JP5384351B2 - 超低コンシステンシーα−およびβ−ブレンド化粧しっくいの製法 - Google Patents

Description

本発明は、超低コンシステンシーのアルファ−およびベータ−ブレンド化粧しっくい（スタッコ）を生ずる焼成石膏を製造する改良された方法に関する。特に、本発明は、アルファ硫酸カルシウム半水和物を生成する第１の反応器におけるスラリー焼成工程、次にベータ硫酸カルシウム半水和物を生成する第２の反応器における焼成工程例えば流動床焼成工程からなる方法を提供する。

石膏硫酸カルシウム２水和物ＣａＳＯ_４・２Ｈ_２Ｏは、種々の源から生成される。粉末石膏は、５０重量％より多い硫酸カルシウム２水和物、ＣａＳＯ_４・２Ｈ_２Ｏを含むすべての混合物である天然の石膏に関する用語である。

一般に、石膏を含む生成物は、焼成した石膏相（すなわち、硫酸カルシウム半水和物および／または硫酸カルシウム可溶性無水物）および水そして任意に所望の他の成分の混合物を形成することにより製造される。混合物は、代表的な例では、予定された型中または基体の表面へ注型される。焼成された石膏は、水と反応して結晶性水和石膏すなわち硫酸カルシウム２水和物のマトリックスを形成する。硬化石膏の連結マトリックスの形成を可能にし、それにより石膏含有生成物中の石膏の構造を強固にするのは、焼成した石膏の望ましい水和である。

化粧しっくいは化学的に硫酸カルシウム半水和物と定義され、そして建築用しっくいおよび石膏ウォールボードをつくるのに使用される周知の建築用材料である。化粧しっくいは、典型的な例では石膏岩を粉砕し、次に石膏を大気圧下加熱して硫酸カルシウム２水和物を焼成（脱水）して硫酸カルシウム半水和物にすることによりつくられる。天然の石膏岩に加えて、煙道ガス脱硫石膏または化学プロセスからの石膏の使用も同様に用いられる。従来、石膏の焼成は、種々の相の石膏の混合物を含む大きな大気圧下の釜で行われる。

特許文献１は、その全体を本明細書で参考として引用されるが、耐火物のない大気圧下の釜での石膏の連続焼成のための独特な方法および装置を開示している。しかし、特許文献１は、また化粧しっくいを焼成するための種々の釜を開示している。これらの釜の１つは、厚いドーム形の底部を有し、それに対してガスを燃やした炎が向けられ、釜およびバーナーの炎は、好適な耐火性構造物内に囲まれる。通常、焼成された材料がそれに供給される連結した熱いピットが存在する。釜は、華氏２０００−２４００度（１０９３−１３１４℃）の範囲の温度に抵抗しなければならない。特許文献１は、特許文献２がこのタイプの構造を典型的に示していると述べている。

特許文献２は、本明細書に参考として引用されるが、乾燥したミネラル石膏粉末が、カバーされているが脱気されしかもやや真空の排気した焼成容器へ供給される連続流動化釜の焼成を開示している。操作して容器内が定常状態になった後、冷たい石膏のほぼ連続する流れ（予め乾燥されそして細かい状態に粉砕されており、細かくなった粒子サイズの広い分布を有する）が、釜中の流動化した沸騰する塊の頂部に加えられる。このような条件下で、既に沸騰している塊中へ落下する冷たい乾燥したミネラルに対する熱の衝撃は、砕かれた石膏岩の細片を徹底的に砕き、そして得られる化粧しっくい（ベータ半水和物）は非常に砕かれて割れ目を生じ、また粒子サイズが広く分布する。これは、化粧しっくいを水中に非常に急速に分散させ、そして通常使用されるコンシステンシーで石膏を水和するためには、化粧しっくいと混合されるべき計量される水の必要量は、非常に多くなる。

この「分散されたコンシステンシー」は、また当業者において「コンシステンシー」または「水要求量」として知られているが、化粧しっくいの重要な性質である。低いコンシステンシーの化粧しっくいは、一般に強い注型物を生ずる。

化粧しっくい（石膏プラスター）の基準コンシステンシーは、業界の用語であり、そしてＡＳＴＭ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ Ｃ４７２またはその実質的な相当する手順に従って決定できる。それは、化粧しっくい１００ｇあたり水の量（ｇ）として定義される。

