SE469720B - Foerfarande foer framstaellning av kalciumsulfat-alfa-semihydrat - Google Patents

Description

469 10 15 20 25 30 35 720 tryck, och finmales därefter. I det styckeformiga godsets ytområden finner man definierade kalciumsulfat-alfasemi- hydratkristaller som är mer eller mindre nàlformiga. I det styckeformiga godsets kärna finner man efter autoklavbe- handlingen strukturer med diffusa kristallformer samt även rester av kalciumsulfat-dihydrat, och detta även efter mycket långa behandlingstider. Kristallformen samt ytfin- strukturen styres icke vid dessa kända åtgärder. Hed kris- tallformen avses kornstorleken och utformningen av kristal- lens ytor. Med kristallfinstruktur avses topografin för kristallens ytor. Kvaliteten av det sålunda framställda kalciumsulfat-alfasemihydratgipset är av dessa skäl i behov av en förbättring.

Vid så kallad kemigips, såsom den exempelvis anfaller i finfördelad form vid fosforsyreframställning, är det känt (Ullmans Encyklopädie der technischen Chemie, l.c. sid. 303, 304) att blanda kemirågipset med vatten till en su- spension eller uppslamning och att överföra denna till en flotationsanlâggning för avlägsnande av organiska föro- reningar. Därefter avskiljes vattenlösliga och avlägsnings- bara vattenolösliga föroreningar genom en motströmstvätt i ett tvättorn eller i en hydrocyklon. Därpå pumpas gips/- vattenslammet kontinuerligt i en autoklav och omvandlas till kalciumsulfat-alfasemihydrat vid en temperatur av ungeför 150°C och ett motsvarande mättningsångtryck. Till- satser för styrning av pH-värdet och för förändring av kristallformen kunna doseras i autoklaven och syftar till att möjliggöra framställning av alfasemihydratgips med olika egenskaper. Vid detta kända förfarande är de omfat- tande reningsàtgärderna samt den för kristallisation erfor- derliga stora vattenmängden störande, eftersom de leder till problem vid deponering och torkning. Även härvid uppstår mer slumpmässigt definierade kalciumsulfat-alfase- mihydratkristaller och vidare år någon styrning av för- farandet med avseende på kristallformen och kristallens ytfinstruktur icke angiven. Vidare är omsättningen icke 10 15 20 25 30 35 " 469 720 tillfredsställande. För framställning av kalciumsulfat-a1- fasemihydrat med speciella egenskaper för olika använd- ningar krävs däremot speciella och definierade kristallfor- mer och även ytfinstrukturer. Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma ett förfarande för framställning av kalciumsulfat-alfasemihydrat av fin- fördelat kalciumsulfat-dihydrat, vilket leder till pro- dukter som praktiskt fullständigt och homogent består av likartade kalciumsulfat-alfasemihydratkristaller, och vilkas kristallformer och ytfinstruktur målinriktat och reproducerbart kan styras genom förfarande-parametrarna.

Detta löses enligt uppfinningen vid det inledningsvis beskrivna förfarandet genom de i huvudkravets kännetecknan- de del angivna särdragen.

Enligt uppfinningen uppstår i formkropparna mycket full- ständigt och mycket homogent kalciumsulfat-alfasemihydrat i form av mycket likartade kristaller vid styrbara kristall- former, utan att formkropparna vid autoklaveringen för- störes genom sprickbíldning eller upplösning. Detta är överraskande eftersom vid det inledningsvis beskrivna kända förfarandet för framställning av alfasemihydratgips av naturgips, strukturer med diffusa kristallformer uppstår i kärnan av de enskilda gipsstensstyckena och omsättningen icke förlöper tillfredsställande. Den uppfinningsenliga effekten beror på att tillräckligt med vatten finns i porutrymmena före början av omkristalliseringen och av att det pá grund av porutrymmena finns tillräckligt med plats för materialtransporten vid omkristallisationen som sker utgående från lösningsfasen.

I syfte att nyttiggöra rökgasavsvavlingsgips inom byggnads- tekniken har man redan föreslagit (DE 3 502 637) att forma rökgasavsvavlingsgips till stycken och utan tryck eller under tryck kalcinera styckena genom inverkan av mättad 469 720 10 15 20 25 30 35 eller överhettad vattenånga, varvid ingen autoklav utnytt- jas. Speciella parametrar för en omkristallisation till definierade kristaller ansågs därför icke erforderliga.

