DE69803309T2

DE69803309T2 - Rückgewinnung von gipsmaterialien

Info

Publication number: DE69803309T2
Application number: DE69803309T
Authority: DE
Inventors: Graham O'brien; Martin Schofield
Original assignee: CASO Ltd
Current assignee: CASO Ltd
Priority date: 1997-09-06
Filing date: 1998-09-04
Publication date: 2002-10-02
Anticipated expiration: 2018-09-05
Also published as: EP1021384A1; DE69803309D1; EP1021384B1; ES2168154T3; AU8879898A; WO1999012861A1; PT1021384E; GB9718886D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Rückgewinnung von Gipsmaterialien, speziell von Modell-Gips, und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich auf Modell-Gips aus der Töpferei- und Sanitärwarenindustrie, sowie auf eine Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens.
Eine beachtliche Menge Abfall von Modell-Gips wird in der Töpferei- und Sanitärwarenindustrie erzeugt. Ein großer Teil dieses Modell-Gipses wurde bisher für Gießformen während des Formens der Ware durch Schlickerguss oder andere Verfahren verwendet. Herkömmlicherweise wurde dieses Abfallprodukt in Auffüllplätzen und dergleichen abgelagert. Gips wird aufgrund der zunehmenden Kosten des Gipses und insbesondere des Zur-Neige-Gehens einiger Gipsquellen wie auch wegen der Einführung von Mülldeponie-Steuern und dergleichen unwirtschaftlich. Abfall-Gipsmaterialien werden auch beim Raffinieren von Zucker und aus Entschwefelungsprozessen in der Pulverherstellungsindustrie verwendet.
Der Begriff "Gipsmaterialien" soll so aufgefasst werden, dass er Rohgips enthält, der bei der Filtration, Entschwefelung oder anderen Prozessen verwendet worden sein kann, sowie Modell-Gips.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Rückgewinnen von Gipsmaterialien mit den folgenden Schritten bereitgestellt: Erhitzen von gebrauchten Gipsmaterialien auf eine Temperatur von 200º bis 260ºC, um löslichen Anhydrit zu bilden; Abschrecken des Anhydrits; und Halten des Anhydrits in einer wässrigen Lösung bis das Dihydrat gebildet ist.
Das gebrauchte Gipsmaterial wird vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 220º und 240ºC erhitzt. Das gebrauchte Gipsmaterial wird vorzugsweise über mindestens 8 Stunden hinweg und vorzugsweise über im wesentlichen 12 Stunden hinweg erhitzt. Das gebrauchte Gipsmaterial kann in einem Dreh-Kalzinierofen erhitzt werden.
Das Abschrecken wird vorzugsweise erzielt durch Mischen mit Wasser und vorzugsweise unmittelbar nach dem Verlassen des Dreh-Kalzinierofen.
Das gebrauchte Gipsmaterial wird vor dem Erhitzen vorzugsweise zerkleinert und kann z. B. zermalt und/oder zermahlen werden.
Der Anhydrit kann über mehrere Stunden hinweg, vorzugsweise über mindestens 16 Stunden und wünschenswerterweise über etwa 72 Stunden hinweg in einer wässrigen Lösung gehalten werden. Die wäßrige Lösung kann schwach sauer sein und kann Succinsäure (Bernsteinsäure) z. B. in einer Konzentration von 0,25% enthalten.
Der Anhydrit kann in einem Gefäß gehalten und die wässrige Lösung durch dieses Gefäß hindurchgepumpt werden, um das Entfernen von Verunreinigungen zu ermöglichen.
Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Rückgewinnen von Modell-Gips gemäß einem der vorhergehenden sechs Absätze bereit, wobei das Dihydrat anschließend erhitzt wird, um das Halbhydrat zu bilden.
Das Dihydrat wird vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 150º und 190ºC und wünschenswerterweise auf eine Temperatur von im wesentlichen 170ºC erhitzt. Das Dihydrat kann gemahlen werden, um eine gewünschte Teilchen-Größenverteilung zu erzeugen. Das Dihydrat kann z. B. in einer Reibvorrichtung gleichzeitig getrocknet und gemahlen werden. Alternativ kann das Dihydrat schnell getrocknet werden und kann in einem Dreh-Kalzinierofen erhitzt werden.
Das Halbhydrat kann modifiziert ("gealtert") werden, um die Mischzeiten zu erhöhen. Dies kann durch Verwendung von Additiven erzielt werden, die Keratin oder Salz enthalten können, wobei die Additive vor dem anfänglichen Erhitzen dem Modell-Gips zugeführt werden können.
Alternativ können Abwandlungen des Hemihydrats ausgeführt werden, wobei ein durch Dampf erzeugtes Fließbett verwendet wird.
Die Erfindung stellt außerdem eine Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden elf Absätze bereit.
Es wird nun eine Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die einzige Figur der begleitenden Zeichnung beschrieben, bei der es sich um ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Anlage handelt, die mit einem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden kann.
