DE714622C

DE714622C - Process for the production of fine-grained plaster

Info

Publication number: DE714622C
Application number: DEI62157D
Authority: DE
Inventors: Winfred Joseph Cauwenberg; Lonnie W Ryan
Original assignee: Interchemical Corp
Current assignee: Interchemical Corp
Priority date: 1938-08-06
Filing date: 1938-08-06
Publication date: 1941-12-03

Description

Verfahren zur Herstellung von feinkörnigem Gips Die Erfindung bezieht sich auf ,die Herstellung von zerkleinertem Gips, insbesondere zur Verwendung als Pigmentstreckmittel in Cal-' ciumsulfattitandioxydkompositionspigmenteit. Grundlage des Verfahrens isst ein Entwässern des Gipses durch Erhitzen mit anschließendem Rehydratisieren. Es ist natürlich bekannt, daß Gips durch Erhitzen dehydratisiert. «-erden kann und daß der entwässerte Gip,c rehydratisiert werden kann, so daß er seine ursprüngliche Kristallform wieder annimmt. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, ungünstige Ergebnisse, die man beim Rehvdratisieren von feinem Gips erhielt, dadurch zu verbessern, daß man das Halbhydrat verdichtete durch Stampfen, Schlagen oder Behandlung in Kugelmühlen, um so eine höhere scheinbare Dichte zu erzielen.Process for the production of fine-grain plaster of paris The invention relates to focus on the manufacture of crushed plaster of paris, particularly for use as Pigment extender in calcium sulfate titanium dioxide composition pigment. basis of the process eats a dehydration of the gypsum by heating with subsequent Rehydrate. It is of course known that gypsum dehydrates when heated. «- can earth and that the dehydrated gypsum, c can be rehydrated so that it returns to its original crystal form. It has already been suggested unfavorable results obtained by rehabilitating fine plaster of paris, to be improved by compacting the hemihydrate by pounding, beating or ball mill treatment so as to achieve a higher apparent density.

Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung wird nun eine zweistufige Behandlung vorgenommen.According to the method according to the invention, there is now a two-stage treatment performed.

Zunächst werden gewöhnliche Gipskristalle so langsam erhitzt, daß sie in unregelmäßige und im wesentlichen wasserfreie Kristallteilchen mit einem durchschnittlichen Durchinesser von etwa 5 Mikron zersprengt werden; hierauf werden diese unregelmäßigen Kristallteilchen in solcher Weise rehydratisiert, daß Rekristallisation und Kristallwachstum vermieden werden, so daß also die rehydratisierten Kristalle noch dieselbe geringe Teilchengröße unter 5 Mikron aufweisen. Diese Rehvdratisierung wird unter.\%ermeidung der Anwesenheit einer wesentlichen Wassermenge in flüssiger Phase durchgeführt. Durch das Verfahren gemäß der Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß rehydratisierte Gipskristalle von geringer Größe und wertvollen Eigenschaften in einfacher und wirtschaftlicher Weise hergestellt werden können, indem man zunächst fein verteilte dehvdratisierte Kristalle herstellt und diese unter Aufrechterhaltung der geringen Teilchengröße wieder hydratisiert.At first ordinary gypsum crystals are heated so slowly that them into irregular and essentially anhydrous crystal particles with a average diameter of about 5 microns are shattered; be on this these irregular crystal particles are rehydrated in such a way that recrystallization and crystal growth are avoided, so that the rehydrated crystals still have the same small particle size below 5 microns. This re-framing is under. \% avoiding the presence of a substantial amount of water in liquid Phase carried out. The method according to the invention has the advantage that that rehydrated gypsum crystals of small size and valuable properties Can be made in a simple and economical manner by first produces finely divided dehydrated crystals and maintains them rehydrated due to the small particle size.

Gewünschtenfalls kann der rehvdratisierte Gips direkt mit einer zu hvdrolysierenclen Titanlösung gemischt werden. \lan kann ihn auch einem kurzen trockenen oder nassen llalill>roze13 unterwerfen, um die losen AgglonieratL vor dein Vermischen mit der Titanlüsting aufzubrechen.If desired, the rehabilitated cast can be applied directly to a hvdrolysierenclen titanium solution are mixed. \ lan it can also be dry for a short time or wet llalill> roze13 subjugate to the loose agglonerationL to break up before your mingling with the titan lusting.

