DE2049028A1 - Process for the production of calcium sulfate hemihydrate - Google Patents
Process for the production of calcium sulfate hemihydrateInfo
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Description
Professor Dr.-Ing* Robert M e 1 d a uProfessor Dr.-Ing * Robert M e 1 d a u
Dipl.-Ing. ß 390Dipl.-Ing. ß 390
- Patentanwälte -- patent attorneys - QflteralohQflteraloh
Anmelder ι Herr Hendrik van Geelen, Anne Franklaan 73 Patentrecht / NiederlandeApplicant ι Mr. Hendrik van Geelen, Anne Franklaan 73 Patent law / Netherlands
Die Priorität der britischen Patentanmeldung Ur. 47 473/69 vom f 26.9.19b9 wird in Anspruch genonnuenThe priority of the British patent application Ur. 47 473/69 of f 26.9.19b9 will be claimed
"Vorfahran zum Herstellen von Calciumsulfat-Hemihydrat'"Ancestor for the production of calcium sulfate hemihydrate '
Calciumsulfat-riamihydrat (CaSU^"^Ho^ Ls^ ^ Handel in zwei Formen erhaltlich, und zwar als sogenanntes Q -Hemihydrat und Λ-Heruihydrat, wobei das letztere aus vielen Gründen vorzuziehen ist.Calcium sulphate riami hydrate (CaSU ^ "^ Ho ^ Ls ^ ^ Commercially available in two forms, namely as so-called Q -hemihydrate and Λ-Heruihydrate, the latter being preferable for many reasons.
Geniass einem Artikel von A. Kruis und H. Späth in Tonind. Zeitung, 7£, 341-351 und 395-399 (1951) (siehe auch Ullmann's Encyclopädie der Technischen Chemie, dritte Ausgabe (1957), Band 8, Seiten 1U9-116) wird die oC -Form von Calciumsulfafc-Hemihydrat asi/erweise dadurch hergestellt, dass UipsgesteinstückeEnjoy an article by A. Kruis and H. Späth in Tonind. Zeitung, £ 7, 341-351 and 395-399 (1951) (see also Ullmann's Encyclopadie der Technischen Chemie, third edition (1957), volume 8, pages 1U9-116) is the oC form of calcium sulfate hemihydrate Asi / proven by the fact that pieces of Uips rock
(10 bis 80 mm) einige Stunden lang bei 110 bis 150 C in einem Autoklav c/eaättirjteui Daiapf ausgeüeLat v;rirdon, dass dann das umgewandültf; I. iL'-irial durch Erhitzen getrocknot und dass es aahliess-L ich g-ji^cihLcη wii.i.(10 to 80 mm) for a few hours at 110 to 150 C in an autoclave c / eaättirjteui Daiapf v; ri rdon that then turned over; I. iL'-irial getrocknot by heating and that it aahliess-L i g-ji ^ cihLcη wii.i.
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Um die 06 -Hemihydratkristalle in der günstigstan Form asu erhalten, wird in den oben angeführten Literaturstellen vorgeschlagen, die Umwandlung in Gegenwart gewisser Zuschläge , die die Kristallisation des (X/ -Hemihydrate fördern und/oder abändern, und/oder Zuschläge, die die Binde- und Setzeigenschaften des erhaltenen OO -Hemihydrats verbessern, vorzunehmen. In diesem falle wird das Gipsgestein so fein wie möglich gemahlen und in Wasser, das die Zuschläge enthält geschlämmt. Das Gemisch wird unter Kühren im Autoklav erhitzt. Die Zuschlagstoffe werden nur in kleinen Mengen von einigen Zehntelprozent, vorzugsweise 0,2/0, ausgehend vom Gesamtgewicht des Gipses, verwendet.In order to obtain the 06 hemihydrate crystals in the most favorable form, it is suggested in the literature references cited above that conversion in the presence of certain additives that promote and / or change the crystallization of the (X / hemihydrate, and / or additives that enhance the binding - and setting properties of the obtained OO -hemihydrate. In this case the gypsum stone is ground as finely as possible and slurried in water containing the aggregates. The mixture is heated in an autoclave with cooling. The aggregates are only in small amounts of a few tenths of a percent, preferably 0.2 / 0 , based on the total weight of the plaster of paris is used.