特許文献３は、その全体を本明細書において参考として引用されるが、低いコンシステンシーのベータ半水和物を生成する連続釜焼成器へ湿った化学石膏ケーキを直接供給することを開示している。特許文献３において説明されているように、そして本発明の目的のために、「分散されたコンシステンシー」は、石膏ボード形成ラインで行われるのと同様な混合に関する基準の時間例えば７秒で、または現場用プラスター処方注型ミキサーにおける基準時間例えば６０秒で、高度のせん断強度下の実験室ミキサーによる機械的混合により基準重量の化粧しっくいが分散されるとき、基準の粘度または流れを生ずるのに必要な水容量として定義できる。

例えば、本明細書においてその全体を参考として引用される特許文献４において説明されているように、連続焼成により製造される焼成した石膏は、約１００−１５０ｃｃの分散したコンシステンシーを有する。石膏ボード製造のための「分散されたコンシステンシー」は、１００ｇの化粧しっくいが、ボード形成ラインで生ずる混合に等しい７秒間、高度のせん断強度下実験室用高速ブレンダーで機械的混合によって分散されるとき、基準の粘度または流れを与えるのに必要な水容量として定義できる。分散されたコンシステンシーは特定の数値で表されることになるが、これら特定の値は、個々の化粧しっくいおよび製造速度に応じてそれぞれのプロセスで変化することが理解できる。

低コンシステンシー化粧しっくいは、自動化石膏ボード製造において特に有利であり、その場合処理時間および処理エネルギーの大部分は、湿ったボードから過剰の水分を除くことに使われる。かなり過剰な水分は、焼成された石膏を適切に流動化しそして石膏スラリーの適切な流れを得るのに石膏ボード製造で必要とされる。

１００−１５０ｃｃの分散されたコンシステンシー値は、石膏ウォールボードプラントにおける典型的なスラリーについて焼成した石膏１００部あたり水約８５−１００部の水要求量を示す。焼成された石膏（硫酸カルシウム半水和物すなわち化粧しっくい）を硬化石膏２水和物へ転換するのに必要な理論上の水は、純粋なものに基づいて１８．７重量％に過ぎない。これは、ボードを乾燥するためには、石膏スラリー中に存在する水の約６７−８２％を除くことになる。元来、石膏ボード製造ラインの石膏ボード乾燥機は、例えば温度を華氏約４００度（２０４℃）に維持しそして約４０分の乾燥時間を維持することにより、この水を除く。

特許文献４−６は、すべてその全体を本明細書に参考として引用されるが、少量の水または種々の水溶液による化粧しっくいの焼成後の処理により連続焼成された釜の化粧しっくいの分散されたコンシステンシーを低下させて、湿っているが乾いたように見える材料を生じさせ、そして処理された化粧しっくいを「養生する（ｈｅａｌ）」ために少量の自由水を焼成された石膏粒子の表面に短時間すなわち約１−１０分間維持させることを教示している。

特許文献７は、その全体を本明細書に参考として引用されるが、アルファ硫酸カルシウム半水和物の製造を教示している。特許文献７は、アルファ半水和物が非針状結晶を形成し、それは針状の結晶を形成するベータ硫酸カルシウム半水和物とは異なることを述べている。特許文献７は、また通常の焼き石膏（ｐｌａｓｔｅｒ ｏｆ Ｐａｒｉｓ）（硫酸カルシウム半水和物）がベータ硫酸カルシウム半水和物であることを述べている。しかし、製造方法に応じて、焼き石膏は、なお無水硫酸カルシウムおよび／またはアルファ硫酸カルシウム半水和物を多少含む。その上、一定のアルファ半水和物含量を有するプラスターは高度の強さを示す。特許文献７は、有機不純物および細かいかつスライム状の結晶部分を除くために２水和物を水により洗脱し、そして約１．５−６のｐＨで２水和物の水性懸濁物を形成し、次に極めてコントロールされた条件下で加熱することにより非針状の結晶の形のアルファ硫酸カルシウム２水和物をつくることを教示している。

特許文献８は、その全体を本明細書において参考として引用するが、アルファ半水和物が、２水和物を水蒸気の存在下または水溶液中でコントロールされた蒸気圧条件下で加熱することにより製造されることを述べている。