Für das Verfahren kann natürlicher Gips. Abfallgips oder in jeder beliebigen «'eise künstlich hergestellter Gips verwendet wer-(1en. Vorzugsweise soll das Material soweit als möglich frei sein von unerwünschten Metallen, wenn das Pigment zur Herstellung von Titanpigmenten verwendet werden soll. Außerdem soll das Ausgangsmaterial in Pulverform vorliegen. Es ist festgestellt worden, (1a13 Pulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße, die durch ein Sieb mit gooMaschen auf i cm= bestimmt wird, für die Zwecke des vorliegenden Verfahrens ausgezeichnet geeignet ist.Natural plaster of paris can be used for the procedure. Waste plaster of paris or in each Any artificial plaster of paris can be used (1en. Preferably the material should be free of undesirable metals as far as possible, if the pigment is to be used for the production of titanium pigments. Also should the starting material is in powder form. It has been established (1a13 Powder with an average particle size that passes through a sieve with gooMaschen is determined to i cm = is excellent for the purposes of the present method suitable is.

Die Rehydratisierung kann in jeder geeigneten Vorrichtung durchgeführt werden, beispielsweise in einem mit Sprühdüsen ausgerüsteten Turm, in einer horizontal oder schwach geneigt gelagerten, mit Sprühdüsen ausgerüsteten rotierenden Trommel, in einem 'Mischer von der Art der gewöhnlich als Teigmischer bezeichneten Vorrichtungen oder in :inem kontinuierlich arbeitenden Schneckenförderer. Die Rehvdratisierung des Gipses ist eine exotherine Reaktion, und bei Anwendung eines 'Mischers oder eines Schneckenförderers wird vorzugsweise ein mit Kühlmantel versehener Mischer oder Fördertrog verwendet, welcher während der Relivdration durch flie-13en(les kaltes Wasser gekühlt wird. Beispiel I 3 2o kg eines bis zu einer durch ein Sieb mit goo Flaschen auf i cm= bestimmten Teilchengröße gemahlenen Gipses werden in einen Kessel cingefiillt und unter langsamem Rühren ini Laufe von etwa io Stunden so weit erhitzt. bis (las Kristallwasser vollständig ausgetrieben ist. -Nach der angegebenen Zeit l )e trugt die T eniperatur des entwässerten Gipse, etwa 15o' ; das Gewicht hat sich auf 253 kg verringert.The rehydration can be carried out in any suitable device, for example in a tower equipped with spray nozzles, in a horizontally or slightly inclined rotating drum equipped with spray nozzles, in a mixer of the type commonly referred to as a dough mixer or in: in continuously working screw conveyor. The re-hydration of the plaster of paris is an exothermic reaction, and if a mixer or a screw conveyor is used, a mixer or conveying trough provided with a cooling jacket is preferably used, which is cooled by flowing cold water during the relivdration. Example I 3 20 kg of a Plaster of paris, ground to a particle size of 1 cm = determined by a sieve with goo bottles, is poured into a kettle and heated with slow stirring in the course of about 10 hours until (the water of crystallization is completely expelled. -After the specified time 1 ) e supports the temperature of the drained gypsum, about 15o '; the weight has decreased to 253 kg.

Die 253 kg des entwässerten Gipses werden (tann durch einen mit Wassermantel ausgerüsteten -'#,clineckenfiirclerer geführt, wobei 661 ':altes Wasser langsam in solchen Teilinengen zugesetzt werden, daß während der Behandlung ini wesentlichen nie eine flüssige Phase vorliegt. 'Man läßt das Wasser durch ein in (leg Längsrichtung über dem 1#iir(lerer angeordnetes Rohr fließen und durch enge. in die Unterseite (los Rohres gebohrte Öffnungen in den I#iirderer tropfen. Während der Zu-(los Wassers wird (las Material durch Uinlaufenlassen von kaltem Wasser durch den Wassermantel (les l#iii-clertroges gekühlt.The 253 kg of the dehydrated gypsum are then passed through a cline-corner filler equipped with a water jacket, with 661 : old water being slowly added in such partial quantities that a liquid phase is essentially never present during the treatment Water flow through a pipe arranged lengthways above the ler, and drip through narrow openings drilled into the underside of the pipe cold water cooled by the water jacket (les l # iii-clertroges.

1)1e 3201g des rehydratisierten Gipses werdutl (1.11111 '/.tl@alllinetl M it 763 1 Wasscr, das i.ii kg Calciumhydroxyd- Ca(HO):,-und o.64 kg \ atriumsulht enthält, in eine Kugelmühle eingefüllt und etwa 2 Stunden lang gemahlen, wodurch die agglomerierten Gipsteilchen zerteilt werden. Das Mahlen zerstört die Agglomeratstruktur.1) 1e 3201g of the rehydrated gypsum werdutl (1.11111 M'/.tl@alllinetl it 763 1 Wasscr that I.ii Calciumhydroxyd- kg Ca (HO), - and contains o.64 kg \ atriumsulht, filled into a ball mill and Milled for about 2 hours, which breaks up the agglomerated gypsum particles, and the milling destroys the agglomerate structure.

