JPS5824329A

JPS5824329A - 化学石膏の造粒法および造粒装置

Info

Publication number: JPS5824329A
Application number: JP11874482A
Authority: JP
Inventors: クラウス・ハイン; ヘルム−ト・ヴアイラ−
Original assignee: Steag GmbH
Current assignee: Steag GmbH
Priority date: 1981-07-10
Filing date: 1982-07-09
Publication date: 1983-02-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、化学石膏が水溶液から所定の含湿率に沢別さ
れかつその後に圧縮が施こされる、化学石膏の造粒法お
よび造粒装置に関する。

化学石膏は、工業的工程、例えば燐酸製造または、硫黄
を含有する燃料を燃焼させる発電所の煙道ガス浄化の際
に副次生成物として生じる硫酸カルシウム（三水化物）
である。この硫酸カルシウムは、ｒ別後湿性の黄白色な
いしは灰色の粉末として生じる。化学石膏のフィルタケ
ーキは、水分を含有しかつ極めて微粉末であり、程度の
差はあっても明白な結晶の代表方向を有し、従って、環
状ローラプレス中の圧縮および造粒を可能にするため、
フィルタ、なかんず（遠心分離機に、一般に粉末石膏に
極めて適当な乾燥装置が後接される。環状ローラ圧縮す
る際に、乾燥装置後の極めてわずかな残存溶剤含分が必
要とされる。結晶は、代表方向に平均６０〜７０μｍの
長さを有する〇本発明の課題は、大きい最低浴剤含分で作業する石膏の
造粒法を得ることである。

ひの課題は、石膏を含湿率５〜１５重量優に１−１別し
、かつその後に成形圧縮する際に石膏結晶をその代表方
向に直角に破断することにより解決される。

こうして得られたペレットは、大きい含湿率にもかかわ
らず圧縮直後に、貯蔵に十分な圧縮強さおよび形状安定
性を有すると判明した。

このことは、圧縮−剪断工程により結晶間の接触面積の
増大が得られることから出発する。

破断が、生じる成形体の内部におけるよりも成形体の表
面部分で大規模に行なわれる。大きい最低溶剤含分によ
り、接触面積ないしは接触位置数の増大が生じるだけで
な（、付加的に無数の液体ブリッジが生じる。

後硬化せる場合、すなわち空気または給熱で乾燥した場
合、液体ブリッジが、強度を増大させる固体ブリッジに
代わる。水が蒸発することにより、溶剤中に含有された
塩が沈殿しかつ固体ブリッジを形成する。

本発明による方法の場合、沢過装置および圧縮装置間に
特別な乾燥装置が接続される必要がなく、例えばこのこ
とは圧縮に環状ローラゾレスが使用される場合に該当す
る。また意外だったのは、環状ローラプレスを使用する
圧縮ないしは造粒と反対に、化学石膏が大きい湿度範囲
にわたる湿度を含有してもよいことである。

有利に圧縮−剪断工程は、石膏を最低１つの孔を通して
押出すことにより達成される。

しかしまた可能なのが、例えば石膏を、スリットの維持
下に軸方向に相対的に相互に往復動可能である、２つの
反対方向に回転するローラ間のスリットを通して搬送し
、このスリットにより形成された前成形体の表面部分に
圧縮−剪断が得られることである。スリットから走出す
る前成形体は、場合により、前成形体が自体相応する破
片に破砕しなかった場合はさらに最終粒形に分配されな
ければならない。このことから、孔または多数の孔を通
して圧縮するのが有利であることは明白である。

有利なのは、石膏が含湿率５〜１０重量％にｒ別された
場合である。

また本発明は、該方法を実施するための装置に関する。

この装置は、フィルタおよび圧縮装置を有する。本発明
によれば、圧縮装置中に、最低１つの孔および最低１つ
の圧縮部材を有する型が、この圧縮部材がｆ別された石
膏を孔を通して押出すことができるように備えられてい
る。結晶に剪断作用を惹起する圧縮装置の例は、その滑
り面に多数の孔が設けられた輪転粉砕機および押出圧縮
機である。押出ピストンまたは押出スクリューを有する
押出圧縮機が公知である。

