DE60307659T2

DE60307659T2 - Verfahren zum Stabilisieren eines gebrannten Halbhydratgipses

Info

Publication number: DE60307659T2
Application number: DE60307659T
Authority: DE
Inventors: Jöerg Bold
Original assignee: Lafarge Platres SA
Current assignee: Etex France Building Performance SA
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2023-12-20
Also published as: PT1547984E; KR20050062445A; US7748888B2; EP1547984B1; CN1654399A; PL208851B1; ES2271506T3; ATE336471T1; US7371278B2; US20080135072A1; PL371820A1; KR101160199B1; US20050152827A1; DE60307659D1; EP1547984A1

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung betrifft die Nachbehandlung eines gebrannten Gipsputzes, wobei die Behandlung unter den Begriffen erzwungene Alterung oder Stabilisierung bekannt ist.
Stand der Technik
Gips ist ein Kalziumsulfatdihydrat (DH) mit der Formel CaSO₄·2H₂O. Große Vorkommen von Naturgips stellen Gipsstein oder Gipssand zur Verfügung. Synthetischer Gips stammt aus der Phosphorsäureherstellung und mehr und mehr aus Rauchgasentschwefelung (REA).
Gips oder Gipsputz ist, in diesem Kontext und in der allgemein akzeptierten Terminologie der Technik, teilweise entwässerter Gips mit der Formel CaSO₄·xH₂O, wobei x = 0 bis 0,5, mit dem Potenzial zu einer festen Struktur zu rekristallisieren, wenn er mit einer richtigen Wassermenge gemischt wird.
Brennen bedeutet die Wärmebehandlung eines DH, um einen Teil des chemisch gebundenen Wassers zu entfernen.
Halbhydrat (HH) oder Semihydrat (SH) ist das metastabile Hydrat mit der Formel CaSO₄·1/2H₂O.
Anhydrit III (AIII) ist ein entwässertes HH mit dem Potenzial Wasser oder sogar Dampf reversibel zu absorbieren. Die reversible Aufnahme von Wasser setzt eine beträchtliche Reaktionswärme frei.
Anhydrit II (AII) ist das vollständig entwässerte Produkt. Es wird bei höheren Temperaturen gebildet und ist in Stuckgipsen nicht erwünscht, und daher werden beim Brennen für industrielle Gipse Bedingungen zur Erzeugung von AII soweit wie möglich vermieden.
HH und AIII sind die Produkte, welche aus den ersten Schritten des Brennens resultieren. Ob zuerst AIII oder HH gebildet wird, hängt von der Brenntemperatur und dem Dampfdruck in der Brennumgebung ab.
Allgemein werden Gipse unter trockenen Bedingungen gebrannt, d.h. in heißer Luft oder in einem indirekt erhitzten Brenngefäß. Unter diesen Bedingungen bleiben die Größe und Form des DH-Ursprungspartikels im Wesentlichen dieselben. Somit ist der resultierende Gips porös. Er wird herkömmlich Stuckgips oder Putzgips genannt. Der akzeptierte Fachausdruck ist β-Halbhydrat (β-HH).
Die mögliche Verwendung von Gipsen als ein Bindemittel resultiert aus seiner Fähigkeit, aus einer wässrigen Aufschlämmung eine vollständig neue kristalline Struktur aufzubauen. Dies rührt hauptsächlich aus der sehr großen Differenz der Löslichkeiten von HH und DH (ungefähr 8 g/l im Vergleich zu 2,7 g/l) her. Somit erzeugt ein HH ein ungeheure Übersättigung in Bezug auf DH. Die Übersättigung führt zur Bildung von Keimen, und eine schnelle Rekristallisierung beginnt.
Normalerweise erhöhen Salze ihre Löslichkeit mit der Temperatur. Ca-Sulphat verhält sicht verhältnismäßig unregelmäßig dadurch, dass es seine Löslichkeit verringert. Die Löslichkeitskurven von HH und DH schneiden sich bei ungefähr 100°C. In dem Temperaturbereich zwischen 85 und 100°C sind die Löslichkeitsdifferenzen so klein, dass ein Abbinden praktisch überhaupt nicht beginnt. Bei 75°C ist die Reaktionsgeschwindigkeit immer noch sehr niedrig.
Aufgrund der groben Wärmebehandlung ist die physikalische Mikrostruktur von β-HH unter Spannung und recht instabil. Somit beobachtet man, dass in Kontakt mit flüssigem Wasser ein β-HH teilweise in sehr kleine Partikel zerfallen wird. Jedoch wird durch Absorption von Feuchtigkeit die Spannung verringert, und das Zerfallphänomen klingt ab. Gleichzeitig verringert sich die Auflösgeschwindigkeit in Wasser. Das Phänomen wird „Alterung" („ageing") genannt. Der Begriff ist etwas irreführend, das es sich mehr um einen Effekt der Umgebungsbedingungen (Feuchtigkeit, Temperatur) als der Zeit handelt.
Aufgrund von Alterung hat β-HH die Tendenz, seine Rheologie und Abbindekinetik mit der Zeit dramatisch zu ändern. Die Veränderung der Rheologie wird durch die sich verringernde Neigung von β-HH in sehr kleine Partikel zu zerfallen, wie oben erläutert, verursacht. Die Veränderung der Kinetik hat mit dem „Ausheilen" von kristallinen Defekten (Stellen mit erhöhter Aktivität) in dem gebrannten Produkt zu tun.
Der Startpunkt der sich verändernden Eigenschaften hängt hauptsächlich von der Herkunft des Gipses, der Granulometrie und den Brennbedingungen ab. Es gibt eine weithin akzeptierte Übereinstimmung, dass das Adsorbieren von Wasser der Hauptförderer von Alterung ist. AIII kann so viel Feuchtigkeit aufnehmen, dass es HH wird. Dann setzt sich die Wasseraufnahme überraschend bis ungefähr 8% chemisch gebundenes Wasser fort, was wesentlich über dem theoretischen Wert von HH ist, ohne die Bildung von DH.
Alterung ist ein Problem bei Bau/Wand-Gipsen, wo die Aufbewahrungsbedingungen und die Verzögerung zwischen dem Brennen und der Anwendung in einem weiten Bereich variieren können. Bei der Gipsplattenherstellung ist Alterung ebenfalls ein Problem, wenngleich in einem geringeren Ausmaß.
Gipse, die praktisch ihren endgültigen Alterungszustand erreicht haben, bieten zwei Hauptvorteile:

a) Konstanz und Zuverlässigkeit;
b) Kontrolle der Granulometrie und somit der Rheologie.

Dies hat beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, die folgende Wirkung:

– weniger Gesamtvariation von Produktgüten;
– weniger auszutrocknendes Wasser bei der Gipsplattenherstellung; und
– weniger Erstarrungsverzögerer bei Bau/Wand-Gipsen;
– weniger ultrafeine Stoffe in Gipsfaserplatten, was zu einer einfacheren Entwässerung führt.