In der Zeichnung ist eine Halde 10 für alte Gießformen aus Modell-Gips aus der Töpfereiindustrie vorhanden, von der Modellformen in einen Backenbrecher 18 geschaufelt werden können. Ein Förderband 12 führt zu dem Brecher 18 an einem Metalldetektor 14 vorbei, um Metallteile oder andere Metallverunreinigungen aus dem Gips zu entfernen. Ein Elevator 22 führt von dem Detektor 14 zu einer Hammermühle 24, die mit einem Staubabsauger ausgestattet ist. Die Mühle 24 ist so eingestellt, dass sie Teilchen von 3 mm Größe erzeugt. Ein vibrierendes Sieb 26 ist nach der Mühle 24 vorgesehen, um Nichtmetallteile und andere Fremdkörper zu entfernen.
Ein Elevator 28 führt von dem Sieb 26 zu einem Fördertrichter und Fördersystem 30. Das System 30 fördert Material in vier parallele Dreh-Kalzinieröfen 34 mit Brennkammern 36 und Brennern 37. Die Kalzinieröfen arbeiten bei 230ºC, und das Material wird über 12 Stunden hinweg darin gehalten. Mit den Kalzinieröfen 34 wird Wasser aus dem Modell-Gips ausgetrieben, um löslichen Anhydrit zu bilden. Eine Sackfilter-Anordnung 35 ist für die Dreh-Kalzinieröfen 34 vorgesehen. Der Ausgang von jedem Kalzinierofen 34 führt zu einem jeweiligen Rehydrationsmischer 38, in dem das Altmaterial beim Mischen mit Wasser abgeschreckt wird.
Ein Elevator 40 führt von dem Mischer 38 zu sechs parallelen Rekristallisationstanks 44, die jeweils einen Rührflügel 45 enthalten. Der Anhydrit wird in den Tanks über etwa 72 Stunden hinweg gehalten, während denen er sich in das Dihydrat umwandelt. Es hat sich manchmal als nützlich erwiesen, wenn die Lösung innerhalb der Tanks 44 schwach sauer ist, und eine Lösung aus Succinsäure z. B. mit einer Konzentration von 0,25% erwies sich als vorteilhaft, insbesondere beim Verringern der erforderlichen Verweilzeit in den Tanks 44. Die Lösungen in den Tanks 44 werden vorzugsweise durch sie hindurchgepumpt, um das Entfernen von Verunreinigungen zu ermöglichen. Abwasser von den Tanks 44 tritt in eine Wasseraufbereitungsanlage 46 ein.
Die Tanks 44 führen zu einem riemenartigen Vakuumfilter 48. Die Flüssigkeit von dem Filter 48 tritt über einen Auslaß 50 zu der Anlage 46 aus. Das feste Dihydrat aus dem Filter 48 tritt über einen Vibrationsförderer 52 zu einem Thermoventuri-Trockner 53 mit einem Brenner 55 über. In dem Trockner 53 wird das Material schnell getrocknet. Von dem Trockner 53 wird Material in einen weiteren Dreh- Kalzinierofen 54 gebracht. Der Dreh-Kalzinierofen 54 hält das Material in seinem Innern über zwei Stunden und arbeitet bei 170ºC, um das Dihydrat in Halbhydrat umzuwandeln.
Die Ausgabe von dem Kalzinierofen 54 tritt über ein Förderband 56 zu einer Mikromühle 58 und dann zu einem Filter 60 über. Von dem Filter 60 tritt das Halbhydrat zur Modifikation in ein durch Dampf erzeugtes Fließbett 52 ein. Das Bett 62 wird mit Dampf von einem Dampfkessel 64 gespeist. Material von dem Bett 52 tritt in einen Kühler 66 und dann über einen Elevator 68 in eine Absackanlage 70 ein.
Die Modifikation des durch das Bett 62 erzeugten Modell- Gipses erweist sich allgemein gegenüber der durch Additive erzeugten als bevorzugt. Man erkennt, dass diese Modifikation in anderen Prozessen und mit ursprünglichem Modell- Gips verwendet werden könnte.
Es wurde somit ein Verfahren zum Rückgewinnen von Modell- Gips sowie eine geeignete Anlage für dessen Durchführung beschrieben. Dieses Verfahren wird zwar in Bezug auf Töpfereiformen beschrieben doch die Formen könnten auch Sanitärware-Formen oder andere Formen sein. Die Anlage hat einen relativ herkömmlichen Aufbau und kann daher kostengünstig aufgebaut und betrieben werden. Bei den Produkten eines solchen Verfahrens hat sich allgemein gezeigt, dass sie überlegene und beständigere Eigenschaften als ursprünglicher Modell-Gips haben.
Es können zahlreiche Abwandlungen durchgeführt werden, ohne daß man den Bereich der Erfindung verlässt. So könnte z. B. eine andere Anlage als die oben beschriebene verwendet werden. Eine Reibvorrichtung könnte anstelle des zweiten Kalzinierofens verwendet werden. Der Modell-Gips kann alternativ unter Verwendung von Additiven, wie z. B. Keratin und Salz, modifiziert werden, wobei diese vor der Kalzinierung hinzugefügt werden könnten.
Die Erfindung kann auch verwendet werden, um andere Gipsmaterialien rückzugewinnen. Dabei handelt es sich um Rohgips, wie er z. B. bei der Zucker-Raffination oder für die Entschwefelung der pulvererzeugenden Industrie verwendet wird. Bei Rohgips ist das anschließende Erhitzen des Dihydrats nicht erforderlich, und man wird an dieser Stelle rückgewonnenen Gipssand gewonnen haben.