特許文献９は、硫酸カルシウム２水和物を水熱的に再結晶して９５−９９重量％のアルファ硫酸カルシウム半水和物および５−１重量％の硫酸カルシウム２水和物を含む混合物を形成することにより硫酸カルシウム２水和物からつくられる速やかに硬化するアルファ硫酸カルシウム半水和物を開示している。この混合物中の２水和物は、次に混合物中に残る０．５％以内の２水和物の残りを除いて、焼成によりベータ硫酸カルシウム半水和物へ転換される。

米国特許５９２７９６８ 米国特許３２３６５０９ 米国特許４５３３５２８ 米国特許４２０１５９５ 米国特許４１１７０７０ 米国特許４１５３３７３ 米国特許３４１０６５５ 米国特許２９０７６６７ 米国特許４２３４３４５

低コンシステンシーと良好な強さとの特徴を有する化粧しっくいが望まれる。
アルファ硫酸カルシウム半水和物およびベータ硫酸カルシウム半水和物からなる化粧しっくい組成物を製造する方法を提供するのが本発明の目的である。

本発明は、水性スラリー中に５０−７５重量％の石膏を含有する固体から開始される。

６０ｐｓｉｇ（約５．２バール）で第１の連続攪拌タンク反応器中またはその前に１００−２００ｐｓｉｇ（約７．９−１５バール）の量の水蒸気を直接噴射すると、石膏固体の５０−９５重量％がアルファ硫酸カルシウム半水和物へ転換する。これは、硫酸カルシウム２水和物およびアルファ硫酸カルシウム半水和物を含む一部焼成された石膏スラリーを形成する。特に、約８０−９０重量％または７０−８５重量％の石膏が焼成されてアルファ硫酸カルシウム半水和物になる。一部焼成された石膏スラリーは、次に例えばフィルタープレスで脱水されて、９５−９８％固体の脱水した固体のフィルターケーキを生成する。フィルターケーキの温度を、分離中華氏約１７０度（７７℃）に保つ。次に、脱水した熱い固体を大気圧下の釜へ供給して、脱水した固体の硫酸カルシウム２水和物をベータ硫酸カルシウム半水和物へ転換することにより焼成プロセスを完了する。熱水（顕著な冷却なしに回収された）は、プロセスの供給物へ戻されて、プロセスで用いられるエネルギーを最低にする。別の方法として、水からの熱は、釜のプロセスからの廃熱とともに使用されて、プロセスの開始時石膏の原料スラリーを予熱する。

アルファ化粧しっくいおよびベータ化粧しっくいのブレンドをつくる本発明の方法は、ボード製造プロセスにおいて使用されるほぼ理論上の水要求量をもたらす。１００％の純粋なＣＳＨ（硫酸カルシウム半水和物）を石膏の形へ水和する水の理論量は、ＣＳＨ１００部あたり２１部の水であろう。このプロセスは、必要な最低量の分散剤または流動化剤により２１部へ低下した水要求量を生ずる。ベータ化粧しっくいのみは、水１４０部以内の水要求量を有し、そしてアルファ−ベータブレンド化粧しっくいの流れ特性に達するために多量の分散剤を要する。別の方法として、アルファおよびベータ半水和物のブレンドは、粉末を用いて製造できる。得られる材料は、もし非連続のプロセスによりつくられるならば、より多い全エネルギーを要する。また、得られる材料は、同じ結果を達成するためにベータに対して高い％のアルファを要する。そのため、本発明は、アルファ−ベータ化粧しっくいを生成するためにより経済的な焼成方法を提供する。

アルファ半水和物は流動性を助け、一方ベータ半水和物は反応性を助ける。方法は、脱水から回収される熱い水をリサイクルするため、エネルギーが能率的になる。また、固体は、脱水中熱さを維持して、材料が石膏を水和するために戻らないことを確実にする。