Diese bekannten Verfahren haben unter anderem die folgenden Nachteile. Um ein oO -Hemihydrat mit guter, gleichmässiger Qualität zu erhalten, muss auch das Gipsgestein eine gute, gleichmässige Qualität haben. Das heisst, dass das Ausgangsmaterial sortiert und ständig analysiert werden muss und dass ggf. eine Vorbehandlung vorzunehmen ist. Darüber hinaus ist die Gipsgesteinmenge, die bei den bekannten Verfahren im Autoklav behandelt werden kann, ziemlich klein. Gemäss Seite 350 des oben genannten Artikels von A. Kruis und H. Spathwird bei Dampfbehandlung des GipsgesteinsThese known methods have the following disadvantages, among others. In order to obtain an oO hemihydrate of good, uniform quality, the gypsum rock must also be of good, uniform quality. This means that the starting material has to be sorted and constantly analyzed and, if necessary, a pretreatment has to be carried out. In addition, the amount of gypsum that can be treated in the autoclave in the known methods is quite small. According to page 350 of the above-mentioned article by A. Kruis and H. Spath, steam treatment of the gypsum rock is used
dieses in einem perforierten Eimer oder einem Drahtkorb in den !this in a perforated bucket or wire basket into the!
Autoklav gebracht. Wenn mit einer Gipsgesteineuspension in Wasser . gearbeitet wird, beträgt das Verhältnis zwischen Wasser und Gipsgestein etwa 111.Brought to the autoclave. If with a gypsum suspension in water. is being worked, the ratio between water and gypsum is about 111.
Wir haben nun gefunden, dass das <</ -Hemihydrat sehr »ufrieden* stallend durch Behandlung von Calciumsulfat, das wenigstens teilweise in forin von & -Hemihydrdt vorliegt, bei einer Temperatur im Bareioh von llü L50°iJ in oineia Autoklav hergestellt werden kann. Vorxugs-We have now found that the << / hemihydrate can be produced at a temperature of Bareioh llü L50 ° iJ in oineia autoclave very "ufrieden * stallend by treatment of calcium sulfate, which is present at least partially in Forin of & -Hemihydrdt. Precautionary
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weise liegt das Calciumsulfat in i'Ori.. von Formungen vor, die durch Fressen eines bemischs aus d-m. Calciunisulfat und Wasser hergestellt worden, bei dieseiu Verfahren wird der Autoklav viel wirkungsvoller als bei den bekannten Verfahren eingesetzt.The calcium sulphate is in i'Ori .. from formations that are obtained by eating a mixture of dm. Calcium sulfate and water have been produced, in this process the autoclave is used much more effectively than in the known processes.
j:3i der i.erstellunj vcn Formling·:» η werden die zu pressenden ι·'οπ.ι1 inae vorzugsweise durch Vermischen von 3-9,^ Wasser mit dem Calciumsulfat hergestellt. Der noimalerweise angewandte Pressdruck liegt im bereich von 1UO-5ÜÜ kg/cm^.j: 3i the creation of a molding ·: »η are the ones to be pressed ι · 'οπ.ι1 inae preferably by mixing 3-9, ^ water with the Calcium sulfate produced. The normally applied pressure is in the range of 1UO-5ÜÜ kg / cm ^.
vorzugsweise wird β CaIciumsemihydrat allein als Ausgangs·- ™ material verwendet. Das β -Hemihydrai ist im Handel ohne weiteres als Stuckgips in grossen Lenken erhaltlich. Dieses /5-Calciumhemihydrat hat den großen Vorteil, dass die Qualität gleichmassij ist, so dass das Äusgangsiuiterial nicht ständig analysiert werden muss, wie es be; der Verwendung von oipsgestein als Ausgan ;smaterial erforderlich ist. β calcium semihydrate is preferably used alone as the starting material. The β -Hemihydrai is readily available commercially as plaster of paris in large joints. This / 5-calcium hemihydrate has the great advantage that the quality is uniform, so that the Äusgangsiuiterial does not have to be constantly analyzed as it should be; the use of oipsstein as starting material is required.