孔から走出するストランドからのペレット形成を容易に
するため、孔に、例えば回転ナイフのような分配装置が
配置されることができる。

有利なのは、圧縮装置が、それぞ′れの孔の有効長さ封
孔の直径の圧縮比４：１〜７：１、有利に５：１〜６：
１を有する場合である。直円筒形の穿孔−または孔区間
の有効長さがこの区間の実際の長さと同じであるととも
に、円錐孔または、孔の円錐形の部分的区間における有
効長さは犬である。従って有利に、大きい圧縮密度を得
るため、孔の少くとも部分的区間が圧縮方向に円錐形に
先細りに形成される。全ての孔が円錐形に形成さ゛れて
いてもよ＜ニジかしながら有利な実施例の場合、圧縮方
向に見て、円錐形に先細りの部分的区間に円筒形の部分
的区間が引続く。

有利に、圧縮装置から走出するペレットの表面をさらに
引続き改善するため、さらに以下に詳述するように、孔
がこの出口終端部に圧縮方向に円錐形に拡大する区間を
有するように形成されることができる。

フィルタとして種々の種類が挙げられ：有利なのが遠心
分離機および真空沢過器である。本発明による方法によ
り製造された石膏ペレットは、直接にセメント工業で使
用されるかまたは、と（に例えばベルクアッッ（Ｂ’ｏ
ｉｒｇａｔｚ　）の不連続作動のオートクレーブ法のよ
うなオートクレーブ法で硫酸カルシウムのアルファ半水
化物に変換されることができる。

ｆ別された化学石膏（工水化物）に、圧縮前に種々の助
剤が添加されることができる。従って例えば、圧縮強さ
および形状安定性を維持するための助剤の使用が可能で
ある。これに適当性のが、例えば、アルファ半水化物、
ベータ半水化物およびセメントであり、これらは有利に
１０重量％にまで、さらに有利に５重量％にまでの量で
使用される。また、未圧縮の石膏に、ペレットの目的と
する使用分野と相容する充填剤が添加されることができ
る。例えばセメント製造の場合、燃焼装置からのフライ
アッシュが６０重量％にまで、有利に１５重量％にまで
の量で添加されることができる。また、酸化工程なしの
煙道ガス脱硫装置中に生じるような亜硫酸カルシウムを
、充填剤として使用することが可能である。亜硫酸カル
シウムは、４０重量にまで、およびさらに有利に２０重
量％まで使用される。また相容する限り、助剤および充
填剤が組合せて使用されることができる。

空気中貯蔵が戸外でだけ可能である場合、場合により、
湿気の侵入を困難にしかつ耐凍結性を増大させる疎水化
剤を使用するのが有利である。この疎水化剤は圧縮前の
石膏に添加されることができるが；しかしながら有利に
、圧縮されたペレットを疎水化剤で、例えば゛噴霧また
は相応する溶液に浸漬することにより処理される。

疎水化剤化として、蒸気拡散を殆んど制限せずかつそれ
とともにペレットからの残存湿分の排出を阻止しないよ
うな物質が適当である。有利に、適当な溶剤中に１〜５
チが溶解された珪素樹脂を有する珪素樹脂溶液が使用さ
れる。さらに、油脂状物質（パラフィン、金属石鹸）、
例えば硫酸アルミニウムまたは酢酸アルミニウムより成
る薄い被覆が適当な溶液または懸濁液から施こされるこ
とができる。有利に、疎水化剤としてアルキルシランを
使用する場合、含水溶液中のアルミン酸アルカリ金属お
よびアルキルシラノールより成る混合物が使用される。