Inom ramen för dessa kända åtgärder lyckades man icke framställa kalciumsulfat-alfasemihydrat med definierade kristallformer, och att därutöver styra kristallformen.

Detta gäller emellertid även för ett liknande känt för- farande (DE 3 117 662) som utgår från rökgasavsvavlingsgips och vid vilket väggbyggnadsblock, huvudsakligen under tillsättning av sand, framställes.

I detalj föreligger inom ramen för uppfinningen flera möjligheter till ytterligare utveckling och utformning av förfarandet. Sålunda arbetar man lämpligtvis med formkrop- par, som har en porvolym uppgående till 20 till 50 %. Han kommer till särskilt goda resultat när man formar formkrop- par som har 25 till 35 cm porvolym. En speciell i anslut- ning till uppfinningen framkommen regel, som visat sig mycket gynnsam, innebär att man skall forma formkroppar vid vilka åtminstone hälften av porvolymen är fylld med luft.

Inom ramen för uppfinningen kan framställningen av form- kroppen ske pà olika sätt. Typen av formgivning beror av vilka fysikaliska parametrar det finpartikliga kalciumsul- fat-dihydratet har, av vilket formkropparna formas. Är detta torrt eller praktiskt taget torrt, så inblandas ett lämpligt bindemedel i det finpartikliga kalciumsulfat- dihydratet. Porvolymen kan inställas eller påverkas genom tillblandning av ett skum, vilket även är brukligt vid framställning av lättbyggnadsmaterial. Om det kalciumsul- fat-dihydrat frán vilket man utgår, har tillräckligt fysi- kaliskt bundet vatten, exempelvis i form av restfukt, eller inblandas detta vatten, anvisar uppfinningen att genom pressning forma kalciumsulfat-dihydratet till formkroppar och då i beroende av vattenhalten i kalciumsulfat-dihydra- tet, i omrädet fràn 3 till 20 massa-% med presstryck upp- gående till upp till 14 N/mm* till även vid autoklaveringen 10 15 20 25 30 35 469 720 stabila formkroppar, företrädesvis vid presstryck uppgående till 1 till 5 N/mmz, exempelvis 2 - 3 N/mm”. Ju lägre vat- tenhalten i kalciumsulfat-dihydratet är, desto högre är lämpligen presstrycket - och omvänt, naturligtvis under beaktande av porvolymen. Härigenom erhålles överraskande formkroppar, som dels har den för uppfinningen väsentliga porvolymen vid motsvarande vattenhalt och dels även är stabila i autoklaven. Arbetar men med formstenar så kan dessa staplas med öppna fogar i augoklaven, vilket är fördelaktigt för den styrda omkristallisationen.

Inom ramen för uppfinningen bör man ofta, beroende på kal- ciumsulfat-dihydratets ursprung, använda tillväxtpåverkande tillsatser, vilka även är brukliga vid andra förfaranden för omkristallisationen från kalciumsulfat-dihydrat till kalciumsulfat-alfasemihydrat. Detta gäller särskilt om stora kristaller skall framställas. Sådana tillsatser utgöres exempelvis av acykliska kolsyror, såsom myrsyra, oxalsyra, malonsyra, bärnstenssyra, adipinsyra, fumarsyra, äppelsyra, vinsyra, citronsyra och glukonsyra eller deras salter i bruklig mängd. Även sulfitavlut kan utnyttjas. Vid det föreslagna förfarandet kan man överraskande använda tillväxtpáverkande substanser, som hittills icke utnyttjats för detta ändamål. Sådana tillväxtpàverkande tillsatser kunna lämpligen utgöras av fint malet brunkol och/eller torv och/eller finmalt trä och/eller humussyra och/eller till sin effekt dessa tillsatser liknande ämnen som in- nehåller träprodukter. Dessa tillsatser är billiga och finns i stora mängder. Dessa tillsatser är emellertid också lämpliga för förbättring av produkterna från andra för- faranden för omkristallisation av kalciumsulfat-dihydrat till kalciumsulfat-alfasemihydrat. Den finmalda brunkolen eller torven respektive pà träprodukter baserade tillsatser användes företrädesvis med en partikelstorlek under 100 pm och när det gäller mald brunkol i en mängd av 0,1 till 1,0 massa-%, företrädesvis 0,5 till 0,7 massa-%. Man kan använda den malda torven i en mängd av 0,1 till 1,5 massa- 469 10 15 20 25 30 35 720 %, företrädesvis från 0,5 till 1 massa-% och nämnda träba- serade ämnen, också malt trä, som i en mängd av 0,3 till 2,0 massa-%, företrädesvis från 0,7 till 1,5 massa-%.

