DE1923993B2

DE1923993B2 - Verfahren zur steuerung von kristalltracht und -wachstum bei der hydrothermalen herstellung von alpha-calcium-sulfat-halbhydrat

Info

Publication number: DE1923993B2
Application number: DE19691923993
Authority: DE
Inventors: Egon Dipl Chem Dr 6703 Limburgerhof Forster Hans Joachim Dipl Chem Dr 6830 Schwetzingen Haerter Manfred Dipl Chem Dr 6701 Neuhofen Potencsik Istvan Dipl Chem Dr 6800 Mannheim Cherdron
Original assignee: Gebruder Giuhni GmbH, 6700 Ludwigs hafen
Priority date: 1969-05-10
Filing date: 1969-05-10
Publication date: 1973-03-08
Also published as: BE741977A; GB1271925A; DE1923993A1; NL7006145A; DE1923993C3; FR2043760A1; FR2043760B1; CS188109B2; YU116370A

Description

sation mit einem der bisher bekannten Kristalltrachtbeeinflusser durchgeführt, so erreicht man im besten Falle nur 75 % dieser Festigkeitswerte.

Es ist natürlich auch möglich, die Steuerung des Längen- und Breitenwachstums gemäß der Erfindung durch die Kombination mit einem bereits bekannten Kristalltrachtbeeinflusser vorzunehmen.

Beispiel

In einen 10 m³ fassenden Autoklaven mit Rührwerk und Heizvorrichtung werden pro Stunde 2 t feuchtes Caltiumsulfatdihydrat mit einer anhaftendeii Feuchte von etwa 30% kontinuierlich eingepumpt. Der pH-Wert im Autoklaven ist auf 2,5 eingestellt und wird durch die Zugabe von geringen Mengen Schwefelsäure auf diesem Wert während des kontinuierlichen Prozesses konstant gehalten. Die Umkristallisationstemperatur beträgt 135° C. Die Konzentration des entstehenden a-Calciumsulfat-Halbhydrates im Autoklaven beträgt 500 bis 600g/Ltr. Während der Umkristallisation werden fortlavlend 70 Liter Magnesiumsulfatlösung mit einer Konzentration von 200 g Magnesiumsulfat pro Liter in den Autoklaven pro Stunde eindosiert Über eine Förderleitung wird das umgesetzte a-Calriumsulfat-Halbhydrat zu einer Zentrifuge befördert und dort pro Stunde 1300 kg zentrifugenfeuchtes a-Calchimsulfat-Halbhydrat mit einer anhaftenden Feuchte von 10 % gewonnen. Die gewonnenen a-Calciumsulfat-Halbhydratkristalle haben eine mittlere Länge von 100 μ. und ein Achsenverhältnis von 1:5. Der zentrifugenfeuchte Filterkuchen wird unmittelbar nach seiner Gewinnung mit Wasser angerührt und zu Fertigteilen verarbeitet Die hergestellten Fertigteile besitzen nach dem Trocknen ein Raumgewicht von 0,95 g/cm? und erreichen eine Biegezugfestigkeit von 38kp/cm² und eine Druckfestigkeit von 105 kp/cm².

Das zentrifugenfeuchte a-Calciumsulfat-Halbbvdrat kann in einem geeigneten Trockner zu Pulvergips vcarbeitet werden.

Claims

1 923893 ι phosphat und Schwefelsäure anfallen, wird die Wir- Patentansprüche: iung der bisher bekannten Kristalltrachtbeeinflusser erheblich gestört Es kommt dann zu einem über-

1. Verfahren zur Steuerung von Kristalltracht mäßigen Wachstum in die Länge oder Breite, so daß und -wachstum bei der hydrothermalen Herstel- 5 der Prozeß nicht mehr kontinuierlich durchgeführt lung von a-Calciumsulfat-Halbhydrat, dadurch werfen kann und vorzeitig abgebrochen werfen muß. gekennzeichnet, daß zur Steuerung Ma- Die erhaltenen Produkte verlieren ihre guten Eigengnesiumsulfat eingesetzt wird. schäften und besonders die Abbindezeiten solcher

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- stark angewachsener Kristalle sind wesentlich verkennzeichnet, daß das Magnesiumsulfat in Men- ίο zögert Für die kontinuierliche Weiterverarbeitung des gen von 0,05 bis 2,5 % vorzugsweise von 0,5 bis bei den hydrothermalen Kristallisationsprozessen an-1,5·%, bezogen auf das trockene Dihydrat, ein- fallenden a-Calciumsulfat-Halbhydrates ist es jedoch gesetzt wird. erforderlich, daß die Kristalle eine kurze Abbindezeit

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, besitzen, um eine rasche Herstellung von Bauteilen dadurch gekennzeichnet, daß das Magnesiumsul- 15 zu ermöglichen. Es hat sich weiterhin gezeigt, daß fat als wäßrige Lösung mit einer Konzentration Halbhydrate mit großen Kristallen bei einer Vervon 25 bis 300 gT-tr. vorzugsweise von 150 bis arbeitung zu Bauteilen dann schlechte mechanische 250 g/Ltr., eingesetzt wird. Eigenschaften besitzen, wenn sie mit höherem Was-

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, sergipsfaktor verarbeitet werfen als der maximalen dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Magne- 20 Einstreumenge entspicht.

