JPH07144914A - α型半水石膏の製造方法 - Google Patents
α型半水石膏の製造方法Info
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- JPH07144914A JPH07144914A JP31590493A JP31590493A JPH07144914A JP H07144914 A JPH07144914 A JP H07144914A JP 31590493 A JP31590493 A JP 31590493A JP 31590493 A JP31590493 A JP 31590493A JP H07144914 A JPH07144914 A JP H07144914A
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- type hemihydrate
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B11/00—Calcium sulfate cements
- C04B11/02—Methods and apparatus for dehydrating gypsum
- C04B11/028—Devices therefor characterised by the type of calcining devices used therefor or by the type of hemihydrate obtained
- C04B11/032—Devices therefor characterised by the type of calcining devices used therefor or by the type of hemihydrate obtained for the wet process, e.g. dehydrating in solution or under saturated vapour conditions, i.e. to obtain alpha-hemihydrate
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 脂肪族ポリカルボン酸塩を媒晶剤として用
い、二水石膏と媒晶液からなるスラリーを加圧水溶液法
によってα型半水石膏を製造する時に、媒晶剤が共沈に
よりα型半水石膏の結晶内に取り込まれる。このことは
高価な媒晶剤の損失となるのみならず、α型半水石膏か
ら二水石膏成形体を得る際に凝結遅緩、強度低下などの
悪影響を及ぼす。この共沈混入量を低減するために硫酸
マグネシウムを媒晶剤に共存させる。 【効果】 媒晶液に硫酸マグネシウムを１〜３質量％共
存させることにより、α型半水石膏への脂肪族ポリカル
ボン酸系媒晶剤の共沈混入量を低減することができ、更
にα半水石膏の成形体のぬれ引張強さが向上した。
い、二水石膏と媒晶液からなるスラリーを加圧水溶液法
によってα型半水石膏を製造する時に、媒晶剤が共沈に
よりα型半水石膏の結晶内に取り込まれる。このことは
高価な媒晶剤の損失となるのみならず、α型半水石膏か
ら二水石膏成形体を得る際に凝結遅緩、強度低下などの
悪影響を及ぼす。この共沈混入量を低減するために硫酸
マグネシウムを媒晶剤に共存させる。 【効果】 媒晶液に硫酸マグネシウムを１〜３質量％共
存させることにより、α型半水石膏への脂肪族ポリカル
ボン酸系媒晶剤の共沈混入量を低減することができ、更
にα半水石膏の成形体のぬれ引張強さが向上した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加圧水溶液法により二
水石膏からα型半水石膏（以下、α石膏と略記する。）
を製造する方法に関する。
水石膏からα型半水石膏（以下、α石膏と略記する。）
を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】α石膏は、β型半水石膏に比べて混水量
が少なくてすみ高強度の二水石膏成形体が得られるので
建築材料などに有用であり、これを大量かつ安価に製造
することが望まれている。
が少なくてすみ高強度の二水石膏成形体が得られるので