本発明のプロセスの態様の流れ図である。

図１は、本発明の方法を行うための装置の態様を示す。石膏（硫酸カルシウム２水和物）および水は、ミキサー（図示せず）中で混合されて、５０−７５％固体の石膏スラリー１０を形成する。石膏スラリー１０は、ジャケット付き反応器１２（オートクレーブ）に供給される。水蒸気１３は、また反応器１２へ供給されて加熱する。加熱の他の形も、適切であれば、反応器１２へ提供される。原料石膏は、任意の形の石膏であり、例えば粉末石膏、土壌または非土壌の源からの石膏ミネラル、動力プラントの煙道ガス脱硫プロセスからの合成石膏、または二酸化チタンプラントの副生物としての他の化学的石膏がある。従来、原料石膏は、ロールミル中で細かい粒子サイズへ石膏岩を砕くことにより製造される粉末石膏である。粉末石膏の細かさは、９５−９８％が１００ＡＳＴＭメッシュを通る程度である。粉末石膏の純度は、硫酸カルシウム２水和物８０−９９重量％に及ぶ。

結晶変性剤１４も、もし所望ならば、反応器１２へ供給される。結晶変性剤１４は、アルファ硫酸カルシウム半水和物の結晶の形態をコントロールして、所望の粒子サイズ例えば５０−２０ミクロン（ｄ_２０）平均粒子サイズを達成する。アルファ半水和物の脱水の前に、スラリー添加物が加えられて、濾過を助け、水和促進剤として働き、および／または最終の材料へ流動性を増す。

スラリー１０は、石膏を焼成してそれを一部アルファ硫酸カルシウム半水和物へ転換する条件例えば華氏３００度（１４９℃）で５５ｐｓｉｇ（約４．８バール）で反応器１２に保たれる。典型的な例として、５０−９５％、または８０−９５％または８０−９０％の石膏が、５分間の滞留時間で、焼成によりアルファ硫酸カルシウム半水和物、アルファ−ＣａＳＯ_４・０．５Ｈ_２Ｏへ転換される。転換は、滞留時間または反応器の放出の温度を変えることによりコントロールできる。温度が高ければ高いほど、より早い転換が生ずる。また、滞留時間が長ければ長いほど、より早い転換速度が達成される。

典型的な例では、反応器１２は、１５−１００ｐｓｉｇ（２９．７−１１４．７ｐｓｉａ、２．０−７．９バール）、好ましくは２５−７５ｐｓｉｇ（３９．７−８９．７ｐｓｉａ、２．７−６．２バール）または３５−５５ｐｓｉｇ（４９．７−６９．７ｐｓｉａ、３．４−４．８バール）の圧力で操作される連続攪拌タンク反応器（ＣＳＴＲ）である。反応器１２の温度は、操作圧下の飽和水蒸気の温度に相当する。例えば、約５２ｐｓｉｇ（６６．７ｐｓｉａ、４．６バール）の圧力は、華氏約３００度（１４９℃）の温度に相当する。反応器１２中のスラリーの滞留時間は、一般に、２−３０分、好ましくは５−１５分に及ぶ。

例えば、典型的な態様では、反応器１２が閉じられた後、熱い水蒸気１３は、反応器１２の周りのジャケットへ伝達されて、約５分間反応器１２を加熱する。反応器の内側の温度および圧力の変化は、時間の関数としてモニターされる。次に、約１０分後、水蒸気１３の伝達圧力を上げて、反応を追加の約５分で完了させる。結晶変性剤１４は、例えば、加熱の開始前にスラリー１０へ添加されるか、またはスラリー１０が加熱されつつある間、または反応器１２が所望の温度で維持される間添加される。

一部焼成された石膏生成物１６は、硫酸カルシウム２水和物およびアルファ硫酸カルシウム半水和物からなるスラリーとして反応器１２から放出されそしてアキュムレータータンク２０に供給される。アキュムレータータンク２０は、保持タンクとして働き、そしてスラリーの圧力が大気圧へ下がるとき水蒸気を放出する。所望ならば、分離工程（脱水ユニット３０）へ直接結合される場合、アキュムレータータンク２０は省略される。

スラリー２４は、アキュムレータータンク２０から放出されそして脱水ユニット３０へ供給され、それは、水を除いて脱水された固体を含む生成物３２および除かれた水の流れ３４を生成する。

除かれた水３４のすべてまたは一部は、流れ３８として再循環されてスラリー１０の一部となり、プロセスに用いられる水、熱および化学品（例えば結晶変性剤または他の添加物）を再循環するのを助ける。典型的な例として、流れ３８は、高温度例えば華氏１００−２００度（３８−９３℃）で再循環される。一部焼成された石膏生成物１６、アキュムレータータンク２０、流れ２４、脱水ユニット３０および脱水された生成物３２は、例えば華氏１６０−２１２度（７１−１００℃）に保つことにより、アルファ半水和物が再水和されるのを防ぐのに十分に高い温度に保たれる。