Humussyra kan tillsättes i en mängd av 0,1 till 1,0 massa- %, företrädesvis från 0,3 till 7 massa-%. Sulfitavlut verkar som tillväxtpâverkande tillsats i en mängd av 0,1 till 3,0 massa-%, företrädesvis från 0,5 till 2 massa-%. Även till sin effekt likartade ämnen av sulfitavlut eller sekundära omvandlingsproudukter av nativt lignin, såsom exempelvis ligningsulfonsyra kan användas i en mängd av 0,1 till 1,5 massa-%, företrädesvis 0,3 till 1,2 massa-%.

Slutligen kan det vid dessa tillsatser röra sig om lig- ninsulfonat i en mängd av 0,1 till 1,2 massa-%, företrädes- vis från 0,3 till 0,8 massa-%. En liten ytterligare till- vâxtpàverkande åtgärd enligt uppfinningen kan en del av det för omsättning avsedda kalciumsulfat-dihydrat bestå av rökgasavsvavlingsgips från en med brunkol eldad kraftverk- sanläggning, exempelvis i en mängd av åtminstone 25 massa- %.

För att erhålla nålformiga kalciumsulfat-alfasemihydrat- kristaller vid hög reaktionshastighet, bör man enligt uppfinningen huvudsakligen arbeta med en behandlingstempe- ratur av över 140°C.

För att åstadkomma pelareformiga kalciumsulfat-alfasemihy- dratkristaller, kan man huvudskaligen arbeta med en be- handlingstemperatur inom området mellan l20°C till 140°C.

Vid omkristallisationen kan man kortfristigt även arbeta med andra temperaturer och speciellt kan behandlingen fram till igángsättandet av omkristallisationen även ske vid andra temperaturer.

Arbetar man med en behandlingstemperatur av över 140°C till 160°C, så erhåller man med tilltagande behandlingstempera- tur en växande andel mindre och kraftigare nålformiga kalciumsulfat-anhydritkristaller. Vid temperaturer över H 10 15 20 25 30 35 "469 720 l60°C erhåller man vid längre uppehållstid en växande andel anhydritfragment.

Man kan alltid inom ramen för de ovan beskrivna åtgärderna vid alla temperaturomràden också påverka kristallformen genom trycket i autoklaven, varvid man för erhållande av kraftigare kompakterade kalciumsulfat-alfasemihydratkris- taller inom ramen för den redan beskrivna kristallformen, arbetar med tilltagande tryck i autoklaven och härutöver trycker in en gas i autoklaven. Det bör stå klart att man inom ramen för denna åtgärd arbetar med konstant behand- lingstryck vid speciell omkristallisation, fastän detta även kan förändras vid behandlingen.

Såsom ovan beskrivits framställes formkropparna så att de vid behandlingen i autoklaven icke faller sönder. Utan genomförandet av speciella åtgärder är detta vanligtvis fallet. Enligt uppfinningen kan man dock om så erfordras tillsätta kalciumsulfat-dihydratet ett bindemedel före framställningen av formkropparna. Ett härtill lämpligt bindemedel utgöres av ett speciellt finfördelat kalciumsul- fat-alfasemihydrat, som exempelvis kan tillsättas i en mängd av upp till 5 massa-%. För att inställa porvolymen, kan kalciumsulfat-dihydratet försättas med ett lämpligt skum, vilket i sig är känt från framställningen av lätt- byggnadsmaterial. Det uppfinningsenligt framställda kal- ciumsulfat-alfasemihydratet kan användas inom olika teknis- ka områden.