建築材料などに有用であり、これを大量かつ安価に製造
することが望まれている。
【０００３】α石膏は一般に二水石膏を（摂氏）百数十
度で湿式加熱することにより製造される。その代表的な
製造方法は、二水石膏のスラリーを加圧下に加熱し、脱
水して半水石膏のスラリーに転化させ、次いで得られた
該スラリーを固液分離して乾燥することから成る、いわ
ゆる加圧水溶液法と称せられる方法である。加圧水溶液
法では、α石膏は原料の粉末状二水石膏を媒晶液により
スラリー状とし、これを１２０℃〜１５０℃に加熱脱水
して製造されるのが通例である。この際、媒晶剤として
コハク酸などの脂肪族ポリカルボン酸（以下、カルボン
酸と略記する。）の塩を溶解させたｐＨ６〜８の水溶液
を媒晶液として用いる。これにより得られるα石膏はア
スペクト比が小さく、かさ密度が大きい結晶形状とな
り、その結果混水量が少ない高品質なものとなる。しか
しながらこれらカルボン酸系媒晶剤はα石膏が生成する
時に共沈（共同沈澱）により、一部はその結晶内に取り
込まれる。このことは高価な媒晶剤の損失となるのみな
らず、α石膏に混入した媒晶剤はα石膏から二水石膏成
形体を得る際に凝結遅緩、強度低下などの悪影響を及ぼ
す。
度で湿式加熱することにより製造される。その代表的な
製造方法は、二水石膏のスラリーを加圧下に加熱し、脱
水して半水石膏のスラリーに転化させ、次いで得られた
該スラリーを固液分離して乾燥することから成る、いわ
ゆる加圧水溶液法と称せられる方法である。加圧水溶液
法では、α石膏は原料の粉末状二水石膏を媒晶液により
スラリー状とし、これを１２０℃〜１５０℃に加熱脱水
して製造されるのが通例である。この際、媒晶剤として
コハク酸などの脂肪族ポリカルボン酸（以下、カルボン
酸と略記する。）の塩を溶解させたｐＨ６〜８の水溶液
を媒晶液として用いる。これにより得られるα石膏はア
スペクト比が小さく、かさ密度が大きい結晶形状とな
り、その結果混水量が少ない高品質なものとなる。しか
しながらこれらカルボン酸系媒晶剤はα石膏が生成する
時に共沈（共同沈澱）により、一部はその結晶内に取り
込まれる。このことは高価な媒晶剤の損失となるのみな
らず、α石膏に混入した媒晶剤はα石膏から二水石膏成
形体を得る際に凝結遅緩、強度低下などの悪影響を及ぼ
す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このようにカルボン酸
系媒晶剤には共沈による媒晶剤の損失及びα石膏の品質
低下という問題点を残している。本発明はこのような現
状に鑑み、カルボン酸系媒晶剤のα石膏への共沈混入を
少なくするα石膏の製造方法を提案することを課題とす
る。
系媒晶剤には共沈による媒晶剤の損失及びα石膏の品質
低下という問題点を残している。本発明はこのような現
状に鑑み、カルボン酸系媒晶剤のα石膏への共沈混入を
少なくするα石膏の製造方法を提案することを課題とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等はカルボン酸
系媒晶剤のα石膏への共沈現象について実験的に検討し
本発明に至ったものである。本発明はカルボン酸塩を媒
晶剤として用い、二水石膏と媒晶液からなるスラリーを
加圧水溶液法によってα石膏を製造するに当たり、媒晶
液に硫酸マグネシウムを共存させることを特徴とするα
石膏の製造方法である。ここでカルボン酸とは、コハク
酸、マレイン酸、クエン酸、スルホコハク酸を指す。
系媒晶剤のα石膏への共沈現象について実験的に検討し
本発明に至ったものである。本発明はカルボン酸塩を媒
晶剤として用い、二水石膏と媒晶液からなるスラリーを
加圧水溶液法によってα石膏を製造するに当たり、媒晶
液に硫酸マグネシウムを共存させることを特徴とするα
石膏の製造方法である。ここでカルボン酸とは、コハク
酸、マレイン酸、クエン酸、スルホコハク酸を指す。
【０００６】以下本発明を詳しく説明する。本発明者等
はα石膏へのカルボン酸系媒晶剤の共沈混入を低減する
ことを目的として種々の実験を行った結果、媒晶液に可
溶性硫酸塩を共存させることにより共沈量が著しく低減
することを見い出した。このような可溶性硫酸塩として
はＭｇＳＯ4、Ｎａ2ＳＯ4、Ｋ2ＳＯ4、Ａｌ2（Ｓ