Claims

1. Verfahren zur Rückgewinnung von Gipsmaterialien mit den folgenden Schritten: Erhitzen von gebrauchtem Verputzungs- Gipsmaterial auf eine Temperatur von 200 bis 260ºC, um löslichen Anhydrit zu bilden; Abschrecken des Anhydrits; und Halten des Anhydrits in einer wässrigen Lösung bis das Dihydrat gebildet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gebrauchte Gipsmaterial auf eine Temperatur von 220 bis 240ºC erhitzt wird. ·

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gebrauchte Gipsmaterial über mindestens acht Stunden erhitzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das gebrauchte Gipsmaterial über im wesentlichen zwölf Stunden hinweg erhitzt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das gebrauchte Gipsmaterial in einem Dreh- Kalzinierofen erhitzt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschrecken vorzugsweise durch Mischen mit Wässer erzielt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschrecken vorzugsweise durch Mischen mit Wasser unmittelbar nach dem Verlassen des Dreh-Kalzinierofens erzielt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das gebrauchte Gipsmaterial vor dem Erhitzen zerkleinert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das gebrauchte Gipsmaterial zermalmt und/oder zermahlen wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anhydrit über mehrere Stunden hinweg in einer wässrigen Lösung gehalten wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Anhydrit über mindestens 16 Stunden hinweg in einer wässrigen Lösung gehalten wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Anhydrit über etwa 72 Stunden hinweg in einer wässrigen Lösung gehalten wird.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wässrige Lösung schwach sauer ist.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die wässrige Lösung Succinsäure (Bernsteinsäure) enthält.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Succinsäure 0,25% beträgt.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anhydrit in einem Gefäß gehalten und die wässrige Lösung hindurchgepumpt wird, um das Entfernen von Verunreinigungen zu ermöglichen.

17. Verfahren zur Rückgewinnung von Modell-Gips, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchgeführt wird und das Dihydrat anschließend erhitzt wird, um Halbhydrat zu bilden.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Dihydrat auf eine Temperatur zwischen 150 und 190ºC erhitzt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Dihydrat auf eine Temperatur von im wesentlichen 170ºC erhitzt wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Dihydrat gemahlen wird, um eine erforderliche Teilchen-Größenverteilung zu erzeugen.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Dihydrat gleichzeitig getrocknet und gemahlen wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Dihydrat schnellgetrocknet wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Dihydrat in einem Dreh-Kalzinierofen erhitzt wird.

24. Verfahren nach Anspruch 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbhydrat modifiziert ("gealtert") wird, um die Mischzeiten zu erhöhen.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbhydrat unter Verwendung von Additiven modifiziert wird, die Keratin oder Salz enthalten können.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Additive zu dem Modell-Gips vor dem anfänglichen Erhitzen hinzugegeben werden.

27. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbhydrat modifiziert wird, indem ein durch Dampf erzeugtes Fließbett verwendet wird.