FI102891B - Method for treating gypsum - Google Patents
Method for treating gypsum Download PDFInfo
- Publication number
- FI102891B FI102891B FI973289A FI973289A FI102891B FI 102891 B FI102891 B FI 102891B FI 973289 A FI973289 A FI 973289A FI 973289 A FI973289 A FI 973289A FI 102891 B FI102891 B FI 102891B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- gypsum
- desiccant
- treatment
- dehydration
- temperature
- Prior art date
Links
Landscapes
- Medicinal Preparation (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Description
109891109891
Menetelmä kipsin käsittelemiseksi I U L o 7Method for treating gypsum I U L o 7
Keksintö kohdistuu menetelmään kipsin käsittelemiseksi, jossa mene-5 telmässä kidevedellinen kipsi muutetaan sideaineeksi dehydraatiolla.The invention relates to a process for the treatment of gypsum, wherein the process comprises converting the aqueous gypsum to a binder by dehydration.
Kalsiumsulfaatilla CaS04 on useita erilaisia esiintymismuotoja. Luonnossa sitä on mm. kidevedettömänä anhydriittinä. Teollisten prosessien ja lämpövoimalaitosten jätekipsi (ns. sulfokipsi) sisältää tavallisissa olo-10 suhteissa yhtä kalsiumsulfaattimoolia kohti kaksi moolia kidevettä. Sideaineen tuottamiseksi tällaisesta kalsiumsulfaatin dihydraatista on tarpeen poistaa 1,5 vesimolekyyliä jollain menetelmällä, jolloin saadaan hemihydraattia CaSO · VMiO. Tätä kipsihemihydraattia käytetään laajasti itsenäisenä sideaineena tai komponenttina muita sideaineita sisäl-15 tävissä koostumuksissa rakennusmateriaaliteollisuudessa, kuten rakentamiseen käytettävien elementtien, esim. kipsilevyjen valmistuksessa.Calcium sulfate CaSO 4 has several different forms. In nature it is eg. as anhydrite, anhydrous. Waste gypsum (so-called sulphox gypsum) from industrial processes and thermal power plants contains two moles of crystalline water per mole of calcium sulphate under normal conditions. In order to produce a binder from such calcium sulfate dihydrate, it is necessary to remove 1.5 water molecules by some method to obtain the hemihydrate CaSO · VMiO. This gypsum hemihydrate is widely used as an independent binder or component in compositions containing other binders in the building materials industry, such as in the manufacture of building elements such as gypsum boards.
Tunnetuilla menetelmillä uuneissa tavallisessa dehydraatiossa saatava CaS04· ΛΑH20:n muodostuu pääasiassa kalsiumhydraatin beta-modifi-20 kaatiosta. Lujuutta vaativien rakenteiden, esim. rakennuslevyjen, valmistamiseen on parempi käyttää alfa-hemihydraattia. Sitä ei suorastaan synny missään jätekipsiä tuottavassa prosessissa, vaan sitä täytyy valmistaa dihydraattimuodosta sopivalla kuivausprosessilla. Alalla tunnetaan monia patentoituja menetelmiä. Miltei kaikissa käytetään auto-25 klaavia, paineastiaa, jossa lämpötila voidaan nostaa selvästi veden normaalia kiehumispistettä korkeammaksi.CaSO 4 · ΛΑH 2 O obtained by conventional methods in conventional furnace dehydration consists mainly of the beta-modification of calcium hydrate. It is preferable to use alpha hemihydrate for the manufacture of structures requiring strength, such as building boards. It does not even arise in any waste gypsum production process, but must be prepared from the dihydrate form by a suitable drying process. Many patented methods are known in the art. Almost everyone uses an auto-25 spout, a pressure vessel where the temperature can be raised well above the normal boiling point of water.
:·. Saksalaiset yritykset Sicowa GmbH u. Co. KG ja ProMineral GmbH·. German companies Sicowa GmbH u. C/o. KG and ProMineral GmbH
ovat kehittäneet prosessin, jossa kuivaus tapahtuu kylläisten kloridi-30 liuosten avulla eli kysymyksessä on eräänlainen osmoosi. Menettelyyn liittyy tuotteen pesu ja kuivaus, jotka lisäävät kustannuksia ja tuottavat jätevettä (lähde: Second International Conference on FGD and Chemical Gypsum, Toronto, May 12—15, 1991).have developed a process whereby drying is done with saturated solutions of chloride-30, which is a kind of osmosis. The procedure involves washing and drying the product, which increases costs and produces waste water (source: Second International Conference on FGD and Chemical Gypsum, Toronto, May 12-15, 1991).