siumsulfatlösung kontinuierlich in den Autoklav Es wurde nun gefunden, daß an Stelle der bisher

eingepumpt wird. bekannten Kristalltrachtbeeinflusser Magnesiumsulfat

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2, 3 eingesetzt werfen kann. Dies war um so überraschen- und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steue- der, als man dem Magnesiumsulfat und den anderen rung von Kristalltracht und -wachstum bei der 35 wasserlöslichen Magnesiumsalzen bisher kerne hydrothermalen Herstellung von α-Calciumsuifat- kristalltrachtbeeinflussende Wirkung zuschrieb. Aus Halbhydrat durch Magnesiumsulfat in Kombina- der Reihe der wasserlöslichen Magnesiumsalze wird, tion mit einem bereits bekannten Kristalltracht- wie bereits erwähnt, bevorzugt das Magnesiumsulfat beeinflusser durchgeführt wird. verwendet. Durch eine derartige Zugabe werfen

30 keine weiteren Ionen außer dem Magnesium selbst in

die Autoklavenmutterlauge eingeschleppt. Die Magnesiumsalze mit anderen Anionen, wie z. B. Nitrat oder Chlorid können in den fertigen Bauteilen zu

Vorliegende Erfindung betrifft die Steuerung von Ausblühungen führen. Erfindungsgemäß wird das Kristalltracht und -wachstum bei der hydrothermalen 35 Magnesiumsulfat zur Steuerung der Kristalltracht Herstellung von α-Calciumsulfat-Halbhydrat durch und der Kristallgröße je nach gewünschter Größe die Zugabe von wasserlöslichem Magnesiumsulfat und Tracht in Mengen von 0,05 bis 2,5 %, vorzuni Umkristallisationsprozeß. zugsweise von 0,5 bis 1,5%, bezogen auf das eiri-

In der deutschen Patentschrift 1 157 128 wird ein gesetzte trockene Calciumsulfat-Oihydrat, angewandt, quasikontinuierliches oder kontinuierliches hydrother- 40 Das Magnesiumsulfat wird dabei vorzugsweise als males Herstellungsverfahren für α-Calciumsulfat- wäßrige Lösung kontinuierlich in den Autoklaven Halbhydrat beschrieben, das von synthetischem CaI- eingepumpt. Gemäß der Erfindung hat die wäßrige ciumsulfat-Dihydrat, insbesondere dem Gipsabfall des Magnesiumsulfatlösung eine Konzentration von 25 bis Rohphosphataufschlusses mit Schwefelsäure, ausgeht. 300, vorzugsweise von 150 bis 250 g Magnesiumsui-Der Umkristallisationsprozeß wird in einem Rührauto- 45 fat pro Liter. Selbstverständlich ist der Einsatz der klav bei einem pH-Wert zwischen 1 bis 5 und einer Erdalkalisalze zur Steuerung der liristalltracht und Temperatur von 105 bis 140° C durchgeführt. Die Um- des Kristallwachstums nicht nur auf den Prozeß gekristallisation erfolgt in Gegenwart von Impfkristallen mäL der deutschen Patentschrift 1157128 be- und kristallisationsbeeinflussenden Substanzen. Als schränkt, sondern läßt sich analog auch auf alle kristalltrachtbeeinflussende Substanzen sind bisher 5° anderen hydrothermalen Verfahren zur Herstellung Aluminiumsulfat, Sulfitablauge und Alkylarylsulfo- von a-Calziumsulfat-Halbhydrat aus natürlichen und nate oder Salze von Dicarbonsäuren sowie Carboxy- synthetischen Calziumsulfat-Dihydratvorkommen anmethylcellulosen bekanntgeworden (USA.-Patent- wenden.

schrift 2 913 308, englische Patentschriften 1 079 502, Durch das Verfahren gemäß der Erfindung ist

1 051 849, deutsche Patentschrift 1 157 128, deutsche 55 eine genaue Steuerung des Längen- und Breiten-Auslegeschrift 1 238 374). Wachstums der vorhandenen Impfkristalle durch die

Mit Hilfe dieser kristalltrachtbeeinflussenden Sub- jeweils dosierte Magnesiumsulfatmenge möglich. So stanzen ist es möglich, das Längen- und Breiten- gelingt es im kontinuierlichen Prozeß über mehrere wachstum der vorhandenen Impfkristalle während Wochen eine Länge der Kristalle zwischen 30 und des Prozesses zu steuern. Bei der Durchführung des ^6o 300 μ, vorzugsweise zwischen 50 und 200 μ, mit kontinuierlichen Kristallisationsprozesses zu steuern. einem Achsenverhältnis Breite zu Länge von 1:2 bis Bei der Durchführung des kontinuierlichen Kristalli- 1:10 einzuhalten. Die so hergestellten Kristalle ersationsprozesses gemäß der deutschen Patentschrift bringen nach ihrer Verarbeitung zu Gipsbauteilen 1 157 128 hat es sich jedoch gezeigt, daß die Kristall- optimale n. echanische Eigenschaften. Beispielsweise trachtbeeinflussung nicht immer in der gewünschten 65 erreicht e»i Baukörper mit einem Raumgewicht von Weise zu steuern ist. 0,95 g/cm³ im völlig trockenen Zustand einen Biege-

Besonders bei Abfallgipsen, die bei der naß- zug-Festigkeitswert von 35 kp/cm² und eine Druckchemischen Gewinnung von Phosphorsäure aus Roh- festigkeit von über 100 kp/cm². Wird die Umkristalli-