JP3170234B2 - 化学石膏の製造方法 - Google Patents
化学石膏の製造方法Info
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Description
ルシウムから二水石膏を直接二水法によって製造する化
学石膏の製造方法であって、安定的に嵩密度の大きい石
膏を製造することが可能な化学石膏の製造方法に関す
る。
し、二水石膏を数百t/日の工業的規模で製造する場
合、嵩密度が0.4 〜0.5(g/cm3)程度の微粉状石膏と、厚
みが10μm 程度の薄板状の石膏が混在したものしか製造
することができず、用途が限定されていた。
おける脱水機の電力増加、石膏製造装置のスケーリング
の促進、石膏輸送コストの増加などの問題を生じる。こ
のため、添加剤を使用し結晶の成長を促進する場合もあ
るが、石膏ボード用に使用する場合にはその添加剤には
ボード製造に適さない成分が含まれる場合が多く、薬剤
コスト、管理の煩雑さ、品質の面から実際には使用でき
ないことが多い。
来技術の問題点を解決し、添加剤(薬剤)を使用するこ
となく、安定的に嵩密度の大きい石膏を製造することが
可能な化学石膏の製造方法を提供することを目的とす
る。
酸カルシウムから二水石膏を化学的に合成する化学石膏
の製造方法であって、少なくとも、硫酸と循環石膏スラ
リーとを混合槽で混合する工程と、該混合槽で得られた
硫酸および石膏の混合スラリーと炭酸カルシウムとを反
応槽において反応せしめる工程と、該反応槽で得られた
石膏結晶を熟成槽において熟成する工程とを有し、前記
混合槽へ循環、供給する循環石膏スラリーが、前記熟成
槽以降の工程で得られた石膏スラリーであって、前記混
合槽への石膏循環量 (kg-CaSO4・2H2O/h) および前記循
環石膏スラリーの石膏濃度(g-CaSO4・2H2O/l) が、それ
ぞれ下記式(1) 、(2) を満足し、前記反応槽の液温を60
℃以上、反応槽の溶液のpHを2以下に調整することを特
徴とする化学石膏の製造方法である。
の硫酸濃度:60〜70wt%で、かつ、前記反応槽へ供給す
る炭酸カルシウムが炭酸カルシウム濃度:30〜40wt%の
スラリーであることが好ましい。
応槽への炭酸カルシウムの供給を炭酸カルシウムのスラ
リーの供給によって行い、該炭酸カルシウムのスラリー
を反応槽液中に配設したノズルを用い、ノズル噴出口に
おける噴出速度が1.0m/s以上で反応槽液中に噴出せしめ
ることが好ましい。
する。図1に、本発明に係わる石膏製造設備の一例を側
面図によって示す。図1において、1は混合槽、2は反
応槽、3は第1熟成槽、4は第2熟成槽、5は分離機送
液槽、6は攪拌機、7は攪拌翼、8は硫酸供給配管、9
は炭酸カルシウムスラリー供給配管、10は炭酸カルシウ
ムスラリー噴出ノズル、11は石膏スラリー循環配管、12
は送液配管、13はポンプ、14は石膏スラリーの遠心分離
機への送液配管を示す。
製造設備は、硫酸濃度:60〜70wt%に調整された硫酸
(硫酸水溶液)と第2熟成槽4から循環される石膏スラ
リーを予備混合する混合槽1と、混合槽1からオーバー
フローする硫酸および石膏の混合スラリー(以下混合ス
ラリーとも記す)と、炭酸カルシウム濃度:30〜40wt%
に調整された炭酸カルシウムスラリーとを反応させる反
応槽2と、石膏結晶を熟成し、スラリーのpHを後段の分
離機工程に影響がないpHまで上昇させる第1熟成槽3、
第2熟成槽4と、第2熟成槽4からオーバーフローする
石膏スラリーを遠心分離機に送液する分離機送液槽5と
から構成されている。
する循環石膏スラリーは、上記した図1に示す第2熟成
槽4から抜き出す石膏スラリーに限定されることなく、
図1に示す第1熟成槽3から抜き出して供給する方
法、第1熟成槽3および第2熟成槽4の両者から抜き
出して供給する方法、熟成槽が1槽の場合は当該熟成
槽から抜き出して供給する方法、熟成槽の後工程から
抜き出して供給する方法を用いることができる。
供給する循環石膏スラリーは、熟成槽以降の工程で得ら
れた石膏スラリーであれば、特に制限はされない。ま