以下に、本発明を図面実施例につき詳説する。

図示せざる煙道ガス脱硫装置から流出する三水化物懸濁
液を、遠心分離器１中へ導入しかつこの中で脱水する。

ｒ液を導管２を経て導出する。湿った工水化物を、ベル
トコンベア３を経て輪転圧縮機４の収容容器４ａ中へ導
入する。

容器の底板４ｂは、少くとも転輪４Ｃの回転範囲内に押
出孔４ｄが設けられている。これらの孔４ｄは圧縮方向
にわずかに円錐形に形成されている。転輪４Ｃを回転さ
せることにより、容器４ａ中へ導入された石膏が孔４ｄ
を通して押出される。図示せざるナイフにより、孔４ｄ
カ・ら下方へ走出するストランドが所望の長さに制限さ
れる。圧縮機から走出するペレットが逆転可能なベルト
コンベア５へ落下する。ベルトコンベア５を使用し、ペ
レットを空気乾燥のため貯蔵所６へ搬送されることがで
きる。また、回転方向を変更した場合、ペレットを、分
配装置７を経モーター８により駆動さ、れるドラム乾燥
装置９中へ搬送することが可能である。ドラム乾燥装置
９中で、公知の方法で、図示せざる発　　　゛電所から
送られる煙道ガス１２を使用するペレットの強制乾燥が
行なわれる。乾燥せるペレットが、ロータリーキルンな
いしはりラム乾燥装置９から分配装置１０を経て取出さ
れかつ所定の用途に供給される。もう１つの導管１３を
経て、乾燥機中に生じる砕片が取出されることができる
。砕片は、図面に示したように、新たな三水化物懸濁液
とともに遠心分離機に装入されるか、あるいはまたミキ
サ１１中へ装入され、その中で遠心分離機１から取出さ
れた湿った工水化物と混合されることができる。簡略化
のｔこめ、相応するダンパ、分配装置および送風装置は
図面に示されていない。

例出発物質として、煙道ガス脱硫装置からの以下のデータ
を有する化学石−膏を使用した二石膏純度：乾燥物質に
対し９９・５重量％ｃｔ−含分：　＜　０．０３重量％酸化鉄：　＜　０．２重量％ないしはフライアツンユ；痕跡量溶性硫酸塩：　＜　２．４９／ｌ　（湿分（溶剤）中）
この石膏を、種々の含湿率（５，２重量％〜１７重量％
）で、長さ１００ｍｍおよび人口直径２０ｍｍおよび出
口直径１８ｍ１＋である、圧縮方向に円錐形に延びる孔
（１チ勾配）を通して押出した。

微粒子状の石膏から、下表の特性を有する押出成形体を
製造した第１表第１表からは、本発明による５〜１５重量％の含湿率の
範囲内で十分な強度の得られることが明白である。５重
量％の最低含湿率は、もっばら石膏を子１を通して圧縮
しうるために必要である。

５〜１０重量％の範囲内で、殊に良好な結果が得られる
。屋根付きの戸外貯蔵所に貯蔵した場合、ペレットは残
存湿分が十分に低減する。

該方法は、例えば９５％にまで下廻るわずかな純度を有
する石膏の場合でも作動する。

微粉末状の化学石膏、とくに煙道ガス脱硫石膏から圧縮
石膏ペレットを製造するため、４：１この場合圧縮比ｐ
ｖは、特許請求の範囲および発明の詳細な説明中でそれ
ぞれの孔の有効長さ１ｅｆｆ　対孔径ｄの比と定義され
る。円筒形の孔または、孔または開口の円筒形の部分的
区間の場合、有効長１　　が実際の長さｌに相応するｆ
ｆとともに、圧縮方向に円錐形先細りの孔または、孔の圧
縮方向に見て円錐形先細りの部分的区間の場合、有効長
さ１　　は、実際の長さ１と、ｆｆ大きい圧縮効果が円錐構造で配慮された経験的に所定の
係数■との積として定義される。この場合、円錐孔また
はこのような孔区間の場合の孔径ｄとして、最小直径が
使用される。圧縮係数を勾配との関連において゛以下の
第２表にまとめたが、表中の最下行は円筒形の孔に相応
する。

第２表第２表の第２行から明白なように、円錐孔の場合直円筒
孔に対し１：１０の勾配で２倍の圧縮比が得られる。

孔の円錐形入口区間の勾配には１：１０〜１：２０の範
囲の価が有利であるとともに、完全に円錐形の孔の場合
は１：１０〜１：１００の範囲内の勾配が有利である。

前記実施例の場合、勾装置：１００および圧縮比ｐｖ約
６．５である。

孔が、少くとも円錐形の部分的区間および円筒形の部分
的区間より成り、その場合有利に圧縮方向に見て、圧縮
方向に円錐形に先細りに形成された区間に直円筒形の部
分的区間が引続くことが可能である。この実施例の場合
、第１の部分的区間が有利に１〜２ｄ（孔径）の長さに
わたり延びるとともに、円筒形の部分が２〜４．５ｄの
長さにわたり延びる。

実験により、殊に高い表面特性のペレットを得るため、
孔がその出口終端部で圧縮方向に円錐形に拡大形成され
ているのがとりわけ有利であると判明した。この円錐形
に拡大せる区間は、所要の圧縮比を決める場合に配慮す
べきでなく、かつダイ孔の、圧縮方向に見てその前にあ
る部分の構造が、円錐形に縮小する、円筒形のもしくは
円錐形に縮小する円筒形の構造である場合に備えられる
ことができる。１〜３ｄ（溝径ないしは孔径）の長さに
わたり１：１ｏ〜１：２゜の範囲内の勾配を有する拡大
部が有利である。