Ｏ4）3、（ＮＨ4）2ＳＯ4 などが挙げられる。しかしな
がら、Ｎａ2ＳＯ4は低濃度であってもＮａ2ＳＯ4自身が
α石膏へ共沈混入しα石膏の品質を悪化させる（特公平
２ー６２４９３）。Ｋ2ＳＯ4は高価であるのみならず高
濃度になるに従いシンゲナイトなど硫酸カルシウムとの
複塩を生じる。Ａｌ2（ＳＯ4）3 はカルボン酸系媒晶剤
が効果を発揮する中性ｐＨ領域ではＡｌ（ＯＨ）3とな
り溶解状態で存在し得ない。（ＮＨ4）2ＳＯ4は同じく
中性領域で若干のＮＨ3分圧を持ち揮散の恐れがある。
はα石膏へのカルボン酸系媒晶剤の共沈混入を低減する
ことを目的として種々の実験を行った結果、媒晶液に可
溶性硫酸塩を共存させることにより共沈量が著しく低減
することを見い出した。このような可溶性硫酸塩として
はＭｇＳＯ4、Ｎａ2ＳＯ4、Ｋ2ＳＯ4、Ａｌ2（Ｓ
Ｏ4）3、（ＮＨ4）2ＳＯ4 などが挙げられる。しかしな
がら、Ｎａ2ＳＯ4は低濃度であってもＮａ2ＳＯ4自身が
α石膏へ共沈混入しα石膏の品質を悪化させる（特公平
２ー６２４９３）。Ｋ2ＳＯ4は高価であるのみならず高
濃度になるに従いシンゲナイトなど硫酸カルシウムとの
複塩を生じる。Ａｌ2（ＳＯ4）3 はカルボン酸系媒晶剤
が効果を発揮する中性ｐＨ領域ではＡｌ（ＯＨ）3とな
り溶解状態で存在し得ない。（ＮＨ4）2ＳＯ4は同じく
中性領域で若干のＮＨ3分圧を持ち揮散の恐れがある。
【０００７】これに対しＭｇＳＯ4 は安価であり、それ
自身のα石膏への共沈混入及び複塩の生成がなく、中性
ｐＨ領域で安定に存在し得る。従って工業的観点からは
ＭｇＳＯ4に限定される。α石膏の生成に伴う媒晶剤の
共沈について一例を挙げる。媒晶液としてコハク酸マグ
ネシウムの２０ｍｍｏｌ／ｋｇの水溶液を用い、二水石
膏スラリー濃度５０質量％、反応温度１３０℃の条件で
α石膏を製造すると、得られたα石膏の中には約３．６
ｍｍｏｌ／ｋｇのコハク酸が共沈混入する。この量は当
初用いたコハク酸量の約１５％に相当する。
自身のα石膏への共沈混入及び複塩の生成がなく、中性
ｐＨ領域で安定に存在し得る。従って工業的観点からは
ＭｇＳＯ4に限定される。α石膏の生成に伴う媒晶剤の
共沈について一例を挙げる。媒晶液としてコハク酸マグ
ネシウムの２０ｍｍｏｌ／ｋｇの水溶液を用い、二水石
膏スラリー濃度５０質量％、反応温度１３０℃の条件で
α石膏を製造すると、得られたα石膏の中には約３．６
ｍｍｏｌ／ｋｇのコハク酸が共沈混入する。この量は当
初用いたコハク酸量の約１５％に相当する。
【０００８】これに対してＭｇＳＯ4 を１質量％追加共
存させるとα石膏の中のコハク酸は約２．１ｍｍｏｌ／
ｋｇまで低下し、３質量％では同じく約０．５ｍｍｏｌ
／ｋｇにまで大幅に低下する。このようにＭｇＳＯ4 の
共存による共沈量の低減効果は顕著である。しかし一方
ＭｇＳＯ4 が高濃度となるに従い、α石膏と媒晶液との
固液分離に際して、α石膏へのＭｇＳＯ4付着残留量も
相当して多くなるので、実用上ＭｇＳＯ4の濃度は３質
量％以下とするのが好ましい。
存させるとα石膏の中のコハク酸は約２．１ｍｍｏｌ／
ｋｇまで低下し、３質量％では同じく約０．５ｍｍｏｌ
／ｋｇにまで大幅に低下する。このようにＭｇＳＯ4 の
共存による共沈量の低減効果は顕著である。しかし一方
ＭｇＳＯ4 が高濃度となるに従い、α石膏と媒晶液との
固液分離に際して、α石膏へのＭｇＳＯ4付着残留量も
相当して多くなるので、実用上ＭｇＳＯ4の濃度は３質
量％以下とするのが好ましい。
【０００９】尚コハク酸などのカルボン酸アニオンが共
沈するに際し、これと等当量のカチオンもまた同時に共
沈する筈である。このカチオンはＣａ2+であると推定さ
れる。その根拠は後述する実施例に於いて媒晶液中のカ
チオンがすべてＭｇ2+であるにもかかわらず生成したα
石膏中にはコハク酸アニオンに相当するＭｇ2+は含有さ
れていなっかたことによる。媒晶剤としてカルボン酸を
使用しても、又媒晶剤に硫酸マグネシウムを添加して
も、α石膏へはＭｇ2+が取り込まれずにα石膏の純度の
高いものが得られる。
沈するに際し、これと等当量のカチオンもまた同時に共
沈する筈である。このカチオンはＣａ2+であると推定さ
れる。その根拠は後述する実施例に於いて媒晶液中のカ