た、本発明においては、1基の反応槽後に設けられ、石
膏結晶の成長が生じる反応槽を熟成槽と定義し、該熟成
槽には硫酸、炭酸カルシウム、またはそれらの両者が供
給されてもよい。
m3と高く、石膏ボード用に適した成分の石膏を製造する
ために、製造する石膏量の3.3 〜5.9 重量倍の種晶石膏
を第1熟成槽3以降の工程からスラリー状で混合槽1に
循環し、原料硫酸と混合槽1において予備混合すること
で、硫酸水溶液中に種晶石膏を均一かつ高濃度の状態で
分散させ、反応槽2へ供給する硫酸水溶液を、予め、後
段の反応槽2で生成する石膏が種晶石膏に付着、析出し
易い状態にしておく。
の石膏循環量(kg-CaSO4・2H2O/h)と石膏製造量(kg-Ca
SO4・2H2O/h) との比である種晶石膏循環比が下記式(1-
1)を満足するように、例えば図1に示されるように第2
熟成槽4から混合槽1へ石膏スラリーを循環、供給す
る。 種晶石膏循環比=混合槽1への石膏循環量(kg-CaSO4・2H2O/h) /石膏製造量 (kg-CaSO4・2H2O/h) =3.3 〜5.9 ………(1-1) 種晶石膏循環比が3.3 未満の場合は、得られる石膏の嵩
密度が低下し、5.9 超えの場合は、嵩密度の増加効果が
実用的に飽和し、循環スラリー送液ポンプの電力使用量
が増加し経済的でない。
足する場合でも、循環石膏スラリー中の石膏濃度が薄い
場合、混合槽1内の種晶石膏濃度が薄くなり反応槽2で
微細結晶が生成する。このため、本発明においては、混
合槽1へ循環する石膏スラリーの石膏濃度が500g-CaSO4
・2H2O/l以上となるように調節し、混合槽1内の液中の
種晶石膏を適切な濃度に保つ。
石膏濃度が700g-CaSO4・2H2O/lを超えると、石膏スラリ
ーの送液が困難となり、本発明においては、混合槽1へ
循環する石膏スラリーの石膏濃度を、500 〜700g-CaSO4
・2H2O/lと規定した。また、本発明においては、工業的
に簡易な方法で上記した目的とする石膏スラリーの石膏
濃度を得るために、混合槽1へ供給する硫酸の濃度を60
〜70wt%に調整すると共に、反応槽2へ供給する炭酸カ
ルシウムとしては炭酸カルシウムのスラリーを用い、当
該炭酸カルシウムスラリーの炭酸カルシウム濃度を30〜
40wt%に調整することが、より好ましい。
て、炭酸カルシウムのスラリーを、反応槽液中に配設し
た炭酸カルシウムスラリー噴出ノズル10を用い、ノズル
噴出口における噴出速度が1.0m/s以上で反応槽液中に噴
出せしめることが好ましい。なお、上記したノズル噴出
口における噴出速度とは、炭酸カルシウムスラリーの噴
出量(m3/s) を炭酸カルシウムスラリー噴出ノズル10の
噴出口開口部の面積(m2)で除した値で定義される。
リーを反応槽液中に噴出せしめることによって、反応槽
液中での炭酸カルシウムの分布が均一となり、混合槽1
から反応槽2へ供給される混合スラリーとの反応が反応
槽2内で均一に生じ、この結果、局所的に炭酸カルシウ
ム濃度が濃い箇所で発生する微小結晶石膏の生成が抑制
される。
スラリーを、液中の撹拌機6の撹拌翼7の近傍に、炭酸
カルシウムスラリー噴出ノズル10を用い、ノズル噴出口
における噴出速度が1.0m/s以上で、反応槽液中に鉛直下
向きに噴出せしめることがより好ましい。本発明におい
て、反応槽2内の液温および反応槽2内の溶液のpHはい
ずれも得られる石膏の嵩密度に大きく影響する。
より好ましくは60〜70℃に調整し、反応槽2内の溶液の
pHは2以下、より好ましくは1.5 以下に調整する。反応
槽2内の液温が60℃未満の場合、板状結晶の厚み方向へ
の結晶成長の速度が遅く、得られる石膏の嵩密度が小さ
くなり、逆に70℃超えの場合は、結晶成長の促進効果が
実用的に飽和し、経済的でない。
結晶の厚み方向への結晶成長の速度が遅く、得られる石
膏の嵩密度が小さくなる。なお、pHの下限は、石膏の嵩
密度の上から制限されるものではなく、装置の耐酸性に
対する仕様決定などの面から任意に決定できる。第1熟
成槽3内の液温、第2熟成槽4内の液温は、いずれも60
〜70℃に調整し、第1熟成槽3内の溶液のpHは 3.5〜4.