典型的な例として、脱水ユニット３０は、フィルタープレスおよび／または遠心分離器であり、そして脱水された生成物３２は、２−６重量％、典型的には４％の自由水分含量を有する。典型的なフィルタープレスは、水蒸気を用いて一部焼成された石膏生成物スラリーにわたってプレート上にプレスして水を押し出す。所望ならば、米国特許４４３５１８３の方法が、湿った固体を遠心分離器のボウルからフラッシュドライヤーの高速の容量の多い加熱された空気の流れ中へ直接射出することにより、遠心分離およびフラッシュ乾燥の操作で硫酸カルシウム半水和物を脱水および乾燥に使用できる。米国特許４４３５１８３が、本明細書に参考として引用される。

脱水された生成物３２は、脱水された生成物中の石膏の大部分またはすべてをベータ硫酸カルシウム半水和物へ転換する条件で、ボード化粧しっくい釜焼成器４０へ供給される。釜焼成器４０は、典型的な例として、底部の直火加熱空気による天然ガス加熱４２の使用により大気圧下で加熱される。材料は、自由水の蒸気によって流動床として働き、石膏（硫酸カルシウム２水和物）が焼成されたベータ石膏（ベータ硫酸カルシウム半水和物）へ転換されるとき、釜反応器４０へ供給される固体および離脱される結合水を残す。流動化ガスは、また間接加熱ガスにより加熱された空気により、または直火加熱空気４２の使用によりもたらされる。釜４０は、典型的な例では、大気圧下そして華氏１５０−１０００度（６６−５３８℃）好ましくは華氏２５０−６５０度（１２１−３４３℃）または華氏４００−５００度（２０４−２６０℃）または華氏２８５−３００度（１４０−１４９℃）の温度で操作される。

釜４０は、アルファ硫酸カルシウム半水和物およびベータ硫酸カルシウム半水和物（またアルファおよびベータ化粧しっくいブレンドとして知られている）からなる乾燥した生成物４４を放出する。任意に、乾燥生成物４４は、粉砕５０へ送られて材料の粒子サイズを小さくする。

典型的な例では、乾燥した生成物４４は、５重量％より少ない好ましくは２重量％より少ない硫酸カルシウム無水物、および５重量％より少ない好ましくは２重量％より少ない硫酸カルシウム２水和物を有する。

典型的な例では、最終生成物の硫酸カルシウムは、５０−９５重量％のアルファ半水和物および５０−５重量％のベータ半水和物であり、例えば７０−８５重量％のアルファ半水和物および３０−１５重量％のベータ半水和物または８０−９０重量％のアルファ半水和物および２０−１０重量％のベータ半水和物である。

結晶変性剤は、もし使用されるならば、アルファ半水和物への焼成の期間中溶液としてである。溶液のｐＨは、６と８との間の中性の範囲にある。結晶変性剤１４は、溶液中に形成される核の枢を減らしそしてまたその軸の１つにおける結晶の成長を抑制するように働く。結果は、形成および成長する結晶の数のコントロールによる粒子サイズのコントロールである。他の結果は、結晶の形状がアスペクト比で立方体状であることである。溶液中に変性剤がないと、アルファ半水和物の形状は、直径１に対して長さが１００以内のアスペクト比の長い針状の結晶であろう。

得られるアルファ−ベータ−化粧しっくいブレンドは、典型的な例では、コンシステンシー、圧縮強さおよび密度の多数の望ましい性質を有する。

例えば、典型的な乾燥生成物は、ハンドミックス・ドロップ・コンシステンシー測定により測定して、約３０−３６の基準なコンシステンシーを有する。

ＡＳＴＭ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ Ｃ４７２に従って測定した基準のコンシステンシーとは対照的に、ハンドミックス・ドロップ・コンシステンシー法により測定した基準のコンシステンシーは、ＡＳＴＭ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ Ｃ４７２テストのそれではない。ハンドミックス・ドロップ・コンシステンシー法による基準のコンシステンシーを測るテスト法は、以下の通りである。