チオンがすべてＭｇ2+であるにもかかわらず生成したα
石膏中にはコハク酸アニオンに相当するＭｇ2+は含有さ
れていなっかたことによる。媒晶剤としてカルボン酸を
使用しても、又媒晶剤に硫酸マグネシウムを添加して
も、α石膏へはＭｇ2+が取り込まれずにα石膏の純度の
高いものが得られる。
【００１０】以上述べた通り本発明によるとカルボン酸
系媒晶剤の共沈による損失と共沈混入によるα石膏の品
質低下を同時に低減できるようになる。以下実施例によ
り本発明及びその効果を具体的に説明する。
系媒晶剤の共沈による損失と共沈混入によるα石膏の品
質低下を同時に低減できるようになる。以下実施例によ
り本発明及びその効果を具体的に説明する。
【００１１】
【実施例】α石膏の製造装置として内容積２．５リット
ルの攪拌機付きオートクレーブを用いた。このオートク
レーブは外熱式の電気ヒーターにより内部を特定温度に
コントロールできる。このオートクレーブに原料二水石
膏として石灰石石膏法による排脱副生石膏を１．０ｋｇ
（乾燥品）とコハク酸マグネシウムを含む媒晶液（コハ
ク酸マグネシウム、硫酸マグネシウム及び硫酸の各組成
を下記の表１に示した。）１．０ｋｇを仕込み、攪拌し
ながら昇温し、１３０±１℃の温度で１．５時間加熱処
理をおこなった。次いで攪拌しながら９５℃まで空冷し
た後スラリーを抜き出した。このスラリーをすみやかに
濾過し、濾液を分取すると共に、残ったケークは９７℃
の温水１．５ｋｇで洗浄した後、１００℃で乾燥した。
得られた結晶は結晶水測定及び示差熱分析よりα石膏で
あることが確認できた。得られたα石膏及び反応後の濾
液中に含まれているコハク酸量を分析し物質収支をとっ
た。
ルの攪拌機付きオートクレーブを用いた。このオートク
レーブは外熱式の電気ヒーターにより内部を特定温度に
コントロールできる。このオートクレーブに原料二水石
膏として石灰石石膏法による排脱副生石膏を１．０ｋｇ
（乾燥品）とコハク酸マグネシウムを含む媒晶液（コハ
ク酸マグネシウム、硫酸マグネシウム及び硫酸の各組成
を下記の表１に示した。）１．０ｋｇを仕込み、攪拌し
ながら昇温し、１３０±１℃の温度で１．５時間加熱処
理をおこなった。次いで攪拌しながら９５℃まで空冷し
た後スラリーを抜き出した。このスラリーをすみやかに
濾過し、濾液を分取すると共に、残ったケークは９７℃
の温水１．５ｋｇで洗浄した後、１００℃で乾燥した。
得られた結晶は結晶水測定及び示差熱分析よりα石膏で
あることが確認できた。得られたα石膏及び反応後の濾
液中に含まれているコハク酸量を分析し物質収支をとっ
た。
【００１２】尚、α石膏中のコハク酸含有率は試料を水
に溶解した後イオンクロマトグラフィーにより、濾液中
のコハク酸濃度は酸滴定により求めた。さらに得られた
α石膏をボールミルで粉砕した後、ＪＩＳ Ｒ９１１２
（陶磁器型材用せっこうの物理試験方法）の試験方法に
従って混水量、ぬれ引張強さの物性を測定した。下記の
表１に媒晶液組成とコハク酸の物質収支及び得られたα
石膏の物性値を実施例と比較例と比較して示した。以上
の結果が示すように硫酸マグネシウムの添加量が増すほ
どα石膏中に共沈混入するコハク酸は減少する。またα
石膏の物性は混水量に差は殆どないもののぬれ引張強さ
が向上していることがわかる。
に溶解した後イオンクロマトグラフィーにより、濾液中
のコハク酸濃度は酸滴定により求めた。さらに得られた
α石膏をボールミルで粉砕した後、ＪＩＳ Ｒ９１１２
（陶磁器型材用せっこうの物理試験方法）の試験方法に
従って混水量、ぬれ引張強さの物性を測定した。下記の
表１に媒晶液組成とコハク酸の物質収支及び得られたα
石膏の物性値を実施例と比較例と比較して示した。以上
の結果が示すように硫酸マグネシウムの添加量が増すほ
どα石膏中に共沈混入するコハク酸は減少する。またα
石膏の物性は混水量に差は殆どないもののぬれ引張強さ
が向上していることがわかる。
【００１３】
【表１】 １）原料二水石膏中に約０．２質量％の炭酸カルシウム
を含有していたので、中和するために添加した。添加後
の媒晶液のｐＨは７±０．３であった。 ２）α石膏中のコハク酸含有率 ３）α石膏中のコハク酸のモル数と濾液中のコハク酸の