5 に調整することが好ましい。
槽2への炭酸カルシウムスラリーの供給量を調整するこ
とで行うことができる。第2熟成槽4内の溶液のpHは
5.0〜6.0 に調整することが好ましい。以上述べた本発
明によれば、添加剤(薬剤)なしに板状結晶の厚み方向
への結晶成長を促進させ、また、種晶石膏不足時に発生
する全長10μm 以下の微結晶の生成を抑制し、化学石膏
の嵩密度を増加させることができる。
循環比):2.1 〜5.3 混合槽1へ循環、供給した循環石膏スラリーの石膏濃
度:450 、620 g-CaSO4・2H2O /l 混合槽1へ供給した硫酸濃度:40〜70wt% 反応槽2へ供給した炭酸カルシウムスラリーの炭酸カル
シウム濃度:38wt% 反応槽1液中に配設した炭酸カルシウムスラリー噴出ノ
ズル10のノズル噴出口におけるスラリーの噴出速度:1
m/s 反応槽2の液温 :65℃ 反応槽2の溶液 pH :1.0 、2.0 、4.0 第1熟成槽3の液温、第2熟成槽4の液温:65℃ 第1熟成槽3の溶液のpH:4 第2熟成槽4の溶液のpH:5 得られた結果を操業条件と併せて表1に示す。
添加剤(薬剤)を使用することなく、安定的に嵩密度の
大きい石膏を製造することが可能となった。また、石膏
製造設備におけるスケーリングを抑制することが可能と
なった。
プラントでも石膏ボードの生産に適する嵩密度0.6 〜0.
8(g/cm3)の二水石膏を安定して製造することが可能とな
った。また、本発明によって、石膏製造設備におけるス
ケーリングを抑制することが可能となり、設備保守が軽
減し、石膏製造設備の生産性を向上することが可能とな
った。
おける脱水機の台数、脱水機における所要電力、石膏輸
送コスト、石膏製造設備の保守コストのいずれも削減す
ることが可能となった。
図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 硫酸および炭酸カルシウムから二水石膏
を化学的に合成する化学石膏の製造方法であって、少な
くとも、硫酸と循環石膏スラリーとを混合槽で混合する
工程と、該混合槽で得られた硫酸および石膏の混合スラ
リーと炭酸カルシウムとを反応槽において反応せしめる
工程と、該反応槽で得られた石膏結晶を熟成槽において
熟成する工程とを有し、前記混合槽へ循環、供給する循
環石膏スラリーが、前記熟成槽以降の工程で得られた石
膏スラリーであって、前記混合槽への石膏循環量 (kg-C
aSO4・2H2O/h) および前記循環石膏スラリーの石膏濃度
(g-CaSO4・2H2O/l) が、それぞれ下記式(1) 、(2) を満
足し、前記反応槽の液温を60℃以上、反応槽の溶液のpH
を2以下に調整することを特徴とする化学石膏の製造方
法。 記 前記混合槽への石膏循環量(kg-CaSO4・2H2O/h) /石膏
製造量(kg-CaSO4・2H2O/h) =3.3 〜5.9 ………(1) 前記循環石膏スラリーの石膏濃度=500 〜700g-CaSO4・
2H2O/l………(2) - 【請求項2】 前記混合槽へ供給する硫酸の硫酸濃度:
60〜70wt%で、かつ、前記反応槽へ供給する炭酸カルシ
ウムが炭酸カルシウム濃度:30〜40wt%のスラリーであ
ることを特徴とする請求項1記載の化学石膏の製造方
法。 - 【請求項3】 前記反応槽への炭酸カルシウムの供給を
炭酸カルシウムのスラリーの供給によって行い、該炭酸
カルシウムのスラリーを反応槽液中に配設したノズルを
用い、ノズル噴出口における噴出速度が1.0m/s以上で反
応槽液中に噴出せしめることを特徴とする請求項1また
は2記載の化学石膏の製造方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP28707197A JP3170234B2 (ja) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | 化学石膏の製造方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP28707197A JP3170234B2 (ja) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | 化学石膏の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH11116239A JPH11116239A (ja) | 1999-04-27 |
JP3170234B2 true JP3170234B2 (ja) | 2001-05-28 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP6172011B2 (ja) * | 2014-03-24 | 2017-08-02 | 住友金属鉱山株式会社 | 石膏の製造方法 |
CN104609454B (zh) * | 2015-02-11 | 2016-03-23 | 芜湖卓越纳米新材料有限公司 | 一种循环利用过滤水生产纳米活性碳酸钙的方法 |
-
1997
- 1997-10-20 JP JP28707197A patent/JP3170234B2/ja not_active Expired - Fee Related
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