殊に良好な生型強度のペレットが得られる有利な実施例
として、以下の構造のダイ孔が挙げられる：第６表通路直径ｄ、すなわち中間区間の直径および、入口区間
および出口区間の小さい終端面の直径は１３ｍｍであっ
た。

入口区間および中間区間の配慮下に、Ｐ■：ｐｖ＝５が得られた。

またこの実施例の場合、孔の最低１つの区間が圧縮方向
に見て円錐形に縮小する場合に利点を有することが明白
である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による装置の１実施例を略本する系統図で
ある。

Claims

【特許請求の範囲】１、　化学石膏を水溶液から所定の含湿率へｆ別しかつ
その後に成形圧縮を施こし造粒するに当り、石膏を含湿
率５〜１５チに沢別し、かつその後に成形圧縮する際に
、石膏結晶を圧縮−剪断工程によりその代表方向に直角
に剪断することを特徴とする化学石′膏の造粒法０２、
石膏を最低１つの孔を通して押出すことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の化学石膏の造粒法。６、　石膏を含湿率５〜１ＯＮ量チに沢別することを特
徴とする特許請求の範囲第１または第２項のいずれかに
記載の化学石膏の造粒法０４、　ペレットを空気中で乾
燥することを特徴とする特許請求の範囲第１〜第６項の
いずれかに記載の化学石膏の造粒法。５、ペレットを、給熱することにより強制乾燥すること
を特徴とする特許請求の範囲第１〜第６項のいずれかに
記載の化学石膏の造粒法０６、移動させて強制乾燥する際に生じる砕片を圧縮前の
石膏に添加することを特徴とする特許請求の範囲第５項
記載の化学石膏の造粒法０７、　　Ｐ別された化学石膏に、圧縮前に最低１種の添
加物を添加することを特徴とする特許請求の範囲第１〜
第６項の（・ずれかに記載の化学石膏の造粒法。８、圧縮後のペレットを疎水化剤で処理することを特徴
とする特許請求の範囲第１〜第７項項のいずれかに記載
の化学石膏の造粒法。９　化学石膏を水溶液から所定の含湿率へＰ　ｆｆ１Ｊ
しかつその後に成形圧縮を施こし造粒するため、石膏を
含湿率５〜１５チにｆ別し、力・つその後に成形圧縮す
る際に、石膏結晶を圧縮−剪断工程によりその代表方向
に直角に剪断する方法を実施するための、フィルタおよ
び圧縮装置を有する装置において、圧縮装置（４）中に
、最低１つの孔（４ｄ）および最低１つの圧縮部材（４
Ｃ）を有する底部ダイ（４ｂ）が、圧縮部材がｒ別され
た石膏を孔を通して押出しうるように備えられているこ
とを特徴とする化学石膏の造粒装置。１０、圧縮装置（４）が、少くともそのトレッドに多数
の孔（通路）が設けられた輪転粉砕機であることを特徴
とする特許請求の範囲第９項記載の化学石膏の造粒装置
。１１、　　圧縮装置が押出圧縮機であることを特徴とす
る特許請求の範囲第９項記載の化学石膏の造粒装置。１２、　　圧縮装置が、それぞれの孔の有効長封孔の直
径の圧縮比４：１〜７：１、有利に５：１〜６：１を有
することを特徴とする特許請求の範囲第９〜第１１項の
いずれかに記載の化学石膏の造粒装置。１３、　　孔（４ｄ）の少（とも部分的区間が圧縮方向
に円錐形に縮小して形成されていることをのいずれかに
記載の化学石膏の造粒装置。１４、圧縮方向に見て、円錐形に縮小する部分的区間に
円筒形の部分的区間が引続くことを特徴とする特許請求
の範囲第１６項記載の化学石膏の造粒装置。唖、　孔が、その出口終端部に圧縮方向に円錐形に拡大
する区間を有することを特徴とする特許請゛求の範囲第
９〜第１４項のいずれかに記載の化学石膏の造粒装置。１６、　　孔（４ｄ）に分割装置が後接されていること
を特徴とする特許請求の範囲第９〜第１５項のいずれか
に記載の化学石膏の造粒装置。１Ｚ　　圧縮装置（４）に乾燥装置が後接されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第９〜第１６項のいずれ
かに記載の化学石膏の造粒装置。