: 35 Eri menetelmiä alfa-hemihydraattikipsin valmistamiseksi eri raaka-ai neista on patenttikirjallisuudessa esitetty julkaisuissa GB-2 011 363, DE-1 646 434 ja DE-1 796 242. Kaikissa tunnetuissa menetelmissä käytetään erityisiä käsittelyliuoksia ja korkeita lämpötiloja.: 35 Various processes for the preparation of alpha-hemihydrate gypsum from different raw materials are disclosed in GB-2 011 363, DE-1 646 434 and DE-1 796 242. All known methods employ special treatment solutions and high temperatures.
2 1028912 102891
Keksinnön tarkoituksena on esittää prosessi, jossa ei tarvita autoklaa-vikäsittelyä tai erikoisliuoksia. Tämän tarkoituksen toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiassa tunnusomaista se, että 5 kipsin dehydraatio tapahtuu poistamalla aluksi siitä vettä kuivausaineen avulla matalassa lämpötilassa, minkä jälkeen käsitelty kipsi kuivataan lämpökäsittelyllä korkeammassa lämpötilassa.The object of the invention is to provide a process which does not require autoclave treatment or special solutions. To accomplish this purpose, the process of the invention is essentially characterized in that dehydration of the gypsum occurs first by dewatering it with a desiccant at low temperature, followed by drying the treated gypsum at a higher temperature.
Raaka-aineena käytetty kipsi on erityisesti sulfokipsiä, t.s. kaasumais-10 ten rikkiyhdisteiden poistossa syntynyttä kipsiä.The gypsum used as the raw material is, in particular, sulphoxic gypsum, i.e. gypsum formed by the removal of gaseous sulfur compounds.
Menetelmän ensimmäisessä vaiheessa voidaan käyttää partikkelimuodossa olevia kuivausaineita, jotka sekoitetaan kipsin kanssa. Ortopii-happo on yksi tällainen kuivausaine.In the first step of the process, particulate driers can be used, which are mixed with gypsum. Orthopilic acid is one such desiccant.
1515
Edullisen menetelmävaihtoehdon mukaan käytetty, vettä imenyt kuivausaine, kuten ortopiihappo, regeneroidaan kuivaamalla ja kierrätetään prosessissa.According to a preferred process variant, the water-absorbing desiccant used, such as ortho-silicic acid, is regenerated by drying and recycled in the process.
20 Keksintöä selostetaan seuraavassa viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää alfa-hemihydraatin valmistusmenetelmää kaaviona, 25 kuvat 2—4 esittävät kolmesta eri lähteestä saadulla sulfokipsillä tehty jen valmistuskokeiden tuloksia, ja « · • ·· kuvat 5—8 esittävät mikroskooppikuvia valmistuskokeilla saaduista kipsikiteistä.The invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a diagram illustrating a method for preparing alpha hemihydrate, Figs.
30 • · ·30 • · ·
Savukaasujen puhdistuksen yhteydessä muodostuu kaasumaisten rikin * oksidien ja kalsiumyhdisteiden välisessä reaktiossa kipsiä, jota käyte- tään raaka-aineena keksinnön mukaisessa käsittelymenetelmässä. Sulfokipsin muodostumisreaktio on seuraava: SO2 + CaC03 + —> CaS03 · I&H2O + CO2 2CaS03 · y2H20 + 02 + 3H20 -> 2CaS04 · 2H20 35 102891In connection with the cleaning of flue gases, gypsum is formed in the reaction between the gaseous sulfur oxides and the calcium compounds, which is used as a raw material in the treatment process according to the invention. The reaction for the formation of sulphoxips is as follows: SO2 + CaCO3 + -> CaSO3 · I & H2O + CO2 2CaSO3 · y2H2O + 02 + 3H2O → 2CaSO4 · 2H2O
Sulfokipsin käsittelymenetelmä käsittää seuraavat kaksi vaihetta: I Vaihe, kalsiumsulfaatin dehvdraatio kuivakäsittelvllä 5 Sekoitetaan kalsiumsulfaatti ortopiihapon, mSi02 · nH20, kanssa painosuhteessa 1:1. Pidetään 20°C:n lämpötilassa suljetussa astiassa 24 tuntia. Tässä "pehmeässä" vaiheessa ortopiihappo "imee" kaiken vapaan ja fysikaalisesti sitoutuneen veden dihydraatista. Sekoituksen lämpötila kohoaa 40°C:een. Tällöin muodostuvat kalsiumsulfaatin he-10 mihydraatin oc-modifikaation ensimmäiset kiteet. Tässä vaiheessa tapahtuu myös muutoksia sitoutuneessa vedessä.The sulfoxipsip treatment process comprises the following two steps: Step I, Dry Dehydration of Calcium Sulphate 5 Mix calcium sulphate with orthosilicic acid, mSiO 2 · nH 2 O in a weight ratio of 1: 1. Keep at 20 ° C in a closed container for 24 hours. In this "soft" step, ortho-silicic acid "absorbs" all free and physically bound water from the dihydrate. The temperature of the mixture rises to 40 ° C. The first crystals of the α-modification of the calcium sulfate he-10 hydrate are formed. Changes in bound water also occur at this stage.