０．１ｇの正確さで華氏７０−８０度（２１−２７℃）でテストされるべきプラスターの５０ｇサンプルを秤量する。混合カップおよびスパチュラが最大１／４ｃｃの接着する小滴の水を含むかまたは拭って水分のないようにするかして、使用前に混合カップおよびスパチュラの水分を取る。適切な流れを生じさせるものと見積もられた量でビューレットから混合カップへ水（ほかに特定されていない限り脱イオン化または華氏７０−８０度（２１−２７℃）で蒸留した）を加える。プラスターを水中へ移しそしてサンプルに６０秒間乱されないようにしてしみ込ませる。３０秒間十分に混合し、スパチュラを９０−１００回完全に回すことにより攪拌する。混合直後スラリーを、清潔な乾いた傷のないＰＬＥＸＩＧＬＡＳＳシートへ１．５インチ（約３．８ｃｍ）の高さから注ぐ。正しいコンシステンシーで、スパチュラの助けなしに、混合物をカップから流れ出させる。

混合物は、かなり均一な厚さの丸いパティ（ｐａｔｔｙ）状物を形成しなければならない。それぞれの特定のコンシステンシーの範囲に関するパティの直径は、下記の表１に示される（少なくとも２つの方向で測定して平均するとき）。

（結晶変性剤）
表２は、典型的な結晶変性剤を示す。また、米国特許２９０７６６７は、本明細書で参考として引用されるが、アルファ硫酸カルシウム半水和物を製造するために反応器中の反応に影響する多数の化学品を開示している。

本発明の化粧しっくい組成物は、内部および外部の適用用のプラスターを製造するための石膏ウォールボードおよび化粧しっくいの両方の製造に使用できる。１つ以上の添加物は、化粧しっくい組成物へ添加されて所望の粘度を助け、そして他の光学的添加物は、最終の硬化生成物における所望の物理的特性を達成するのに添加され、その特定として、例えば、曲げ強さ、虐待抵抗性（例えばチップ抵抗性）、水抵抗性、耐火性などまたはこれらの組み合わせがある。

（実施例）
本発明の１つのプラントコントロールおよび３つのプラントトライアルの例を行った。コントロールおよび実施例において、７５％固体のスラリーを、焼成のアルファ部分について使用されるサイズ２７５ガロン（１０４１Ｌ）の１つの連続攪拌タンク反応器（ＣＳＴＲ）へ供給した。高温管状ミルを、実施例の焼成のベータ部分について使用した。管状ミルは、加熱されたボールミルであった。

（コントロール）
華氏２９８度（１４８℃）の反応器温度で、供給スラリーの石膏の９９％を焼成してアルファ硫酸カルシウム半水和物にし、それは３２−３４ｃｃの基準コンシステンシーを有した。コントロールおよび以下の実施例における基準コンシステンシーは、上記のハンド・ドロップテストにより測定された。

華氏２８５度（１４１℃）の反応器温度で、第１の反応器へ供給される石膏の９０％を焼成してアルファ硫酸カルシウム半水和物とした。得られたスラリーを濾過し、濾過した固体を華氏３００度（１４９℃）で管状ミルでさらに焼成した。管状ミルへ供給される前に、濾過した生成物を華氏１６０−２１２度（７１−１００℃）の高温度に保った。管状ミルは、脱水された固体の硫酸カルシウム２水和物の少なくとも一部をベータ硫酸カルシウム半水和物へ転換した。従って、得られる生成物は、原料スラリーの石膏の量に対して９８．５％以上の全半水和物収率について、９０％のアルファ硫酸カルシウム半水和物および８．５−９％のベータ硫酸カルシウム半水和物を有した。言い換えると、原料スラリーの石膏の９０％は、アルファ硫酸カルシウム半水和物へ転換しそして８．５−９％はベータ硫酸カルシウム半水和物へ転換した。得られた生成物の基準コンシステンシーは３２ｃｃであった。

華氏２８５度（１４１℃）の反応器温度で、第１の反応器へ供給される石膏の９０％を焼成してアルファ硫酸カルシウム半水和物とした。得られたスラリーを濾過し、濾過した固体を華氏３００度（１４９℃）で管状ミルでさらに焼成した。管状ミルへ供給される前に、濾過した生成物を華氏１６０−２１２度（７１−１００℃）の高温度に保った。管状ミルは、脱水された固体の硫酸カルシウム２水和物の少なくとも一部をベータ硫酸カルシウム半水和物へ転換した。得られる生成物は、原料スラリーの石膏の量に対して９８．５％以上の全半水和物収率について、８５％のアルファ硫酸カルシウム半水和物および１３．５−１４％のベータ硫酸カルシウム半水和物を有した。得られた生成物の基準コンシステンシーは３４ｃｃであった。