I det följande kommer uppfinningen att närmare beskrivas i anslutning till ritningarna. visar en anläggning för genomförande av det enligt uppfinningen föreslagna förfarandet, varvid figuren endast återger ett utför- ingsexempel, Fig. 1 469 720 10 15 20 25 30 35 fig. 2 fig. 3 fig. 4 fig. 5 fig. 6 fig. 7 visar beroendet av kalciumsulfat-dihydra- tets leveransfuktighet av presstrycket med avseende på framställningen av stàfasta, staplingsbara och autoklaverfasta formkrop- Par, visar totalporvolymen för kalcium-dihydrat- formkroppar i beroende av formkroppens råtäthet och formkroppsfuktigheten, samman- satt av luftfyllda (med punkter illustrerat område) och vattenfyllda (icke med punkter markerat omrâde) porer under angivning av en separationsyta (skrafferad) för sprick- fri autoklavering, visar stabilitetsfältet för det enligt uppfinningen framställda alfasemihydratet i beroende av temperatur och tryck, visar det tidsmässiga förloppet för olika viktiga storheter vid autoklaveringsför- loppet, förstyvningen av alfasemihydratsuspensionen i beroende av malningsfinheten, visar inverkan av malningsfinheten pà häll- fasthetsutvecklingen för pastor som fram- ställts av det enligt uppfinningen fram- ställda kalciumsulfat-alfasemihydratet.

Den på fig. 1 visade anläggningen omfattar en förrådssilo 1 för mottagning av levererat kalciumsulfat-dihydrat i form av rökgasavsvavlingsgips. Kalciumsulfat-dihydratet till- föres förrádssilon 1 medelst en doseringsanordning 2 i en blandningsanordning 3, som vidare är ansluten till en doseringsanordning 4 för eventuella tillsatser från mot- q 10 15 20 25 30 35 469 720 svarande förrådssilos 5. Från blandningsanordningen 3 kommer kalciumsulfat-dihydratet till en förrådsbehållare 6 från vilken det matas till en formgivningsanordning 7.

Formgivningsanordningen 7 kan bestå av en pressanordning, exempelvis för framställning av parallellepipediska form- kroppar, en strängpress med efterföljande skäranordning för den ur strängpressen kommande strängen, en granulerings- anordning, ungefär av den typ som utnyttjas för framställ- ning av pellets, eller också gjutformar med vibrationskom- paktering respektive kemisk fixering.

Kalciumsulfat-dihydratet formas i formgivningsanordningen 7 till stàhållfasta, staplingsbara och autoklaverfasta form- kroppar med en totalporvolym av mellan 15 till 60 volym-%, varvid totalporvolymen har ett luftporutrymme uppgående till åtminstone 5 volym-% och när utgångsmaterialet är fuktigt, omfattar ett resterande med vatten fyllt porutrym- me. Formkropparna, exempelvis parallellepipeder, briketter eller pellets, sistnämnda i lämpliga korgar, anordnas medelst en staplingsanordning 8 på vagnar på sådant sätt, att en så stor fri tillgänglig yta som möjligt kvarstår. De sålunda staplade formkropparna köres in i en autoklav 9 och autoklaveras satsvis vid temperaturer mellan l10"C och l80°C till praktiskt taget fullständig omvandling till kalciumsulfat-alfasemihydratkristaller vid mättad ånga.

Eventullet kan motsvarande slussar vara anordnade för de formkropparna bärande vagnarna i anslutning till införingen i och uttagningen ur autoklaven 9.

De autoklaverade formkropparna torkas därefter i en tork- ningsanordning 10 till utjämningsfuktighet, exempelvis under 1 massa-% fukt, för att sedan införas i en brytnings- anordning ll och därefter malas till den för det aktuella användningsändamålet önskade kornstorleken i en malningsan- läggning 12. Från det att det lämnar autoklaven 9 fram till att det lämnar malningsanläggningen 12 till en silo 13. hålles kalciumsulfat-alfasemihydratet, för undvikande av en 469 720 10 15 20 25 30 35 10 àterbildning av kalciumsulfat-dihydrat, över den termiska stabilitetsgränsen, d v s över ungefär 45°C. För kross- ningen kan exempelvis en hammarkvarn utnyttjas. Torknings- anordningen 10 kan också vara anordnad efter krossnings- anordningen 11 och exempelvis utgöras av en flygströmstor- kare. Eventuellt kan malningen och torkningen genomföras i ett steg. Såsom malningsanläggning lämpar sig exempelvis en desintegrator, en kulkvarn eller en stiftkvarn, städse med efterkopplad sikt.