Välivaihe 15 Seulotaan sulfokipsi mSi02 · nH20 :sta seulalla, jonka reikäkoko on 0,25 mm. Ortopiihappo kuivataan, ja näin regeneroidulla ortopiihapolla käsitellään uusi erä sulfokipsiä. Sulfokipsi lähetetään jatkodehydra-tointiin.Intermediate 15 Sulfox gypsum is sieved from mSiO 2 · nH 2 O through a 0.25 mm mesh sieve. The ortho-silicic acid is dried, and the ortho-silicic acid thus regenerated is treated with a new batch of sulpho-gypsum. Sulfox gypsum is sent for further dehydration.
20 II Vaihe, lämpökäsittely20 Phase II Heat Treatment
Uunissa, t = 175°C, kolmen tunnin aikana tapahtuu sulfokipsin jatkode-hydratointi. Tällöin poistuu kemiallisesti sitoutunut vesi, syntyy kalsium-sulfaatin hemihydraatti, joka muodostuu pääasiassa a-modifikaatiosta. 25 I- vaiheessa ei seosta lämmitetä, vaan aineiden sekoitus keskenään : ·.. voidaan tehdä suhteellisen matalassa lämpötilassa (alle 30°C), kuten 18...25°C huoneenlämpötilassa. Seoksen lämpötilan nousu johtuu vain dehydraatioreaktiosta.The furnace, t = 175 ° C, is subjected to further dehydration of the sulfokips over a period of three hours. This removes the chemically bound water, giving rise to a calcium sulphate hemihydrate consisting mainly of the α-modification. In step I, the mixture is not heated, but the mixing of the substances: · .. can be done at relatively low temperatures (below 30 ° C), such as 18 to 25 ° C at room temperature. The temperature rise of the mixture is due only to the dehydration reaction.
30 • · * II- vaiheen, lämpökäsittelyvaiheen lämpötila voi olla myös alempi tai vii-pymäaika lyhyempi kuin edellä on esitetty. Jos lämpötilaa lasketaan, viipymäaika on vastaavasti pitempi, 100°C:ssa n. 24 h ja 140°C:ssa n. 12—14 h. 175°C:ssa riittää myös V2 h kuivaus, mutta parhaat ominai- 35 suudet saadaan, jos käsittelyaika on pitempi, n. 3 h. Kapasiteetin kan-. : naita nopea kuivaus korkeassa lämpötilassa (yli 170°C) on edullinen.30 • · * The temperature of the Stage II heat treatment step may also be lower or the residence time shorter than the above. If the temperature is lowered, the residence time is correspondingly longer, at 100 ° C for about 24 hours and at 140 ° C for about 12-14 hours. At 175 ° C, V2 h drying is also sufficient, but the best properties are obtained, if processing time is longer, approx. 3 h. A fast drying at high temperature (above 170 ° C) is preferred.
4 1028914, 102891
Saatu tuote, jossa kalsiumsulfaatin hemihydraatin α-modifikaation pitoisuus on suurempi kuin tavallisessa dehydraatiomenetelmässä saadun, soveltuu sideaineeksi moniin rakennusmateriaaleihin rakennusteollisuudessa, ja sitä voidaan käyttää lisäaineena tai rakennusmateriaalin, 5 kuten kipsilevyn perusrakenneaineena.The resulting product, which has a higher concentration of α-modification of the calcium sulfate hemihydrate than that obtained by the conventional dehydration process, is suitable as a binder for many building materials in the construction industry and can be used as an additive or as a base material for building materials such as gypsum board.