Die Technik weiß seit langem, wie ein Gips erzwungen gealtert wird. Der Grundgedanke ist recht einfach: Man gebe gleichzeitig alles Wasser oder sogar mehr als das Wasser, das benötigt wird, um den „Durst" des Gipses zu stillen. Der Vorgang ist im Stand der Technik „Stabilisierung" („stabilization") genannt worden.
Man beachte, dass erzwungene Alterung oder Stabilisierung in dem Sinn, in welchem sie bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, nicht „Aridisierung" ist, die im Wesentlichen ein Brennen in der Anwesenheit hygroskopischer Substanzen ist (siehe beispielsweise US-P-1370581).
Die US-P-1,713,879 ist offensichtlich die erste Veröffentlichung, welche Stabilisierung behandelt. Sie offenbart das Mischen mit Wasser und/oder Dampf mit einem gebrannten Gips. Der Zweck ist, den Wasserbedarf und den Temperaturanstieg während des Abbindens zu verringern. Die Zahlen sind: 12–15 Pound Wasser/Minute für eine Tonne Gips über einen Zeitraum von 5 bis 6 Minuten (äquivalent zu 5 bis 9 % Wasser insgesamt). Der Gips ist bevorzugt ein einfach behandelter („single boil") Gips (d.h. im Wesentlichen HH ohne AIII). Es ein chargenartiger Vorgang. Es gibt keine Erwähnung von Temperaturen oder speziellen Merkmalen der verwendeten Ausstattung. Eine Abwandlung ist das Einführen von Wasser mittels eine Trägers wie Kieselgur. Der Vorgang wird (erzwungene) Alterung und noch nicht Stabilisierung genannt.
Die DE-A-553519 offenbart ein Verfahren zur Behandlung von gebranntem Gips mit Wasser und/oder Dampf, um den Gips weniger klebrig zu machen und seinen Wasserbedarf zu verringern. Die absorbierte Wassermenge ist 0,5 bis 7 %. Es verwendet die Reaktionswärme von AIII, um die Temperatur zu erhöhen. Die Temperatur am Ende ist zwischen 80 und 130°C und sollte 140°C nicht übersteigen. Das Patent offenbart keine Schranken für die Aushärtezeit, gibt aber ein Beispiel von einer halben Stunde Behandlung von Gips mit den Abgasen eines Rotationsofens. Die Temperatur des ausgegebenen Gipses ist 95°C. Es gibt jedoch keine Erwähnung von Trocknen. Es wird erwähnt, dass die Behandlung in einer Rotationsvorrichtung vorgenommen werden kann, was einen engen Kontakt des Dampfes mit dem Produkt ermöglicht.
Die US-P-1999158 erwähnt die US-P-1370581 (Aridisierung) und beruht offensichtlich darauf. Das Anwendungsgebiet sind Wandputze. Die beanspruchte Verbesserung liegt in dem superfeinen Mahlen, um die Plastizität zu erhöhen und die Änderung der Abbindezeit über eine verstrichene Aufbewahrungszeit des Pulvers zu verringern. Die Plastizität ist durch die US-Konsistenz von 65 bis 75 definiert. Die Feinheit des gemahlenen Gipses wird so beschrieben, dass er einen großen Teil kleiner als 10 µm aufweist. (Man beachte, dass der Begriff stabilisierter Gips zum ersten Mal verwendet wird).
Die US-P-2177668 behandelt erzwungene Alterung, welche in diesem Fall im Wesentlichen die Rückumwandlung von AIII zu HH durch die Behandlung des gebrannten Gipses mit großen Mengen von Luft mit ungefähr Umgebungs-rL (60% rL) und einer Temperatur gerade unterhalb der theoretischen Stabilitätstemperatur von DH bei 42°C ist.
Die US-P-3415910 offenbart ein Abschrecken eines heißen Gipses mit Wasser, während eine Temperatur aufrecht erhalten wird, die hoch genug ist, um die Bildung von DH zu vermeiden (zwischen 82 und 100°C), und ein anschließendes Erwärmen über 102°C (Trocknen bis zu 157°C). Der Feuchtigkeitsgehalt war maximal 3 %. Das Trocknen wurde bis zu dem Punkt vorgenommen, wo der theoretische Wert von chemisch gebundenem Wasser für HH erreicht wurde. Das bevorzugte (und ausschließlich beschriebene) Verfahren verwendete einen Kessel als Brennofen und verwendete denselben Kessel als die Einrichtung zur Behandlung und für den anschließenden Trockenschritt. Der erhaltene und beanspruchte Gips ist gekennzeichnet durch: (i) Dichte bei 20°C = 2,60 g/ml (< 10 % unter 1,6 und < 10 % über 2,68 g/ml) und (ii) Stapelungsreihenfolgenindex über 8. Das Patent beschreibt die Rolle des Zerfallens für den Wasserbedarf und die rheologischen Eigenschaften.
Die GB-A-1233436 ist im Wesentlichen äquivalent zur US-P-3415910. Jedoch werden einige geringe Unterschiede und zusätzliche Informationen offenbart, welche nahe legen, dass das Verfahren weiterentwickelt worden ist. Beispielsweise hat die maximale Feuchtigkeit auf 3,5 % zugenommen, die zulässige Brenntemperatur ist nun 160°C. Die Behandlungstemperatur im Labor konnte so niedrig wie Raumtemperatur sein. Eine bevor zugte Behandlungstemperatur bei industriellen Anwendungen ist zwischen 82 und 93°C. Eine bevorzugte Trockentemperatur ist über 115°C. Schaubilder stellen die Wirkung von freier Feuchtigkeit und Aushärtezeit auf die US-Konsistenz dar und deuten an, dass 3 % bei 3 Minuten die unteren Grenzen für den Betrieb sind.
Die US-P-3527447 ist eine Verbesserung gegenüber der US-P-3415910. Sie offenbart, dass der Trockenschritt in einer separaten Einrichtung unter Unterdruck ausgeführt wird. Um den erforderlichen Temperaturbereich aufrecht zu erhalten, wird eine zusätzliche Energiezufuhr mittels Mikrowellen vorgeschlagen.