Fig. 2 visar i ett schema det vid framställningen av form- kroppar genom pressning tolererbara området (skrafferat) kalciumsulfat-dihydratets fukt, som är angiven utmed ordi- natan i % fukt, i beroende av presstrycket som är indikerat i N/mm* utmed abskissan. Dessa genom pressning framställda formkroppar är stàfasta och staplingsbara och förblir sprickfria vid den efterföljande autoklaveringen. Det levererade kalciumsulfat-dihydratet pressas lämpligen med leveransfukten till formkroppar. Leveransfukten ligger härvid vanligtvis mellan 5 och 20 massa-%. När av något skäl ungefär 20 massa-% överskrives, kan en förtorkning genomföras, för att göra det möjligt att arbeta i det skrafferade området enligt fig. 2. - Lämpligtvis används presstryck uppgående till mellan 0,1 till 14 N/mmz, före- trädesvis 1 till 5 N/mmz, speciellt 2 till 3 N/mm”.

Om man i diagrammet enligt fig.2 arbetar till höger om det skrafferade området erhåller man visserligen formkroppar, men dessa är dock inte sprickfritt autoklaverbara och sönderfaller därför i autoklaven. Ännu längre till höger i diagrammet enligt fig. 2, vid likablivande fukt och ytter- ligare stegring av presstrycket, klibbar formkropparna vid dessas formverktyg och en ytterligare vidtagen stegring av presstrycket leder slutligen till en pressgodssönderflyt- ning.

För framställning av formkroppar genom pressning kan man 'z 10 15 20 25 30 35 469 720 ll utnyttja en till motsvarande låga tryck inställd kalksand- stenspress. Presstrycket åstadkommer i beroende av sin storlek eventuellt även en viss avvattning av kalciumsul- fat-dihydratet. Presstrycket skall därför anordnas så att formgivningsparametern även med hänsyn taget till denna avvattning förblir i det skrafferade området i fig. 2. I grunden gäller att höga leveransfukthalter ökar sprickbe- nägenheten vid autoklavering, medan lågt presstryck vid formgivningen reducerar sprickbenägenheten vid autoklave- ringen.

I stället för en förtorkning vid mer än 20 massa-% leve- ransfukt i kalciumsulfat-dihydratet respektive för för- bättring av stå- och staplingsförmàgan hos de formkroppar som skall framställas, kan ett kemiskt stabiliseringsmedel tillföras via doseringsanordningen 4 och då speciellt upp till 5 massa-% kalciumsulfat-alfasemihydrat, som fram- ställts medelst förfarandet. Alternativt kan även kalcium- sulfat-betasemihydrat eller något annat icke alkaliskt verkande fixermedel användas. Detta är viktigt speciellt även vid användning av gjutformar såsom formgivningsut- rustning. Tillblandningen av sådana eller i det följande angivna substanser, är problemfri på grund av utgángsmate- rialets konsistens.

Om andra formgivningsförfaranden kommer till användning än de vid kalksandsten brukliga formgivningsteknologierna, kan man såsom börstorheten ekvivalent i stället för presstryck- et formkroppsråtäthet samt formkroppsfuktighet användas, såsom förtydligas i fig. 3. I beroende av det rena gipsest densitet (= 2,315 g/cm°), formkroppens råtäthet och fuktig- het inställer sig porvolymen i formkropparna med en defini- erad halt av luft och eventuellt vatteninnehållande porer.

I fig. 3 illustrerar de ljusa fälten vattenporvolymen, och de prickade fälten luftporvolymen. Snedskrafferingen är skiljeytan som skiljer sådana formkroppar vilka sprickfritt (Bzbakre område) och icke sprickfritt (A:främre område) kan 469 720 10 15 20 25 30 35 12 autoklaveras. Sprickfritt autoklaverbara är formkropparna väsentligen när luftporvolymen är större än vattenporvoly- men. Den för sprickfri autoklavering erforderliga totalpor- volymen samt dess sammansättning framgår så av fig. 3.

Fig. 4 visar ett tryck/temperaturdiagram ångtryckkurvan för vatten, som förtydligar sambandet mellan tryck och tempera- tur i en autoklav under drift med mättad ånga. Vidare visar fig. 4 stabilitetsfältet (A + B) samt det föredragna syn- tesfâltet (B) för det enligt uppfinningen framställda kalciumsulfat-alfasemihydratet. Detta kan framställas i temperaturområdet mellan 110°C och 160°C, varvid emellanåt temperaturer på upp till 180°C är tillàtliga, och syntes- trycket i autoklaven tydligt kan ökas genom tryckgastill- förseln relativt det vid dessa temperaturer föreliggande trycket för mättad vattenånga.