Wenn der zerkleinerte Gips als Pigmentstreckmittel in Calciumsulfattitandioxy dkompositionspiginenten verwendet werden soll, kann das folgende Verfahren eingeschlagen werden: Der obenerwähnte gemahlene Gipswasserschlamm wird in einen Behälter übergeführt und 462 1 Wasser, die etwa o,43 1 einer 93°;oigen Schwefelsäure enthalten und auf eine Temperätur von ioo° erhitzt worden sind, werden zugesetzt. Die sich ergebende Mischung des Gipswasserschlammes mit der Schlvefelsäurelösung nimmt eine Temperatur von etwa 70° C an. 861 kg einer Ilmeniterzlösung mit einer Temperatur von 65° C werden dann dieser Mischung zugesetzt. Die Analyse dieser Ilmeniterzlösung ist folgende: Ti 02 - 11,6 °%o, Schwefelsäure (frei und an Ti O= gebunden) - 31.2°!o. Die Ilmeniterzlösung wird in üblicher Weise hergestellt durch Digerieren des Ilmeniterzes mit Schwefelsäure, uni eine Titansulfat-Eisenstilfat-Lösung zu erzc-ugen,. worauf die Lösung geklärt wird, (las ganze Ferrieisen irl: Ferroeisen und ein Teil des Titans in Titansulfat übergeführt wird, so 11a13 die Lösung einen Titansulfatgehalt von 5 g je Liter aufweist, gerechnet auf Ti O_. Die Lösung wird dann auf den angegebenen '11 O_ Gehalt von 11.6 °Ja konzentriert und gekühlt, um das Ferrosulfat zti entfernen, das bei etwa 1(1' C kristallisiert.If the crushed gypsum is to be used as a pigment extender in calcium sulfate titanium dioxy dkompositionspiginenten, the following procedure can be followed: The above-mentioned ground gypsum water sludge is transferred to a container and 462 liters of water, which contain about 0.43 liters of a 93 °; o sulfuric acid and a Temperature of 100 ° have been heated are added. The resulting mixture of the gypsum water sludge with the Schlvefelsäurelösung assumes a temperature of about 70 ° C. 861 kg of an ilmenite ore solution at a temperature of 65 ° C. are then added to this mixture. The analysis of this ilmenite ore solution is as follows: Ti 02 - 11.6% o, sulfuric acid (free and bound to Ti O =) - 31.2% o. The ilmenite ore solution is prepared in the usual way by digesting the ilmenite ore with sulfuric acid to produce a titanium sulfate-iron stilfate solution. whereupon the solution is clarified, (read the whole ferrous iron irl: ferrous iron and part of the titanium is converted into titanium sulfate, so that the solution has a titanium sulfate content of 5 g per liter, calculated on Ti O_. The solution is then calculated on the specified '11 O_ content of 11.6 ° Ja concentrated and chilled to remove the ferrous sulphate which crystallizes at about 1 (1 'C.

Dann werden 10.27 1 einer Schwefelsäure zugesetzt, und anschließend wird das Gemisch rasch bis zur Siedetemperatur erhitzt und gekocht, bis etwa 95 % des Titans gefällt sind. Der zusammengesetzte Niederschlag wird abhltriert oder in anderer Weise von der Mutterlauge getrennt, gewaschen und bei einer Temperatur von etwa goo° calciniert. Beispiel II 3 2o kg Gips werden in einen Kessel gebracht und unter langsamem Ruhren während etwa 8 Stunden erhitzt, 1>1s soviel Kristallwasser au#getriel)en ist, daß <las Calciumstilfat in der Forin (los 1-htll)Iivdrate; (Ca S O., #'1_ H=O) zurückbleibt. Am linde (leg angerebenen Zeit beträgt die Temperatur des Halbhydrates etwa i io=. Das Gewicht hat sich auf 2701,g verringert, wie durch Glühverlust einer Prohe festgestellt wurzle.Then 10.27 l of a sulfuric acid are added, and then the mixture is quickly heated to the boiling point and boiled until about 95 % of the titanium has been precipitated. The composite precipitate is filtered off or otherwise separated from the mother liquor, washed and calcined at a temperature of about goo °. EXAMPLE II 3 20 kg of plaster of paris are placed in a kettle and heated with slow stirring for about 8 hours; (Ca S O., # '1_ H = O) remains. At the linde (leg) indicated time, the temperature of the hemihydrate is about 10%. The weight has decreased to 2701 g, as was established by the loss of ignition of a Prohe.

I)ie 27o kg Calciumsulfat in Forin des llalbliydrates werden (Mann in eine rotierende 'Croniniel gebracht. und unter dauerndem Rotiefen der Trommel werden im Verlauf von etwa 2 Stunden 5o 1 kaltes Wasser langsam zugesetzt. In diesem Fall kann das Wasser in Form eines feinen Nebels zugesetzt werden, der durch Einsprühen des Wassers in die Trommel 1211t Düsen erhalten wird, welche das `Nasser in nebelförmige, feine Verteilung bringen.I) The 270 kg of calcium sulphate in forin des llalbliydrates are put into a rotating croniniel, and while the drum is constantly reddening, 50 liters of cold water are slowly added in the course of about 2 hours. In this case the water can be in the form of a fine Mist can be added, which is obtained by spraying the water into the drum 1211t nozzles, which bring the water into mist- shaped, fine distribution.