Die US-P-4117070 (und die verwandte US-P-4153373 und FR-A-2383893) schreiten zu einem kontinuierlichen Verfahren zur Stabilisierung ohne ein Trocknen als Teil eines Gipsplattenherstellungsverfahrens fort. Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel werden 50 bis 75 % der Plattenzufuhr mit 1 bis 8 freiem Wasser behandelt, was ungefähr eine Minute ausgehärtet wird, und diese Zufuhr wird dann mit dem restlichen Teil der Zufuhr wieder kombiniert und vermischt, welche noch einmal drei Minuten ausgehärtet wird. Die Gesamtfeuchtigkeit nach der Wiederkombinierung ist 3 bis 4 %. Als ein Befeuchtungsbehälter wird ein fluidisierter und gerührter Behälter offenbart.
Die EP-A-0008947 behandelt die Unannehmlichkeit, einen längerzeitig befeuchteten Gips aufzubewahren. Sie führt den Begriff einer „Abbindplötzlichkeit" („set suddenness") ein, welche der maximale Temperaturanstieg während des Abbindens ist. Es wird offenbart, dass eine hohe Abbindplötzlichkeit wesentlich für die Entwicklung einer angemessenen mechanischen Widerstandsfähigkeit ist und durch den Stabilisierungsvorgang wesentlich verringert wird. Das Heilmittel für diesen Nachteil ist ein Mahlen des behandelten (getrockneten oder nicht getrockneten) Gipses auf eine Feinheit von 3 bis 4 mal der ursprünglichen (gemessen in Blaine).
Die GB-A-2053178 offenbart das gleichzeitige Mahlen und Befeuchten in einer „Entoleter"-Mühle oder Ähnlichem. Ein Aushärten erfolgt nach der Größenverringerung. Die Abbindplötzlichkeit der EP-A-0008947 wird durch dieses Verfahren ebenfalls erreicht.
Diese Patente differenzieren zwischen erzwungener Alterung (d.h. Abschreckung/Befeuchtung) und Stabilisierung (d.h. Abschreckung/Befeuchtung und Aushärten und optional Trocknen). Sie beanspruchen verschiedene Ansätze, um einen gealterter oder stabilisierten Gips zu erhalten und geben die richtigen Granulometrien zur Verwendung bei der Gipsplattenherstellung an.
Jedes Stabilisierungsverfahren umfasst die Schritte eines Befeuchtens und Aushärtens. Die Befeuchtung ist der verzwickteste Teil, aber auch das Aushärten weist gewisse Probleme auf. Zwei Hauptsorgen sind: (1) eine unbeabsichtigte Rehydration, was DH erzeugt, das als Kristallisationskeime in Gipsaufschlämmungen wirkt, und (2) Anhäufungen oder Skalierung in der Ausstattung.
Die Bildung von DH tritt ein, falls flüssiges Wasser und Gips über eine bestimmte Zeit unter thermodynamischen Bedingungen, welche die Reaktion ermöglichen, die bei niedrigen Temperaturen stattfindet, in Kontakt sind. Es ist offensichtlich, dass die Befeuchtung eines Bindemittels wie Gips unvermeidlich zur Bildung von Klumpen führt, und dass jede Oberfläche in Kontakt mit dem befeuchteten Produkt und/oder der befeuchtenden Flüssigkeit eine Neigung hat, Krusten aus möglicherweise erhärtetem Material aufzubauen. Die Probleme sind stärker ausgeprägt in dem Befeuchtungsteil der Vorrichtungen, da die Befeuchtung ein Vermischen umfasst, welches Staub erzeugt, und die Anwesenheit von Wasser beinhaltet, was zu Kondensation führen kann.
Was im Stand der Technik im Hinblick auf die Lösung der oben erwähnten Probleme offenbart worden ist, ist nicht befriedigend. In der US-P-3415910 ist die Verwendung eines Kessels mit der Notwendigkeit, die gesamte Ausstattung abzukühlen und wieder aufzuhitzen, zeit- und energieaufwändig. Die US-P-4153373 beschreibt als eine Befeuchtungsvorrichtung einen fluidisierten und gerührten Behälter, welcher bei dem Verfahren zur Gipsbehandlung zur Gipsplattenherstellung verwendet wird. Hier schadet die Bildung von Spuren von DH nicht, da der Gips sowieso in der Gipsplattenstrecke zu beschleunigen ist. Die GB-A-2053178 kombiniert ein Befeuchten und ein Mahlen in einem Schritt auch in dem Kontext einer Gipsplattenherstellung. Eine Skalierung wird hier durch Scherkräfte vermieden, aber die DH-Angelegenheit bleibt ungelöst.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die Probleme zu lösen, und stellt ein Verfahren zur Stabilisierung eines β-Halbhydratgipses (β-HH) und eine Vorrichtung zur Umsetzung des Verfahrens zur Verfügung. Es ist herausgefunden worden, dass die Skalierungs- und DH-Probleme gelöst werden können, indem Bedingungen von einer Befeuchtung bis zu einem Trocknen aufrecht erhalten werden, wo eine Hydration des HH nicht stattfinden kann. Erfindungsgemäß werden die hygrothermischen Bedingungen in dem Behandlungsraum gesteuert, und die Temperaturen von Teilen in Kontakt mit dem Produkt werden gesteuert.
Zusätzliche mechanische Maßnahmen können ergriffen werden, um Anhäufungen des Produktes an den beteiligten Teilen der Ausstattung zu verhindern.
Somit stellt die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung, wie sie in den Ansprüchen definiert sind.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren offenbart, wobei:
1 ein allgemeines Schema des erfindungsgemäßen Gesamtverfahrens ist;
2a und 2b ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Befeuchtungsvorrichtung zeigen;
3 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer kombinierten Befeuchtungs/Aushärtevorrichtung zeigt;
4 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer kombinierten Befeuchtungs/Aushärte/Trocken-Vorrichtung zeigt.
Detaillierte Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele Wie oben angedeutet, stellt die Erfindung ein Verfahren zur Stabilisierung eines gebrannten β-Halbhydratgipses durch Befeuchten und Aushärten und optional Trocknen zur Verfügung, welches die Schritt umfasst:

a) Bereitstellen eines erhitzten HH-Gipses, bevorzugt bei Temperaturen über 100°C;
b) Zuführen des heißen Gipses in eine Befeuchtungsvorrichtung mit auf wenigstens 100°C erhitzten Wänden;
c) Einspritzen von Wasser und/oder Dampf in die Befeuchtungsvorrichtung unter Bedingungen, dass derartige noch nicht be feuchtete Oberflächen des Gipses dem eingespritzten Wasser und/oder Dampf ausgesetzt werden;
d) Aufrechterhalten einer Atmosphäre in der Befeuchtungsvorrichtung auf einem Taupunktniveau in dem Bereich von 75 bis 99°C; Zuführen der befeuchteten Mischung in eine Aushärtevorrichtung;
e) Aufrechterhalten einer Atmosphäre in der Aushärtevorrichtung über 75°C, bevorzugt zwischen 75 und 99°C, über wenigstens drei Minuten, bevorzugt zwischen 4 und 15 Minuten hinweg;
f) Zuführen der befeuchteten und ausgehärteten Mischung in eine Trockenvorrichtung; und
g) Trocknen der befeuchteten und ausgehärteten Mischung.

Optional kann das Verfahren die folgenden Schritt umfassen:

h) Mahlen des getrockneten Produkts; und/oder
i) Abkühlen des getrockneten Produkts, wobei das Abkühlen vor oder nach dem Mahlschritt stattfinden kann.