För åstadkommande av kalciumsulfat-alfasemihydrat med gynnsam kristallform, d v s stora, kompakta, separata kristaller (primärkorn) företrädesvis i pelarform med genomsnittliga kornstorlekar (pelare-längd) mellan 250 till 1000 um, föredrages syntesomràdet (B) mellan 120°C och l40°C. Det sålunda erhållna kalciumsulfat-alfasemihydratet utmärker sig även av att det vid mycket stort primärkorn (pelarelängd) har kraftigt krökta kristallytor. Detta gynnar reaktiviteten och därmed bearbetningen, stelnandet och hållfasthetsbildningen inom kort tid vid bruk och pastor, som framställes under användning av ett sådant kalciumsulfat-alfasemihydrat.

Framställningen av kalciumsulfat-alfasemihydrat vid högra syntestryck, d v s till höger om ángtryckskurvan på fig. 4, leder till ännu kraftigare kompakterade kristaller med lägre specifik yta. Härav uppkommer fördelen vid framställ- ningen av bruk och pastor för användningar som framför allt kännetecknas av ringa vattenanspràk, god bearbetbarhet och hög hállfasthet.

'U 10 15 20 25 30 35 469 720 13 Arbetet i området B leder till en mycket regelbunden kris- tallform, varvid kristallytorna genom ökning av trycket över mätningsängrycket, medelst tillförsel av en under lämpligt tryck stàende gas, blir ännu mer regelbundna och släta. Vid högre temperatur mellan 140°C och l60°C upp- kommer en ökad omsättningshastighet, d v s kortare autokl- veringstid, respektive en tilltagande nàlformig kristall- form för kalciumsulfat-alfasemihydratkristallerna, med växande andel av mindre och kraftigare nålformiga kalcium- sulfat-anhydritkristaller.

Vid temperaturer av 120°C och ner mot 110°C, avtager all- mänt kristallens pelareaktiga karaktär, varvid kristallfor- men som sådan blir oregelbunden men totalt är homogen.

De till kalciumsulfat-dihydratet för framställningen av formkroppan tillförda kristallisationshjälpmedlen och/eller kristalltillväxtinhibitorerna samt eventuellt korrosions- hämmare, pàverkar á ena sidan kristallformen och ytfin- strukturen, och å andra sidan de teknologiska egenskaperna för av det erhållna kalciumsulfat-alfasemihydratet fram- ställda slutprodukterna. De senare påverkas även genom mal- ningen av kalciumsulfat-alfasemihydratet, vilken malning sker i motsvarighet till det avsedda användningsändamàlet.

Fig. 5 visar det tidsmässiga förloppet av autoklavinner- väggtemperaturen (kurva A), temperaturen i det inre av en formkropp med en storlek uppgående till 20 x 20 x 9,5 cm (kurva B) samt i procentuell illustration, det tidsmässiga förloppet för behovet av ånga (kurva C) och kondensatpro- duktionen i autoklavkondensomaten (kurva D).

Såsom framgår av förloppet för kurvorna A och B, följer temperaturen i det inre av formkroppen autoklavinnervägg- temperaturen med endast ringa tidsmässig fördröjning.

Temperatursänkningen inuti formkroppen efter uppnàende av den avsedda autoklaveringstemperaturen betingas av den 469 720 10 15 20 25 30 35 14 endoterma omvandlingsreaktionen, och utjämnas sedan åter genom extra ångtillförsel. Kurvan C visar den under auto- klaveringen erforderliga ångmängden i tidsförloppet. Såsom visas föreligger initialt ett stort ångbehov för upphett- ning av den fyllda autoklaven. Därefter faller ångbehovet till en undre nivå för utjämning av förluster. Därpå ökar ånyo kravet på ånga för utjämning av temperatursänkningen till följd av den endoterma omvandlingsreaktionen. Därpå faller ångbehovet åter ned till den undre nivån för kompen- sering av förluster. Kurvan D visar den i autoklaven an- fallande och bortförda kondensatmängden i dess tidsmässiga V) förlopp. Det första maximivärdet resulteras av den på kondensatväggarna och andra metalldelar avrinnande konden- satmängden, varvid skillnaden mellan ångmängd (kurva C) och kondensatmängd (kurva D) i detta tidsintervall illustrerar den av formkropparna upptagna vattenmängden, vilken tjänar till uppvärmningen av formkropparna och sedan även förblir i dessa. Därpå följer en undre nivå såsom vid kurva C, motsvarande förlustkompensationen. Parallellt med den igángsättande omvandlingsreaktionen till relativt stora kalciumsulfat-alfasemihydratkristaller och den därmed förknippade reduceringen av den specifika ytan i formkrop- parna, avger dessa stora mängder eluat (tidsmässigt något fördröjt relativt igàngsättningen av omvandlingsreaktionen, bland annat på grund av den tid det tar innan eluatet kommer fram till autoklavens avlopp). Eluatmängden är proportionell mot reduceringen av den specifika ytan.