モル数との比率 ４）ＪＩＳ Ｒ９１１２により測定 ５）ぬれ引張強さの単位：kgf/cm2
を含有していたので、中和するために添加した。添加後
の媒晶液のｐＨは７±０．３であった。 ２）α石膏中のコハク酸含有率 ３）α石膏中のコハク酸のモル数と濾液中のコハク酸の
モル数との比率 ４）ＪＩＳ Ｒ９１１２により測定 ５）ぬれ引張強さの単位：kgf/cm2
Claims (3)
- 【請求項１】 脂肪族ポリカルボン酸塩を媒晶剤として
用い、二水石膏と媒晶液からなるスラリーを加圧水溶液
法によってα型半水石膏を製造するに当たり、媒晶液に
硫酸マグネシウムを共存させることを特徴とするα型半
水石膏の製造方法。 - 【請求項２】 上記硫酸マグネシウム濃度を１〜３質量
％とすることを特徴とする請求項１記載の製造方法。 - 【請求項３】 媒晶剤としてコハク酸塩を使用すること
を特徴とする請求項１記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31590493A JPH07144914A (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | α型半水石膏の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31590493A JPH07144914A (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | α型半水石膏の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07144914A true JPH07144914A (ja) | 1995-06-06 |
Family
ID=18071010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31590493A Pending JPH07144914A (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | α型半水石膏の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07144914A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008001538A1 (en) * | 2006-06-29 | 2008-01-03 | Yoshino Gypsum Co., Ltd. | Process for producing calcined gypsum and gypsum board |
| CN113087422A (zh) * | 2021-04-01 | 2021-07-09 | 常州大学 | 一种以废酸石膏共沸回流脱水法生产α-半水石膏的方法 |
-
1993
- 1993-11-22 JP JP31590493A patent/JPH07144914A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008001538A1 (en) * | 2006-06-29 | 2008-01-03 | Yoshino Gypsum Co., Ltd. | Process for producing calcined gypsum and gypsum board |
| JP5167126B2 (ja) * | 2006-06-29 | 2013-03-21 | 吉野石膏株式会社 | 焼石膏及び石膏ボードの製造方法 |
| US8945462B2 (en) | 2006-06-29 | 2015-02-03 | Yoshino Gypsum Co., Ltd. | Methods for manufacturing a calcined gypsum and a gypsum board |
| CN113087422A (zh) * | 2021-04-01 | 2021-07-09 | 常州大学 | 一种以废酸石膏共沸回流脱水法生产α-半水石膏的方法 |
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