In dem obigen Verfahren ist es bevorzugt, eine Dosierung der kombinierten Menge an Wasser und/oder Dampf zur Verfügung zu stellen, so dass man 3 bis 12 % freie Feuchtigkeit, basierend auf dem Gewicht des HH, in der befeuchteten Mischung erhält.
In dem obigen Verfahren kann die Atmosphäre des Befeuchtens und/oder des Aushärtens gesteuert werden durch (1) ein Steuern des Stroms von externer Luft durch die Befeuchtungs- und/oder Aushärtevorrichtung, und/oder durch (2) ein Steuern des Heizens der Wände der Befeuchtungs- und/oder Aushärtevorrichtung.
Das oben beschriebene Verfahren kann chargenweise oder kontinuierlich ausgeführt werden, wobei das letztere bevorzugt ist. In diesem Fall können einige der erwähnten Schritte (und entsprechenden Vorrichtungen) Zonen einer einzigen Vorrichtung sein. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Befeuchten und Aushärten in derselben Vorrichtung kombiniert.
Somit werden die Schritte d), e) und f) bevorzugt zu einem einzigen Schritt eines „Befeuchtens und Aushärtens" kombiniert. Auch werden die Schritte h) und i) bevorzugt kombiniert.
1, welche ein allgemeines Schema ist, wie die Behandlung funktioniert, stellt jeden einzelnen Schritt und die mögliche Kombination mehrerer Schritte bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung dar.
Was Schritte a) und b) anbelangt, sollte beachtet werden, dass man den Vorgang bei einer erhöhten Temperatur ablaufen lassen muss, um eine Rehydration zu vermeiden. In einem Stabilisierungsschritt, welcher in einer Gipsfabrikanlage umgesetzt ist, kommt der Gips aus der Brennvorrichtung im Allgemeinen bei Temperaturen heraus, welche von 155 bis 180°C reichen. Während der ersten Beförderungsschritte, kühlt er im Allgemeinen auf 120 bis 140°C ab. In dem Fall des höheren Temperaturbereichs tritt die Notwendigkeit auf, den Gips abzukühlen. Da der Gips befeuchtet werden muss, kann ein Abkühlen durch ein direktes Einspritzen von Wasser vorgenommen werden, welches durch ein Verdampfen und einen Wärmeaustausch abkühlen wird. Falls das Abkühlen in derselben Vorrichtung wie das Befeuchten vorgenommen wird, ist ein zusätzlicher Vorteil die Erzeugung von ausreichend Dampf, um eine hohe Luftfeuchte in der Atmosphäre der Befeuchtungsvorrichtung zu erzeugen, was den Taupunkt auf die gewünschte Temperatur von 75 bis 99°C anhebt.
Was Schritte c) und d) anbelangt, sollte beachtet werden, dass in dem Stabilisierungsvorgang flüssiges Wasser vorhanden sein sollte. Wenn Wasser allein eingespritzt wird, ist klar, dass Wasser vorhanden sein wird; wenn Dampf verwendet wird, dann tritt eine Kondensation an kühleren Teilen auf. Falls das Wasserangebot lokal höher als der Bedarf durch die Absorptionskapazität des vorhandenen Gipses ist, werden die Gipspartikel zusammenkleben und werden mehr oder weniger beständige Klumpen bilden. Falls das Wasser an einem Teil der Ausstattung anhaftet, wird der Gips an diesem Teil kleben. Daher wird das Wasser und/oder der Dampf bevorzugt so dosiert, dass eine Kondensation, falls eine stattfindet, in Kombination mit hinzugefügtem flüssigen Wasser, falls vorhanden, die benötigte Wassermenge erzeugen wird.
Der Prozentbereich von zugefügtem Wasser und die entsprechende benötigte Aushärtezeit ist bekannt. Der Stand der Technik zeigt, dass es eine gewisse Entwicklung in dem Verhalten mit zunehmender Wasserzugabe und Aushärtezeit gibt. Bei höheren Zahlenwerten schwächt sich die Änderung zu einer „Sättigung" ab. Um veränderliche Eigenschaften zu vermeiden, ist es bevorzugt, bei diesem „Sättigungs"-Niveau zu arbeiten. Es wird oberhalb von 3 % freier Feuchtigkeit und oberhalb 3 Minuten Aushärtezeit erreicht. Bei hoher Wasserzugabe wird das Verhalten des Gipses dem von normal abgemessenem Gips näher kommen. Eine obere Schranke für freie Feuchtigkeit ist somit bevorzugt 12 %.
Was Schritt e) anbelangt, sollte beachtet werden, dass ein Aufrechterhalten ungefähr bei dem Taupunkt wichtig ist, da dies die Gleichgewichtstemperatur zwischen Temperatur und Verdampfungsgeschwindigkeit ist. Andernfalls wird sich die Temperatur des Systems immer rasch in Richtung des Taupunkts verschieben. Falls externe Luft mit einem niedrigen Taupunkt in die Vorrichtung eintritt, wird sie das Produkt unvermeidlich abkühlen, selbst falls die Luft viel heißer als das Produkt ist.
Die Atmosphäre kann durch eingeführte Luft und/oder durch Erhitzen der Wände kontrolliert werden. Ein Erhitzen der Wände besteht bereits, um Kondensation zu vermeiden. Die Wärmeübertragung durch die Wände kann zu dem Wärmeregime beitragen, indem sie Wärmeverluste durch Verdampfung kompensiert. In diesem Fall kann die Produkttemperatur geringfügig über dem Taupunkt liegen.
Was Schritt f) anbelangt, sollte beachtet werden, dass die Aushärtezeit auch ein wichtiger Parameter ist. Die benötigte Zeit hängt von der Natur des Gipses, der Temperatur und der Feuchtigkeit ab. Das hier benötigte Minimum sind 3 Minuten. Jedoch sind längere Zeiten bevorzugt, da sie mehr in den Sättigungsbereich tendieren werden. Typische Aushärtezeiten sind von 4 bis 15 Minuten.
Was Schritt h) anbelangt, sollte beachtet werden, dass die Trockentemperatur zunächst einmal nicht kritisch ist und bis auf ungefähr 160°C steigen kann (siehe die vorher zitierten Druckschriften aus dem Stand der Technik). Man hat jedoch herausgefunden, dass ein Trocknen bei niedrigeren Temperaturen reproduzierbarere Ergebnisse ergibt. Eine Produkttemperatur unter 115°C ist bevorzugt. Ein spezielles Trockenverfahren arbeitet bei Temperaturen unter 105°C. Man hat herausgefunden, dass unter diesen Bedingungen das Trocknen bei einem Gesamtwassergehalt von ungefähr 7,0 % LOI (Glühverlust, loss of ignition) aufhört. Dieser LOI ist wesentlich höher als der theoretische LOI von 6,2 % (alle Zahlen basierend auf 100 Reinheit des Gipses). Überraschenderweise rekombinieren Gipse mit diesem LOI nicht, wie man erwarten könnte, das überstöchiometrische Wasser zu DH. Selbst ein LOI von 8 % ist zulässig. In dieser Hinsicht sind sie wie Gipse, welche natürlich unter harten Bedingungen (60°C und 90 % rL über mehr als 24 Stunden hinweg) gealtert worden sind.
Was Schritt i) anbelangt, sollte beachtet werden, dass das Mahlen, das benötigt wird, um die erforderliche Feinheit zu erhalten, hauptsächlich von der Natur des verwendeten Rohgipses und der beabsichtigten Verwendung des stabilisierten Gipses abhängt. Für Formzwecke sowie zur Gipsplattenherstellung ist eine Feinheit von ungefähr d50 = 15 bis 22 µm optimal. Für Filtervorgänge ist die natürliche Partikelgrößenverteilung (particle size distribution, PSD) von REA-Gips gut geeignet. Für Druckfilterungsverfahren ist eine breite PSD bevorzugt. In jedem Fall wird die durch einen Mahl- und/oder Auswahlvorgang gegebene PSD in der wässrigen Aufschlämmung aufrecht erhalten. Eine bimodale Verteilung kann ebenfalls erreicht werden, insbesondere ausgehend von REA-Gips.
Was Schritt j) anbelangt, sollte beachtet werden, dass β-HH sehr häufig einen bestimmten Prozentteil von AIII aufweist. In Kontakt mit Wasser rehydriert AIII zu HH. Bei herkömmlichen Gipsen spielt AIII eine nützliche Rolle bei der Absorption von Feuchtigkeit. Falls Gips in Säcken aufbewahrt wird, diffundiert Feuchtigkeit von außen ein. Durch Absorption dieser Feuchtigkeit wirkt AIII als ein Puffer und verhindert für eine bestimmte Zeit die Änderung der Eigenschaften, welche durch die Feuchtigkeit hervorgerufen werden. In einem Silo aufbewahrter heißer Gips wird sich langsam von den Wänden abkühlen. Dieser Vorgang kann eine Kondensation nahe bei den Wänden hervorrufen. Ausreichend AIII kann dann die Bildung von DH verhindern. Ein stabilisierter Gips weist kein AIII auf. Falls er in einem Silo aufbewahrt wird, sollte er somit ausreichend abgekühlt werden, um eine Kondensation zu vermeiden. Daher kann es nützlich sein, einen bestimmten Abkühlschritt zu haben.
Das stabilisierte β-HH nach der Erfindung ist stabil im Hinblick auf ein Zerfallen. und eine Abbindekinetik. Es ist im Wesentlichen frei von AIII, und sein chemisch gebundenes Wasser liegt über dem theoretischen Wert. Jede benötigte PSD, welche an seine spezielle Verwendung angepasst ist, kann man durch Mahlen, Sieben und/oder Mischen erhalten.
Das stabilisierte β-HH der Erfindung ist nützlich als ein Bindemittel und/oder Füllstoff in Wandputzen, zur Gipsfaserplattenherstellung nach einem Filtrationsverfahren, zur Gipsplattenherstellung, für Industriegipse, für Fugenfüller, zur Herstellung von Gipsfaserplatten mit hoher Festigkeit nach einem Druckfilterverfahren etc.
Für jede Anwendung ist eine spezielle PSD in der wässrigen Gipsaufschlämmung optimal und kann passend erhalten werden, indem ein gemäß der vorliegenden Erfindung behandelter Gips geeignet gemahlen wird.
Beispielsweise kann man zitieren:

– d50 von 30 bis 100 µm: als ein Bindemittel und/oder Füllstoff in Wandputzen.
– d50 von 20 bis 30 µm: zur Gipsfaserplattenherstellung nach einem Filtrationsverfahren.
– d50 von 15 bis 22 µm: zur Gipsplattenherstellung.
– d50 von 10 bis 20 µm: für Industriegipse und/oder Fugenfüller.
– bimodal mit einer ersten Spitze bei 3 bis 10 µm und einer zweiten Spitze bei 20 bis 60 µm: zur Herstellung von Gipsfaserplatten mit hoher Festigkeit durch das Druckfilterverfahren.

Vorrichtungen zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens sollten in der Lage sein, unter den angegebenen hygrothermi schen Bedingungen betrieben zu werden. Für den Befeuchtungs/Aushärte-Teil ist beispielsweise ein Drehwellengranulator, wie er für Düngemittel verwendet wird, oder eine Vorrichtung wie ein Klebstoffmischer für eine Partikelplatte mit Dampfmantel geeignet. Ein air mix^®-Granulator, welchem mit Dampf angereicherte Luft zugeführt wird und mit geheizten Wänden ist ebenfalls geeignet. Für den Trockenteil ist fast jeder Trockner für Pulver geeignet (solange er kein Abkühlen des feuchten Gipses zu Bedingungen ermöglicht, welche eine Rehydration erlauben).
2a und 2b (eine Seitenansicht von 2a entlang der Linien A-A) zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Befeuchtungsvorrichtung umfasst eine Trommel 1, welche in einem geheizten Raum 2 rotiert. Die Trommel ist auf Lager 3 gestützt und wird von einem Motor 4 außerhalb des geheizten Raums angetrieben, so dass die vollständige Oberfläche der Trommel, welche potentiell in Kontakt mit Gips kommt, geheizt wird. Eine Zufuhr und Entnahme wird durch Förderschnecken vorgenommen. Die Zuführschnecke 5 ist eine Dosierschnecke. Ein bestimmtes Produktniveau wird in dem Trichter 6 aufrecht erhalten (welcher mit einem Niveausensor ausgestattet ist), um den Innenraum der Trommel von dem Außenraum abzudichten. Die Abzugsschnecke 7 läuft mit einer Geschwindigkeit, welche geeignet ist, um den hereinkommenden Gips abzuziehen. Das Produkt wird in dem Ausstoßgehäuse 18 gesammelt und schließlich durch eine Schalenabzugseinrichtung 19 abgezogen. Die Befeuchtung geschieht durch Zweiphasen(Dampf-Wasser)-Zerstäubungsdüsen 11. Die Dosierung wird durch eine geeignete Einrichtung, wie beispielsweise eine Kombination aus einem Durchflussmesser und einem Steuerventil 9, ausgeführt. Der Innenraum der Trommel ist mit (Hebe-)Schaufeln 10 ausgestattet, welche in der Lage sind, den Gips aufzunehmen und ihn sukzessiv freizugeben, wie in 2b durch die Pfeile angezeigt. Die Gipskaskade wird mit Wasser und/oder Dampf besprüht. Die Sprühdüsen sind durch ein Dach 12, welches durch die passierenden Schaufeln beständig abgeputzt wird, davor geschützt, mit Gips bedeckt zu werden. Ein Merkmal, welches in den Figuren nicht gezeigt ist, ist, dass die Schaufeln in dem Bereich des Dachs an Federstahlbändern befestigt sind. Das Dach ist geringfügig geneigt, so dass die Schaufeln unter Spannung kommen und zurückspringen, wenn sie das Dach passiert haben. Dann treffen sie auf ein Hindernis auf. Der Stoß schüttelt mögliche Anhäufungen ab. Die Trommel wird von der Bodenaußenseite mit einer Reihe von Gasbrennern 14 geheizt. Ihre Leistung wird durch die Temperatur T2 gesteuert, welche an der Oberseite der Trommel gemessen wird, die ein Ventil 13 steuert; es kann auch eine Temperatur T1 des Gipses in dem Trichter 6 berücksichtigen. Die Temperatur des abgegebenen Produkts ist im Wesentlichen der Taupunkt der Atmosphäre in der Trommel. Sie wird durch die Temperatur T3 gemessen, welche den Luftstrom durch das Klappenventil 15 steuert, um eine gegebene Produkttemperatur aufrechtzuerhalten. Die hier abgezogene Luft ist mehr oder weniger mit Dampf gesättigt. Auch wird eine Temperatur T4 ein Ventil 16 steuern, um so den Luftstrom in der Befeuchtungszone und entsprechend die Atmosphäre in dieser Zone zu steuern. Ein anderes Klappenventil 20 lässt Luft von außen die feuchte Luft verdünnen, um eine Kondensation in dem Filter zu vermeiden. Ein Ventilator 17 stellt die nötige Energie zur Verfügung, um die Luft einzukoppeln. Ein kontrollierter Zwischenraum zwischen der Trommel 1 und einer Abdeckplatte 21 stellt den Einlass für externe Luft zur Verfügung. Die nötige Größe der Befeuchtungsvorrichtung resultiert aus dem Durchsatz und der für den Befeuchtungsvorgang benötigten Zeit. Allgemein ist eine Minute ausreichend zum Sprühen (Raum 22); weitere zwei Minuten zur Homogenisierung (Raum 23) sind empfehlenswert. Die Tabelle unten zeigt vernünftige Abmessungen für eine Befeuchtungstrommel an, welche die oben erwähnten Zeiten verwendet:
Da der Aushärtezeitabschnitt unter denselben hygrothermischen Bedingungen wie die Befeuchtung abläuft, ist es ersichtlich, dass er geeignet in derselben Ausstattung ausgeführt wird, welche so verlängert ist, dass sie die beabsichtigte Verweilzeit ermöglicht.
3a und 3b (eine Seitenansicht von 3a entlang Linien AA) zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Somit zeigt 3 eine Abwandlung der Vorrichtung von 2. Dasselbe Bezugszeichen wird denselben Teil bezeichnen. Die Aushärtezone (Raum 24) ist an dem Befeuchtungsteil angebracht, weist aber einen größeren Durchmesser auf. Er ist von ihm mit einer Barriere 25 getrennt. Vernünftige Abmessungen der Befeuchtungszone sind:
Das Trocknen des ausgehärteten Gipses kann auf viele in der Technik bekannte Weisen vorgenommen werden. Ein Dampftrockner ist gut geeignet, verbraucht aber für seine großen Luftvolumina, welche durch eine Wirbelkammer und einen Filtersack bewegt werden, verhältnismäßig viel Energie.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem die Schritte der Befeuchtung, des Aushärtens und ein Trockenschritt kombiniert sind. In dem ersten Teil der Trommel findet ein Befeuchten und Aushärten in einer Trommel statt, welche wie in 2 ausgestaltet ist, aber länger ist, um einen Aushärteraum zur Verfügung zu stellen. In einer Verlängerung dieser Trommel, aber mit einer kerbenförmigen Wand 26 getrennt, ist ein zweiter Teil 27 der Trommel angebracht, welcher von außen stärker geheizt und mit heißer Luft belüftet ist. Der Weg der heißen Luft ist mit dem Pfeil 28 gezeigt. In dem Teil 27 wird die Feuchtigkeit bei Produkttemperaturen ausgetrocknet, welche 110°C nicht übersteigen und bevorzugt unter 105°C sind.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Schritte des Trocknens und Mahlens kombiniert. Eine Mahltrocknung wie mit einer Impmill^® oder einer Ultrarotor^® und vielen anderen kombiniert ein Trocknen und Mahlen. Eine derartige Kombination ist nützlich, wenn der Gips fein zu mahlen ist.
Eine andere bevorzugte Kombination ist Mahlen und Abkühlen. Falls das Produkt den Trockenschritt nach dem Ausführungsbeispiel von 4 verlässt, ist seine Temperatur bereits verhältnismäßig niedrig. Ein kleiner Prozentanteil von freier Feuchtigkeit kann verbleiben. Die durch die Mühle getriebene Luft wird die restliche Feuchtigkeit trocknen und gleichzeitig kühlen.
Die folgenden Beispiele stellen die Erfindung dar, ohne ihren Umfang zu beschränken.