Stora kompakta kristaller med ringa specifik yta leder till relativt stor eluatavgivning, medan små eller mer lång- sträckta kristaller med motsvarande större specifik yta leder till motsvaradne lägre eluatavgivning. Eluatavgiv- ningen avslutas när omvandlingsreaktionen avslutas. Eluatet innehåller vattenlösliga salter eller suspenderade ämnen av utgångsmaterialet, varigenom halten av dylika ämnen i slutprodukten sänkes, och varigenom, i beroende av bortför- da ämnen, även en kvalitetsförbättring erhålles för slut- 10 15 20 25 30 35 469. 720 15 produkten. I detta sammanhang kan man notera att vid om- vandlingsreaktionen deltar icke bara det eventuellt på grund av fuktigt utgångsmaterial, i formkroppens porutrymme förhandenvarande vattnet och/eller indränkt kondenserad ånga utan deltar även det vid omvandlingsreaktionen fri- givna kristallvattnet i kalciumsulfat-dihydratet. Det tredje maximet i kurvan D uppkommer av att, vid slutet av autoklaveringsförloppet, trycket i autoklaven sänkes så att det i formkropparna uppkommande undertrycket, på grund av däri befintlig luft och på grund av återförängningen av vatten, uppkommande ånga ledes till ett tryckfall mellan formkroppens inre och yttre, varigenom det i formkroppen ännu befintliga vattnet åtminstone partiellt tryckes ut.

Härvid får dock trycket inte sänkas så lågt respektive snabbt att formkropparna skadas. På detta sätt uppnår man en ytterligare avvattning som reducerar den senare tork- ningsinsatsen. Vidare bortföres härigenom ytterligare ännu kvarvarande lösta respektive suspenderade främmande ämnen.

Målningen av det framställda alfasemihydratet sker i mots- varighet till det avsedda användningsändamàlet. Malnings- finheten påverkar såväl förstyvningen som hållfasthets- utvecklingen av med vatten tillsatt kalciumsulfat-alfasemi- hydrat.

På fig. 6 visas schematiskt förstyvningen av kalciumsul- fat-alfasemihydratsuspensioner i beroende av malningsfin- heten, varvid ordinatan indikear nålavståndet i millimeter för en Vicat-apparatur i anslutning tilll DIN 1168 och på abskissan markeras tiden i minuter. Man kan se att med växande specifik yta On, förstyvningsbörjan förskjutes till kortare tider. Åtminstone vid kalciumsulfat-alfasemi- hydratkristaller med högspecifik yta är därför lämpligt att tillsätta en fördröjare för bearbetbarheten, exempelvis i formen av citronsyramonohydrat. Sålunda förskjutes exempel- vis förstyvningsbörjan för alfasemihydratet med en specifik yta av 3000 cmï/g från cirka 7 minuter till cirka 30 minu- ter, när 0,02 massa-% citronsyramonohydrat tillsättes. 469 720 16 Såsom framgår av fig. 7, påverkar malningsfinheten håll- fasthetsutvecklingen. På fig. 7 anges utmed ordinatan tryckhàllfastheten i N/mmfi, och pá abskissan tiden i h, varvid de olika kurvorna visar hållfasthetsutvecklingen för 5 alfasemihydratpastor, framställda av alfasemihydrat med de angivna specifika ytorna, hela tiden vid en tillsats av 0,02 massa-% citronsyramonohydrat. Alfasemihydratet med en specifik yta av 3500 respektive 4700 cmï/g är siktat.

Vattenbehovet, uttryckt genom förhållandet vatten/gips 10 (W/G) uppgår i dessa fall städse till 0,28.