Das Äusjan.-.siüaterial wird, insbesondere wenn es allein aus ρ --Cdlciumheii.ihydrat besteht, vor dem Presse'n mit 5-7% Wasser, berechnet auf der Basis des Ausgangsmaterialgewichts, veri-.-ischt. M Before being pressed, the material is mixed with 5-7% water, calculated on the basis of the weight of the starting material, especially if it consists solely of ρ -Cdlciumheii.ihydrate. M.
Die Formlinge, zu denen das bemisch aus Ausgangsu.aterial und Wasser gepresst wird, sind vorzugsweise derart geformt, daß sie mit möglichst geringen Zwischenabständen gestapelt werden können. Um dieses Ziel zu erreichen, wird das bemisch zu i?1ormlinjen gepresst, die vorzugsweise die Form von Backsteinen haben. Die jjacksteine können geeignete öffnungen aufweisen, die die Wirkung de:3 Dampfes erleichtern. Wenn die Formlinge in eine Jacksteinforii. jepresst werden, können sie beispielsweise auf Paletteii odei dchlitten leicht gestapelt und in geeigneter We3.se in -JenThe moldings, into which the mixture of starting material and water is pressed, are preferably shaped in such a way that they can be stacked with the smallest possible spacing between them. In order to achieve this goal, it will be mixed to i? 1 ormlinjen pressed, which preferably have the shape of bricks. The jackstones can have suitable openings that facilitate the effect of the steam. When the bricks are in a Jacksteinforii. are pressed, they can be easily stacked, for example, on pallets or sleds and in a suitable manner
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Autoklav eingeführt werden. Die gepressten Formlinge sind fest genug, um im Autoklav derart gestapelt werden zu können, dass sich keine Probleme ergeben.Autoclave are introduced. The pressed moldings are firm enough to be stacked in the autoclave in such a way that no problems arise.
Ggf. können Zuschläge, die die Kristallisierung desIf necessary, additives that prevent the crystallization of the
OG -Hemihydrats fördern und/oder verändern und die Binde- oder Setzeigenschaften des K>-Hemihydrats verbessern, dem 'Wasser beigegeben sein, das mit dem Ausgangsmaterial vermischt wird. Auf diese Weise können derartige Zuschläge, die oft korrodierend P sind, so in den gepressten Formungen eingeschlossen sein, dass sie nicht in nachteiliger Weise korrodierend wirksam werden. Darüberhinaus sind solche Zuschläge bei dem vorliegenden Verfahren wirksamer als bei Verfahren, die mit einer Suspension von Gipsgestein und Wasser arbeiten, so dass sie hier in kleineren Mengen verwendet werden können. Sehr geeignete Zuschlagstoffe sind die ■Mwohnlichen Sulfonate, die organischen Dicarboxylsäuren, z.B.Promote and / or change OG -hemihydrates and improve the binding or setting properties of the K> -hemihydrate, to be added to the water that is mixed with the starting material. In this way, such aggregates, which are often corrosive P, can be included in the pressed formations in such a way that they do not have a disadvantageous corrosive effect. In addition, such additives are more effective in the present method than in methods that work with a suspension of gypsum rock and water, so that they can be used here in smaller quantities. Very suitable additives are the ■ M homely sulfonates, the organic dicarboxylic acids, eg
bernsteinsäure, und deren Salze.succinic acid, and its salts.
Durch den Einschluss- geeigneter Zuschlagstoffe in das mit ^ dem Äusgangsmaterial zu vermischende Ansatzwasser kann ein (fr -Hemihydrat mit guter Qualität schnell hergestellt werden, so dass der Autoklav eine hohe Arbeitsleistung erhält. Geeignete Zuschlagstoffe führen im allgemeinen zu einer Behandlungszeit im Bereich von 1-3 Stunden, die ausreicht, um die Formlinge in fc -Hemihydrat umzuwandeln.By including suitable additives in the water to be mixed with the starting material, a (fr hemihydrate of good quality can be produced quickly, so that the autoclave can perform well. Suitable additives generally lead to a treatment time in the range of 1- 3 hours, sufficient to convert the briquettes into fc hemihydrate.