Zum Zweck eines Testens des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde eine kontinuierlich arbeitende Pilotinstallation gebaut. Der Pilot war von der in 2 gezeigten Art (mit der Ausnahme, dass die Trommel einen Doppelmantel, der gasbefeuert war, aufwies, anstatt in einem geheizten Raum zu rotieren). Dem Piloten wurde ein Gips von REA-Ursprung zugeführt, welcher in einem indirekt dampfbeheizten Drehbrennofen gebrannt worden war. Die Temperatur der Zufuhr am Eingang in den Piloten war durch schnittlich 120°C. Die Kapazität war 150 kg/h für die kombinierten Schritte von Befeuchtung, Aushärten und Trocknen. Die Befeuchtung war auf 4 % ± 1 % festgesetzt. Die durchschnittliche Verweilzeit war auf 16 Minuten festgesetzt. In dem kombinierten Befeuchtungs- und Trockenmodus simulierte der Pilot die in 4 gezeichnete Vorrichtung. Falls man eine freie Feuchtigkeit unter 2 % am Beginn des Trockenvorgangs betrachtet, kann angenommen werden, dass die Befeuchtungs- und Aushärtezeit zusammen von der Größenordnung von 5 bis 10 Minuten war (was ungefähr in dem Sättigungsniveau ist). Die Kontrollparameter für das Produkt waren die Temperatur und die Feuchtigkeit. Das Verfahren konnte durch den Luftstrom, welcher die Trommel in einem Gegenstrom passieren durfte, und die externe Heiztemperatur gesteuert werden. Der Luftstrom wurde durch die Breite eines Zwischenraums an der Zufuhrseite reguliert, um die Produkttemperatur auf dem benötigten Niveau aufrecht zu erhalten. Die Temperatur der externen Heizung erreichte 185°C. Unter diesen Bedingungen verließ das Produkt die Trommel mit einer Temperatur von 100 ± 5°C und einem LOI von 6,5 bis 7,5 %. In dem Befeuchtungsmodus wurde der Innenraum dicht gemacht, um einen wesentlichen Luftaustausch zu vermeiden. Das Produkt bei dem Ausstoß hatte ein Maximum von 2 % der ursprünglichen Feuchtigkeit verloren. Die äußere Heizung erreichte 125°C. Die Temperatur des ausgestoßenen Produkts war ungefähr 85°C ± 10°C. In diesem Modus war nur das Auftreten von DH von Interesse. Kleine Proben wurden schnell in einem Ofen bei 50°C getrocknet und auf chemisch gebundenes Wasser und durch Differenzialthermoanalyse (DTA) getestet.
Die folgenden Gipsproben wurden getestet, wie in der Tabelle unten angezeigt. Alle Proben sind aus derselben Quelle von Rohgips hergestellt, welcher ein REA-Gips von einem deutschen mit Braunkohle befeuerten Kraftwerk ist, und alle werden in derselben Gipsfabrikanlage gebrannt, welche einen indirekt dampfbefeuerten Drehofen verwendet. Die Proben 1a, 1b, 2, 3 und 4 sind von der herkömmlichen Art. Die Proben 5–9 sind erfindungsgemäß.
Tafel 1
Zum Zweck einer Bestimmung der mechanischen Stabilität eines Gipses definieren wir zuerst:
Das Ausbreitmaß ist der Durchmesser eines Aufschlämmungskuchens, welcher mit einem Schmidt-Ring hergestellt wird, und Ausbreitmaß 1 ist das Ausbreitmaß eines mit Hand angemachten Gipses, während Ausbreitmaß 2 das Ausbreitmaß eines Gipses ist, welcher mit einem Mixerstab von der Art Braun^® MR400, 300 W über 20 Sekunden angemacht wird. Das Wasser/Gips (W/G)-Verhältnis wird bei 0,75 aufrecht erhalten.
Zum Zweck einer Abschätzung der Stabilität definieren wir als Referenz das Ausbreitmaß eines stabilisierten Gipses mit einer gegebenen PSD mit dem Ausbreitmaß eines gegebenen Gipses mit derselben PSD. Der Stabilitätsfaktor 1 ist das Verhältnis der handangemachten Ausbreitmaße. Der Stabilitätsfaktor 2 ist das Verhältnis der gemischten Gipse. Alle waren bei einem W/G-Verhältnis von 0,75.
Die PSD von Gipsen wird mit einem Laser-Granulometer von der Art Malvern^® Mastersizer gemessen, wobei der Gipse durch Ultraschallbehandlung in Alkohol aufgelöst wird.
Zum Zweck einer Bestimmung einer Filtrierbarkeit mischen wir 100 g Gips mit 500 g Wasser (welcher genug Verzögerer enthält, um den Vorgang ohne Abbinden zu ermöglichen). Die Suspension wird in einen Zylinder mit 80 mm Durchmesser gegeben. Druckluft mit 1 bar drückt das Wasser durch den Filter. Das freigegebene Wasser wird über das Quadrat der Zeit aufgezeichnet. In diesem Fall erhält man lineare Kurven. Die Steigung der Kurven ergibt einen Hinweis auf die Filtrierbarkeit des Gipses. Wie oben bezieht sich Filtrierbarkeit 1 auf handangemacht, während sich Filtrierbarkeit 2 auf gemischte Suspensionen bezieht. Je höher der Wert, desto schneller verläuft die Filtration. Ein Stabilitätsfaktor 3 ist als das Verhältnis zwischen den zwei Steigungen definiert. Er gibt einen Hinweis, wie sehr die Filtrierbarkeit durch den Mischvorgang beeinflusst wird.
Es muss beachtet werden, dass die auf diese Weise gemessene Steigung nur ein einfacher Indikator ist. Um sie in Filterzeiten zu übersetzen, welche für einen gegebenen Prozentanteil von freigegebenem Wasser benötigt werden, muss man das Diagramm lesen und die Quadrate der Abszissenwerte berechnen.
Die folgende Tabelle zeigt die Eigenschaften der verschiedenen Gipsproben.
Probe 2 im Vergleich zu Probe 4 zeigt die Wirkung von herkömmlicher Alterung.
Die Werte in der Tabelle zeigen auch, dass die beschleunigte Alterung nach der Erfindung im Wesentlichen dasselbe Produkt wie eine herkömmliche zeitaufwändige Alterung ergibt.
Probe 2 im Vergleich zu Proben 5 und 6 zeigt deutlich die Wirkung der erfindungsgemäßen Behandlung auf das nicht gemahlene Material im Hinblick auf Ausbreitmaße und Stabilitätsfaktoren von jeder Art. Dasselbe gilt für den Vergleich von Probe 3 und Probe 7. Sogar bei geringfügig kleinerer PSD sind die Ausbreitmaßwerte von Probe 7 höher, größer als von Probe 3. Das Ausbreitmaß 2 ist sogar größer als das Ausbreitmaß 1.
Der Vergleich der Probe 7 mit der Probe 8 zeigt, dass eine Feinheit von d50 = 12 µm ein besseres Fließvermögen als das grobkörnigere Material ergibt. Dieses Phänomen ist so überraschend wie der Absolutwert des Ausbreitmaßes 2 von Probe 8. Gleichermaßen überraschend sind die Absolutwerte von Ausbreitmaß 1 und 2 von Probe 9. Mit einem nicht behandelten Material kann man weniger als 150 mm erwarten. Die Filtrierbarkeit von Probe 8 ist besser als diejenige von Probe 3 mit einer viel gröberen PSD.
Überraschenderweise ergibt Probe 10, welche eine Mischung von 50 % Probe 5 und 50 % Probe 8 ist, Filtrierbarkeiten von ungefähr dem Durchschnitt der beiden. Übersetzt in Filtrierzeiten ist das Verhältnis Probe 7/Probe 5 gleich 6,3, während das Verhältnis von Probe 8/Probe 10 gleich 2,2 ist.
Im Vergleich mit dem Standardprodukt eines nicht behandelten Gipses weisen behandelte Gipse wie in Proben 7 bis 9 beträcht liche Vorteile in vielen Anwendungen auf, wo ein niedriger Wasserbedarf oder ein hohes Fließvermögen bei einem gegebenen W/G-Verhältnis benötigt wird. Dies ist der Fall für Gipsplattenherstellung oder vorgefertigte (geformte) Produkt von jeder Art.
Für Industriegipse ist, zusätzlich zu einem niedrigen Wasserbedarf, Konstanz grundlegend. Behandelte Gipse nach der Erfindung bieten diese Konstanz über verschiedene Fertigungslose und über einen langen Aufbewahrungszeitraum, da sie an dem Sättigungsniveau behandelt werden.
Die Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Zerstörung während des Mischens von behandelten Gipsen wird durch herkömmliche Gipse nicht erreicht. Daher sind sie am besten für eine Anwendung geeignet, wo eine gute Filtrierbarkeit benötigt wird, wie es für eine Gipsfaserplatte der Fall ist. Eine Anwendung von Gipsen, welche in der Technik sehr häufig vergessen wird, ist ihre Verwendung als ein Bindemittel in faserverstärkten Produkten, welche aus einem Brei von Fasern und Gips hergestellt werden, wo eine beträchtliche Menge an Überschusswasser entfernt werden muss, entweder durch Absaugen oder durch Druckfiltern. Die Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Zerstörung während eines Mischens von behandelten Gipsen der Erfindung wird durch herkömmliche Gipse nicht erreicht. Daher sind sie am besten geeignet für eine Anwendung, wo eine gute Filtrierbarkeit benötigt wird, wie es für eine Gipsfaserplatte der Fall ist.