Keksintöä havainnollistetaan seuraavassa esimerkissä, joka ei ole keksintöä rajoittava.The invention is illustrated by the following non-limiting example.
10 Sulfokipsin käsittelytekniikan esimerkki:10 Example of Sulfokips Plaster Technology:
Raaka-aineena oli kolmesta eri savukaasujen puhdistuslaitoksesta saatu sulfokipsi, joka sertifikaattien mukaan sisälsi n. 10 % kosteutta.The raw material was sulphox gypsum from three different flue gas treatment plants, which according to the certificates contained about 10% moisture.
15 Kullekin sulfokipsierälle suoritettiin seuraava käsittely.The following treatment was performed on each batch of sulfo gypsum.
Otettiin 5 kg sulfokipsiä ja 5 kg teollisesti tuotettua ortopiihappoa. Nämä komponentit sekoitettiin keskenään astiassa 3—5 minuutin ajan. Tämän jälkeen astia suljettiin tiiviisti ja se jätettiin huoneenlämpötilaan 20 24 tunniksi. Tämän ajan kuluttua sulfokipsi seulottiin ortopiihaposta 0,25 mm aukoilla varustetulia seulalla. Näin saatu sulfokipsi vietiin lämpökäsittelyyn uuniin 175°C lämpötilaan 3 tunnin ajaksi. Samalla regeneroitiin ortopiihappo sen uutta käyttöä varten.5 kg of sulfoxic gypsum and 5 kg of industrially produced ortho-silicic acid were taken. These components were mixed together in a vessel for 3-5 minutes. The vessel was then sealed and left at room temperature for 20 to 24 hours. At the end of this time, the sulpho-gypsum was screened with orifice acid with 0.25 mm apertures. The sulfox gypsum thus obtained was subjected to heat treatment in an oven at 175 ° C for 3 hours. At the same time, ortho-silicic acid was regenerated for its new use.
• I « \’·! 25 Vertailukokeessa suoritettiin sulfokipsierälle lämpökäsittely 175°C:ssa ilman esikäsittelyä ortopiihapolla.• I «\ '·! In a comparative experiment, a batch of sulfoxypypsum was heat treated at 175 ° C without pretreatment with ortho-silicic acid.
< · • · • ··<· • · • ··
Tulokset on esitetty kuvissa 2—4, jotka kuvaavat kolmella eri erällä saatujen kipsien ominaisuuksia. Käyrä A kuvaa vertailukokeessa saa-..... 30 dun kipsin partikkelikokojakaumaa ja käyrä B keksinnön mukaisella käsittelymenetelmällä saadun kipsin partlkkelikokojakaumaa. Keksin-*\ ‘ non mukaisella menetelmällä saadulle kipsille on ominaista suurempi a -hemihydraattipartikkelien määrä, mikä näkyy suurempina partikkeleina. : -: Kuvista 2—4 lasketut ominaispinnat ovat seuraavat: 35The results are shown in Figures 2-4, which illustrate the properties of the gypsum obtained in three batches. Curve A depicts the particle size distribution of the plaster of -30 dun in the comparative experiment and curve B the particle size distribution of the gypsum obtained by the treatment method of the invention. The gypsum obtained by the process according to the invention - * \ 'non is characterized by a larger number of α-hemihydrate particles, which is reflected in larger particles. The specific surfaces calculated from Figures 2 to 4 are as follows:
Kuva 2: A:4370cm2/g, B:2092cm2/gFigure 2: A: 4370cm2 / g, B: 2092cm2 / g
Kuva 3: A:6259cm2/g, B:1815cm2/gFigure 3: A: 6259cm2 / g, B: 1815cm2 / g
Kuva 4: A: 5111 cm2/g, B: 1911 cm2/g.Figure 4: A: 5111 cm 2 / g, B: 1911 cm 2 / g.
102891 5102891 5
Pienet ominaispinnat ovat tyypillisiä juuri a-hemihydraattimuodolle.Small specific surfaces are typical of the α-hemihydrate form.