Nach der Behandlung im Autoklav werden die Formlinge auf herkömmliche Weise getrocknet und gemahlen. Das Trocknen und/der Lahlen kann ggf. so lange veraögert werden, bis das oO -Hemihydrat benötigt wird. Dies hat den Vorteil, dass das °6-HemihydratAfter treatment in the autoclave, the moldings are dried and ground in a conventional manner. The drying and / or grinding can be delayed until the oO hemihydrate is required. This has the advantage that the ° 6 hemihydrate
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nicht in Säcke abgepackt werden muss. Vielmehr·können die der Dampfbehandlung unterzogenen Formlinge als solche gelagert und transportiert werden.does not have to be packed in bags. Rather · can the Moldings subjected to steam treatment are stored and transported as such.
Das·erfindungsgemässe Verfahren kann sehr geeignet in Ziegelsteinfabriken durchgeführt werden, da diese normalerweise die für die Durchführung des Verfahrens erforderliche Ausrüstung (Mischer, Pressen, Paletten oder Schlitten und Autoklaven) aufweisen . In solchen Fabriken wird die Produktion im Winter oft unterbrochen. Die Ausrüstung kann für das erfindungsgemässe Verfah*· ren eingesetzt werden.The method according to the invention can be very useful in brick factories as these are usually the equipment necessary to carry out the procedure (Mixers, presses, pallets or sledges and autoclaves) . In such factories, production is often interrupted in winter. The equipment can be used for the method according to the invention Ren are used.
Das mit dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte £>O -Hemihydrat hat die gleichen günstigen Eigenschaften wie das auf die übliche Art, d.h. ausgehend von Gipsgestein hergestellte CV -Hemihydrat.The ε> O hemihydrate produced by the process according to the invention has the same favorable properties as that CV hemihydrate produced in the usual way, i.e. from gypsum rock.
Folglich kann es auch für die gleichen Zwecke wie dieses od -Hemihydrat, das auf die übliche Weise hergestellt wird, verwendet werdon.Consequently, it can also be used for the same purposes as this od hemihydrate which is prepared in the usual manner.
Ein sehr geeigneter Verwendungszweck für das OC/ -Hemihydrat ist auch die Herstellung von Gipsschichtplatten.Another very suitable use for the OC / hemihydrate is the manufacture of plasterboard.
Zu diesem Zweck wird das öd -Hemihydrat mit Wasser zu einer formbaren Suspension vermischt, worauf es mit Füllstoffen und/oder Verstärkungsijtoffen vermischt wird. Die formbare Suspension wird zwischen zwei Materialschichten, beispielsweise Karton, Kunststofffolie oder l'extilbahnen, die mit einar Leimschicht versehen sind, geführt, worauf das erzielte Produkt auf einsni Förderband während dessen Dowe-jung zum Erstarren gebracht und schliesslich au Platten gewünschter Gröuae geschnitten wird, die sofort verwendbar sind.For this purpose the bleak hemihydrate with water is mixed into a shapeable suspension, it followed with fillers and / or Verstärkungsijtoffen is mixed. The mouldable suspension is guided between two layers of material, for example cardboard, plastic film or textile webs, which are provided with a layer of glue, whereupon the product obtained is brought to solidify on a conveyor belt during its dowe-jung and finally cut into sheets of the desired size, which can be used immediately.
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Dieser Verwendungszweck hat gegenüber der an sich bekannton Herstellung von Rigipsplatten, bei der jü -Hemihydrat als Ausgangsmaterial verwendet wird (siehe Ulimann's Encyklopädie der technischen Chemie, Band 4, Seiten 213-214), grosse Vorteile.This intended use has great advantages over the production of plasterboard, known per se, in which jü hemihydrate is used as the starting material (see Ulimann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Volume 4, pages 213-214).