華氏２７５度（１３５℃）の反応器温度で、第１の反応器へ供給される石膏の８０％を焼成してアルファ硫酸カルシウム半水和物とした。得られたスラリーを濾過し、濾過した固体を華氏３００度（１４９℃）で管状ミルでさらに焼成した。管状ミルへ供給される前に、濾過した生成物を華氏１６０−２１２度（７１−１００℃）の高温度に保った。管状ミルは、脱水された固体の硫酸カルシウム２水和物の少なくとも一部をベータ硫酸カルシウム半水和物へ転換した。得られる生成物は、原料スラリーの石膏の量に対して９８．５％以上の全半水和物収率について、８０％のアルファ硫酸カルシウム半水和物および１８．５−１９％のベータ硫酸カルシウム半水和物を有した。得られた生成物の基準コンシステンシーは３２ｃｃであった。

データは、本発明の方法が、アルファ硫酸カルシウム半水和物生成物のそれに類似した基準コンシステンシーを有する、組み合わされたアルファ硫酸カルシウム半水和物およびベータ硫酸カルシウム半水和物の生成物を生ずる利点を有することを示す。

本発明を実施するための好ましい態様について記述したが、本発明の趣旨および範囲から離れることなく、本明細書の記載が関する本発明の改変および追加は、当業者により理解されるだろう。

１０ 石膏スラリー
１２ 反応器
１３ 水蒸気
１４ 結晶変性剤
１６ 焼成石膏生成物
２０ アキュムレータータンク
２４ スラリー
３０ 脱水ユニット
３２ 脱水固体含有生成物
３４ 除去水
３８ 流れ
４０ 釜焼成器
４２ 天然ガス加熱
４４ 乾いた生成物
５０ 粉砕

Claims (7)

1. 硫酸カルシウム２水和物および水を含む５０−７５重量％の石膏のスラリーを第１の反応器へ供給する工程、
   第１の反応器中でスラリーを焼成して、水、硫酸カルシウム２水和物およびアルファ硫酸カルシウム半水和物を含む部分的に焼成されたスラリーを形成する工程であって、焼成前に少なくとも１つの結晶変性剤が硫酸カルシウム２水和物および水へ添加され、スラリーは、５０−９０％の石膏がアルファ硫酸カルシウム半水和物へ転換される条件下で第１の反応器中に保持され、第１の反応器は焼成中１５−１００ｐｓｉｇ（約２．０−約７．９バール）の圧力で操作され、第１の反応器中のスラリーの滞留時間は焼成中２−３０分である、工程、
   部分的に焼成されたスラリーを脱水することにより、硫酸カルシウム２水和物およびアルファ硫酸カルシウム半水和物を含む脱水された固体並びに除かれた水からなる流水が形成される工程、
   脱水された固体を第２の反応器へ供給する工程、および
   第２の反応器中で脱水された固体を焼成して、脱水された固体中の硫酸カルシウム２水和物の少なくとも一部をベータ硫酸カルシウム半水和物へ転換する工程であって、脱水された固体の焼成は、大気圧および華氏１５０−１０００度（約６６−約５３８℃）で操作される第２の反応器中で行われる、工程、
   を備えることを特徴とするアルファ硫酸カルシウム半水和物およびベータ硫酸カルシウム半水和物を含む生成物を製造する方法。
2. 第１の反応器が連続攪拌タンク反応器（ＣＳＴＲ）である請求項１の方法。
3. 第２の反応器が釜を含む請求項１または２の方法。
4. 脱水された固体の焼成が、脱水された固体の流動床を含む釜中で行われる請求項３の方法。
5. 釜へ供給される脱水した固体が２−６重量％の自由水を含む請求項４の方法。
6. 脱水された固体が、脱水時および第２の反応器への供給時に、華氏１５０−３００度（約６６−約１４９℃）の温度を有する請求項１から５のいずれか１項の方法。
7. 脱水による流水が高温度で第１の反応器に供給する工程のスラリーへ再循環されて、方法で使用された熱、水および化学品を回収する請求項１から６のいずれか１項の方法。

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