Claims

Verfahren zum Stabilisieren eines gebrannten β-Halbhydratgipses, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen eines erhitzten HH-Gipses, bevorzugt bei Temperaturen über 100°C; b) Zuführen des heißen Gipses in eine Befeuchtungsvorrichtung, welche auf wenigstens 100°C erhitzte Wände aufweist; c) Einspritzen von Wasser und/oder Dampf in die Befeuchtungsvorrichtung unter Bedingungen, so dass solche noch nicht befeuchtete Oberflächen des Gipses dem eingespritzten Wasser und/oder Dampf ausgesetzt werden; d) Aufrechterhalten einer Atmosphäre in der Befeuchtungsvorrichtung auf einem Taupunktniveau in dem Bereich von 75 bis 99°C; e) Zuführen der befeuchteten Mischung in eine Aushärtevorrichtung; f) Aufrechterhalten einer Atmosphäre in der Aushärtevorrichtung über 75°C über wenigstens 3 Minuten hinweg; g) Zuführen der befeuchteten und ausgehärteten Mischung in eine Trockenvorrichtung; und h) Trocknen der befeuchteten und ausgehärteten Mischung.
Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin die Schritte umfasst: i) Mahlen des getrockneten Produkts; und/oder j) Abkühlen des getrockneten Produkts, wobei das Abkühlen vor oder nach dem Mahlschritt stattfinden kann, wenn es diesen gibt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Gips von Schritt a) eine Temperatur von 100 bis 135°C aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Wände bei einer Temperatur von 100 bis 150°C erhitzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei Wasser und Dampf durch eine Zweiphasendüse oder durch mehrere Zweiphasendüsen eingespritzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei Wasser und/oder Dampf auf ein kaskadierendes Gipspulver gesprüht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei Wasser und/oder Dampf auf ein Fließbett aus Gipspulver gesprüht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die freie Feuchtigkeit basierend auf dem Gewicht des Halbhydrats zwischen 3 und 12%, bevorzugt 3,5 bis 6% ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Taupunkt von Schritt d) 80 bis 95°C ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Aushärteschritt f) ausgeführt wird, während eine Atmosphäre in der Befeuchtungsvorrichtung auf einem Taupunktniveau in dem Bereich von 75 bis 99°C aufrechterhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Taupunkt von Schritt f) 80 bis 95°C ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Aushärtezeit 4 bis 15 Minuten, bevorzugt 5 bis 10 Minuten ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Schritte d), e) und f) zu einem einzigen Verfahrensschritt kombiniert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 13, wobei die Schritte h) und i) zu einem einzigen Verfahrensschritt kombiniert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 14, wobei die Trockenvorrichtung eine indirekt erhitzte Vorrichtung ist, und wobei die Produkttemperatur 80 bis 110°C, bevorzugt 95 bis 105°C ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 14, wobei die Trockenvorrichtung eine luftbeheizte Vorrichtung ist, und wobei die Produkttemperatur 50 bis 95°C, bevorzugt 60 bis 80°C ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei der so erhaltene Gips Anhydrid-III-frei und im Wesentlichen Dihydratfrei ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei der so erhaltene Gips einen LOI von 6,2 bis 8%, bevorzugt von 6,2 bis 7,3%, berechnet auf einer Reinheit von 100 aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei der so erhaltene Gips ein d50 von 30 bis 100 µm oder ein d50 von 20 bis 30 µm oder ein d50 von 15 bis 22 µm oder ein d50 von 10 bis 20 µm aufweist, oder bimodal mit einer ersten Spitze bei 3 bis 10 µm und einer zweiten Spitze bei 20 bis 60 µm ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei der Gips aus einem REA-Gips oder irgendeinem chemischen Nebenprodukt-Gips entsteht.
Vorrichtung zum Befeuchten von β-Halbhydratgips, umfassend eine rotierende Trommel mit Hebeschaufeln im Inneren, wobei alle Wände in Berührung mit dem Produkt extern bei einer Temperatur über 100°C erhitzt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 21, welche ein Nutzvolumen von mehr als 1/20 des pro Stunde zugeführten Volumens aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, welche mit einer Düse oder mit mehreren Düsen für eine Zweiphasenzerstäubung von Wasser mit Dampf ausgestattet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, welche mit einer Düse oder mit mehreren Düsen ausgestattet ist, wobei die Düsen mit einem Dach bedeckt sind, welches so positioniert ist, dass die Hebeschaufeln das Dach bei einer Rotation abputzen werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 24, wobei die Hebeschaufeln an Bandfedern aufgehängt sind.
Vorrichtung nach Ansprüchen 24 und 25, wobei das Dach so geneigt ist, dass die federnd aufgehängten Hebeschaufeln bei einer Rotation unter Spannung auf das Dach kommen werden und ein Hindernis treffen werden, wenn sie freigegeben werden.
Vorrichtung zum Befeuchten und Aushärten von β-Halbhydratgips, welche einen Aushärteraum umfasst, der an einer Befeuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 26 angebracht ist, und der um dieselbe Achse rotiert.
Vorrichtung zum Befeuchten, Aushärten und Trocknen von β-Halbhydratgips, welche einen Trockenraum umfasst, der an einer Befeuchtungs- und Aushärtevorrichtung nach Anspruch 27 angebracht ist, und der um dieselbe Achse rotiert.
Vorrichtung nach Anspruch 28, wobei der Trockenraum durch Luftkanäle mit dem äußeren erhitzten Raum verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, wobei der Trockenraum von außen bei einer Wandtemperatur über 125°C erhitzt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 29 oder 30, wobei die Luft, welche von außen in den Innenraum passiert, über die Temperatur des Außenraums erhitzt wird, bevor sie in den Innenraum passiert.
Verwendung des mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20 erhältlichen Gipses, welcher ein d50 von 30 bis 100 µm aufweist, als ein Bindemittel und/oder Füllstoff in einem Wandputz.
Verwendung des mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20 erhältlichen Gipses, welcher ein d50 von 20 bis 30 µm aufweist, zur Gipsfaserplattenherstellung nach einem Filtrationsverfahren.
Verwendung des mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20 erhältlichen Gipses, welcher ein d50 von 15 bis 22 µm aufweist, zur Gipsplattenherstellung.
Verwendung des mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20 erhältlichen Gipses, welcher ein d50 von 10 bis 20 µm aufweist, für Industriegipse und/oder für Fugenfüller.
Verwendung des mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20 erhältlichen Gipses, welcher bimodal mit einer ersten Spitze bei 3 bis 10 µm und einer zweiten Spitze bei 20 bis 60 µm ist, zur Herstellung von Gipsfaserplatten mit hoher Festigkeit durch das Druckfilterverfahren.