Die 270 kg des rehydratisierten Gipses werden zusammen mit 7631 Wasser, das i, i i kg Calciumhydroxyd - Ca (O H), - und o,64 kg Natriumsulfit enthält, in eine Kugelmühle gebracht und etwa 2 Stunden lang gemahlen, wodurch die agglomerierten Gipsteilchen zerteilt werden.The 270 kg of the rehydrated gypsum are put into a ball mill together with 7631 water, which contains 1.II kg calcium hydroxide - Ca (OH), and 0.64 kg sodium sulfite, and milled for about 2 hours, whereby the agglomerated gypsum particles are broken up .

Wenn der zerkleinerte Gips als Pigment= streckmittel in Calciumsulfattitandioxydkompositionspigmenten verwendet werden soll, kann dasselbe Verfahren hinsichtlich der Mischung des gemahlenen Gipswasserschlammes mit der Schwefelsäurelösung usw. eingeschlagen werden, :wie es im Beispiel I angegeben ist. . Beispiel III Die Arbeitsweise gemäß Beispiel II kann geändert wenden, indem man in einem mit Wassermantel ausgerüsteten Teigmischer arbeitet und als Rehydratisierungsmittel niedriggespannteii Dampf allein oder in Mischung mit fein verteiltem Wasser verwendet.When the crushed plaster of paris is used as a pigment extender in calcium sulfate titanium dioxide composition pigments should be used, the same procedure can be used with regard to mixing the ground Gypsum water sludge with the sulfuric acid solution, etc. are beaten: how it is given in example I. . Example III The procedure according to Example II can be changed by turning in a dough mixer equipped with a water jacket works and as a rehydrating agent with low voltage in steam alone or in Mixture with finely divided water used.

Beispiel IV Das Verfahren des Beispieles II kann ge-, ändert werden, indem man einen mit Zerstäubungsdüsen ausgerüsteten Turm verwendet, in welchen kaltes Wasser eingesprüht wird, während der entwässerte Gips in einem Luftstrom dispergiert durch den Turm hindurchgeführt wird.Example IV The procedure of Example II can be changed using a tower equipped with atomizing nozzles in which cold Water is sprayed in while the dehydrated plaster of paris is dispersed in a stream of air is passed through the tower.

Es ist festgestellt worden, daß nach deal vorliegenden Verfahren ein rzeugnis von einer durchschnittlichen Teilchengröße von einen im wesentlichen unter 5 Mikron liegenden Maximaldurchmesser hergestellt werden kann und bei üblicher Sorgfalt von einem Maximaldurchmesser von i % Mikron oder weniger, wenn man von einem Gipspulver mit ziemlich großen Teilchen in der Größenord-1-,ung ioo bis 200 Mikron ausgeht.It has been found that, according to the present proceedings, a Product of an average particle size of substantially below one A maximum diameter of 5 microns can be produced and with the usual care of a maximum diameter of i% microns or less when talking about a gypsum powder starts with fairly large particles in the order of magnitude of 1 to 100 to 200 microns.

Das vorliegende Verfahren weist gegenüber einem bereits bekannten Verfahren, nach welchem ähnliche unregelmäßige Gipskristalle erhalten werden können, den Vorteil geringerer Kosten und den weiteren Vorteil auf, daß ein reines Caciumsulfat in trockenem Zustand erhalten wird, welches als solches als Pigment für Anstrichfarhen, Druckfarben u. dgl. verwendet oder bei der Herstellung von Kompositionspigmenten verarbeitet werden kann.The present method differs from an already known one Process by which similar irregular gypsum crystals can be obtained, the advantage of lower costs and the further advantage that a pure calcium sulfate is obtained in the dry state, which as such is used as a pigment for paints, Printing inks and the like are used or in the manufacture of composition pigments can be processed.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of fine-grain plaster, especially for use as a pigment extender in calcium sulfate titanium dioxide composition pigments, by dehydrating gypsum crystals by heating them and then rehydrating them, characterized in that the gypsum crystals, preferably while moving, so slowly heated so that they rode into substantially anhydrous particles an average Diameters below about 5 microns can be shattered and that they become irregular Crystal particles, preferably with stirring, avoiding the presence of any substantial amount of water rehydrated in the liquid phase, so that recrystallization and crystal growth can be avoided. -

2. The method according to claim i, characterized in that rel; emi-calibrates, that the irregular crystal particles are cooled during the relativization.