V).

Claims (11)

10 15 20 25 30 35 469 720 17 P a t e n t k r a v

1. Förfarande för framställning av kalciumsulfat-alfa- semihydrat av finfördelat kalciumsulfat - varvid formkrop- par formas av en fuktig blandning av kalciumsulfatet och dessa införes i en autoklav och varvid kalciumsulfatet i autoklaven omkristalliseras med mättad vattenånga vid en temperatur av mellan 110 till 180°C till kalciumsulfat- alfasemihydratet och varvid formkropparna efter omkristal- liseringen avlägsnas ur autoklaven till sin aktuella an- vändning, k ä n n e t e c k n a t av, att formkropparna formas ur kalciumsulfat-dihydrat såsom utgàngsmaterial, varvid formkropparna uppvisar en porvolym av mellan 15 till 60% och i porerna uppvisar mer än 5 volym-% luft, att i formkropparnas porer en för omkristalliseringen av kal- ciumsulfat-dihydratet till kalciumsulfat-alfasemihydratet tillräcklig porvattenmängd upprätthálles därigenom, att formkropparna införes i autoklaven vid rumstemperatur och porvatten bildas genom kondensation av mättad vattenånga pá formkropparnas yta, vilket vatten tränger in i formkroppar- na genom det öppna porsystemets kapillärkrafter och att _ kristallbildningen och kristallformen av de ur vattenlös- ningsfasen sig bildande kalciumsulfat-alfasemikristallerna styres genom en behandlingstemperatur i det angivna tempe- raturområdet samt genom trycket av behandlingsatmosfären i autoklaven.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av, att man formar formkroppar med en porvolym av 25 till 35%.

3. Förfarande enligt kraven 1 och 2, k ä n n e - t e c k n a t av, att man formar formkroppar vid vilka åtminstone hälften av porvolymen är fylld med luft.

4. Förfarande enligt något av kraven 1 - 3, k ä n - n e t e c k n a t av, att kalciumsulfat-dihydratet genom 4-69 720 Gl 10 15 20 25 30 35 18 pressning formas till formkropparna i proportion till halten av fysikaliskt bundet vatten i kalciumsulfat-dihy- dratet inom området av mellan 3 till 20 massa-% medelst presstryck av upp till 14 N/mm* till även vid autoklavering stabila formkroppar.

5. Förfarande enligt något av kraven 1 - 4, k ä n - n e t e c k n a t av, att man för framställning av nål- formiga kalciumsulfat-alfasemihydratkristaller huvudsakli- gen arbetar med en behandlingstemperatur av över 140°C.

6. Förfarande enligt något av kraven 1 - 5, k ä n - n e t e c k n a t av, att man för framställning av kompak- ta, pelarformiga kalciumsulfat-alfasemihydratkristaller huvudsakligen arbetar med en behandlingstemperatur i om- rådet av mellan l20°C till 140°C.

7. Förfarande enligt något av kraven 1 - 6, k ä n - n e t e c k n a t av att man för framställning av kompak- terade, kalciumsulfat-alfasemihydratkristaller i autoklaven arbetar med ett relativt tryck för mättad ånga ökat be- handlingstryck och därtill trycker in en gas i autoklven.

8. Förfarande enligt något av kraven 1 - 7, k ä n - n e t e c k n a t av att det i formkropparnas porutrymme förefintliga vattnet efter omkristalliseringen åtminstone delvis avlägsnas genom kontrollerad avlastning av trycket i autoklaven.

9. Förfarande enligt något av kraven 1 - 8, k ä n - n e t e c k n a t av, att kalciumsulfat-dihydratet före framställningen av formkroppen försattes med tillväxtpå- verkande tillsatser.

10. Förfarande enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t av, att man i kalciumsulfat-dihydratet såsom tillväxtpåver- kande tillsatser inblandar fint mald brunkol och/eller fint 469 720 19 mald torv och/eller fint malt trä och/eller humussyra och/eller verkanslika träinnehållsämnen i kalciumsu1fat-- dihydratet.

11. Förfarande enligt något av kraven 1 - 10, k ä n - n e t e c k n a t av, att såsom tillväxtpàverkande åtgärd, en del av det kalciumsulfat-dihydrat som skall omkristalli- seras består av rökgasavsvavlingsgips från en med brunkol eldad kraftverksanläggning.