Kuvan 2 mukaisen erän partikkelien mikroskooppikuvat on esitetty ku-5 vissa 5—8. Kuvissa 5 ja 6 on esitetty käyrän A mukaisesta näytteestä suurennoksella 5000 otetut kuvat, ja kuvassa 7 on käyrän B mukaisesta näytteestä otettu kuva samalla suurennoksella, ja kuvassa 8 on samasta näytteestä otettu kuva suurennoksella 3500. Alfa-hemihydraatti-muodolle tyypillinen kidemuoto on hyvin nähtävissä näistä kuvista.The microscopic images of the particles in the batch of Figure 2 are shown in Figures 5-8. Figures 5 and 6 show pictures taken from a sample of curve A at 5000 magnification, and figure 7 shows a picture taken from sample B of curve at the same magnification, and figure 8 shows a picture taken at 3500 magnified from the same sample. images.
1010
Keksintö ei ole rajoittunut vain ortopiihapon käyttöön ensimmäisessä vaiheessa, vaan siinä voivat tulla kysymykseen muutkin kuivausaineet, jotka voidaan sekoittaa ortopiihapon tavoin jauhemaisen kipsin kanssa.The invention is not limited to the use of orthopilic acid in the first step, but may also include other desiccants which may be mixed with orthopedic acid with powdered gypsum.
15 •' · • · ·15 • '· • · ·
Ml • · · • · f « · • · · • « r • t • · • < · • u · • · « *Ml • · • • f «· • • •« r • t • • <· • u · • «*
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI973289A FI102891B1 (en) | 1997-08-11 | 1997-08-11 | Process for treating plaster |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI973289 | 1997-08-11 | ||
FI973289A FI102891B1 (en) | 1997-08-11 | 1997-08-11 | Process for treating plaster |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI973289A0 FI973289A0 (en) | 1997-08-11 |
FI102891B true FI102891B (en) | 1999-03-15 |
FI102891B1 FI102891B1 (en) | 1999-03-15 |
Family
ID=8549333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI973289A FI102891B1 (en) | 1997-08-11 | 1997-08-11 | Process for treating plaster |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI102891B1 (en) |
-
1997
- 1997-08-11 FI FI973289A patent/FI102891B1/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI973289A0 (en) | 1997-08-11 |
FI102891B1 (en) | 1999-03-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2016054602A1 (en) | Composition carbonatable calcium silicate cement containing hydrating materials | |
WO1994010099A1 (en) | Process for treating fly ash and bottom ash and the resulting product | |
JP2020015659A (en) | Stabilization method of carbon dioxide | |
KR20110069835A (en) | Fluorine insolubilizing agent, gypsum with elution of fluorine contained therein being reduced, and method for treating soil contaminated with fluirine | |
JPH02111646A (en) | Production of adhesive, underground building materials, construction part raw material and adhesive component or rapid solidifying component for concrete | |
Iribarne et al. | Reactivity of calcium sulfate from FBC systems | |
NL8203022A (en) | METHOD FOR TREATING FINISHED PRODUCTS FROM THE FLUE-GAS DESULFURATION | |
SK97093A3 (en) | Process for treatment of exhaust gas | |
FI102891B (en) | Method for treating gypsum | |
Kumar et al. | Recycling of marble waste for desulfurization of flue gas accompanied by synthesis of gypsum and PoP | |
US4342732A (en) | Sludge fixation and stabilization | |
JP2006224025A (en) | Method for immobilizing fluorine and/or boron | |
JP6964299B2 (en) | Carbon dioxide fixation method | |
JPS61209038A (en) | Preparation of absorbent for desulfurization and denitration | |
JP2011504160A (en) | Activated carbon as a mercury release inhibitor during gypsum firing | |
CN106467377A (en) | A kind of dry powder and mortar containing sintering dry desulphurization ash and preparation method thereof | |
KR100966784B1 (en) | Manufacturing method solidfication agent for oganic or inorganic waste resouce of useing retreat mathod | |
JPH05261279A (en) | Production of desulfurizing agent | |
Zaremba et al. | Properties of the wastes produced in the semi-dry FGD installation | |
JP2001253755A (en) | Gypsum composition eluting no fluorine and its manufacturing method | |
Blanco-Varela et al. | Thaumasite formation due to atmospheric SO2–hydraulic mortar interaction | |
NL8202052A (en) | PROCESS FOR PREPARING CALCIUM SULPHATE SEMI-HYDRATE FROM FLUE GAS. | |
JPS61293545A (en) | Exhaust gas purifying agent | |
JP2547260B2 (en) | Exhaust gas treatment method | |
JPS6366786B2 (en) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Owner name: VÄNNINEN, SVETLANA PAVLOVNA |