Gew.-% Calciumsulfat-Halbhydrat und 5 bis 25 Gew.-% Calciumsulfat-Dihydrat und mit einer Ansteifzeit kleiner als 12 min anfällt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als feinteiliges synthetisches Calciumsulfat-Halbhydrat ein Calciumsulfat-Halbhydrat verwendet wird, das beim Calcinieren von synthetischem Calciumsulfat-Dihydrat erhalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch 10 bis 20 Gew.-°/o Calciumsulfat-Dihydrat aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteifzeit kleiner als 10 min ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Korngröße des körnigen Gemisches 8 mm ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassergehalt des Halbhydrats vor dem Kompaktieren 4i auf 3 bis 4 Gew.-% eingestellt wird.
7. Anwendung des gemäß dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellten homogenen körnigen Gemisches im Kohlebergbau, insbesondere zur Errichtung von Strebstreckenbe- r>o gleitdämmen und zum Pfeilerbau unter pneumatischer Einbringung und/oder Förderung sowie zum Hinterfüllen und/oder Anspritzen und Konsolidieren.
DE19792908266 1979-03-02 1979-03-02 Verfahren zur Herstellung eines Calciumsulfat-Halbhydrat-Dihydrat-Gemisches aus feinteiligem synthetischen Calciumsulfat-Halbhydrat Expired DE2908266C2 (de)

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