Bei der Herstellung von Kigipsplatten auf die bekannte Art wird Leim in die Hemihydratsuspension eingeschlossen. Hierbei liegt der Nachteil vor, dass das Härten der Gipsmasse durch den vorliegenden Leim beeinflusst wird und dass darüberhinaus mehr Leim erforderlich ist als in dem Falle, in dem nur die Kartonschichten mit Leim versehen sind. Da β -Hemihydrat darüberhinaus viel mehr Wasser erfordert, um mit ihm eine formbare Suspension zu mischen, als es bei der Umwandlung in Calciumaulfatdihydrat erforderlich ist, müssen die Platten nach dem Härten des beschichteten Produkts und dem Schneiden von Platten immer noch getrocknet werden, wofür, da die Wegnahme des überflüssigen Wassers sorgfaltig und zum grössten Teil durch die Schichten hindurch vorgenommen werden muss, eine grosse, sorgfältig zu steuernde Trocknungseinrichtung erforderlich ist.When producing Kigipsplatten in the known way, glue is included in the hemihydrate suspension. The disadvantage here is that the hardening of the plaster of paris is influenced by the glue present and that, moreover, more glue is required than in the case in which only the cardboard layers are provided with glue. In addition, since β- hemihydrate requires much more water to mix with it into a malleable suspension than is required to convert it to calcium sulfate dihydrate, the panels must still be dried after the coated product has hardened and panels are cut, for which purpose, Since the removal of the excess water must be carried out carefully and for the most part through the layers, a large, carefully controlled drying device is required.
Da das Trocknen in der Trocknungseinrichtung langsam vonstatten geht, ist es ausserdem schwierig, die Herstellung der Platten und das Antrocknen derart herbeizuführen, dass der gesamte Vorgang kontinuierlich stattfinden kann.Since the drying in the drying device takes place slowly, it is also difficult to manufacture the Plates and bring about drying in such a way that the entire Process can take place continuously.
Eine derartige Trocknungsvorrichtung ist nicht erforderlich, wenn oO-Hemihydrat als Ausgangsmaterial verwendet wird, welches , zur Mischung einer formbaren Suspension wesentlich weniger Wasser erfordert. Der Vorteil hierfür besteht darin, dass die Herstellung der Rigipsplatten ohne Schwierigkeiten kontinuierlich stattfinden kann.Such a drying device is not required, if oO-hemihydrate is used as the starting material, which, requires significantly less water to mix a mouldable suspension. The advantage of this is that the manufacture the plasterboard take place continuously without difficulty can.
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din weiteroi /orteil besteht duiiii, dass QO -Ir-.i:.ihydrat wesentlich günstigere ii.cchanische Eigenschaften als κ) -K.m.ihydrat herbeiführt, so dass auch die mechanischen Eigenschaften der so h. ι jvstellten iti.jipsplatten wesentlich günstiger j'in können.Another advantage is that QO -Ir-.i: .ihydrate brings about much more favorable mechanical properties than κ) -mihydrate, so that the mechanical properties of the so h. ι jvstellten iti.jipsplatten much cheaper j'in can.
Durübarhinaus besteht bei der Verwendung von ^ -H^iuihydrat eine . rössere Äuswahliuöglichkeit bei d^n Schichtstoffen. Während mit fo -iiemihydrat nur Gips-Karton-Platt-n h. r jr--stellt werd:n können, können boi oC -Her.tihydrat auch alle Arten and';! 3X öchichtstoff wie Kunststofffolien verwendet werden. ™In addition, there is one in the use of ^ -H ^ iuhydrate. Larger choice of laminates. While with fo -iiemihydra t only gypsum-cardboard-plat-n h. rj r --be created: n can, boi oC -her.tihydrate also all kinds and ';! 3X laminates such as plastic sheeting can be used. ™
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BAD C?.:CiiNALBAD C?.: CiiNAL
Claims (8)
in einem Autoklav mit/Dampf bei einer Temperatur von 110-150 C, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausganjsmaterial wenigstens teilweise β -Calciumsulfatiiemihydrat verwendet wird, dass das Äusgangsmaterial mit 3-9 Gew.-'/=, Wasser auf der Basis des Gewichts d.:s üusgangsii-.aterials veri;:ischt wird, dass das Gemisch bei einem Druck von 100-500 kg/cm zu !''orulingen gepresst wird und dass diesaturated
in an autoclave with / steam at a temperature of 110-150 C, characterized in that at least partially β- calcium sulfate dihydrate is used as the starting material, that the starting material with 3-9 wt .- '/ =, water on the basis of the weight of d .: s üusgangsii-.materials veri;: it is ensured that the mixture is pressed to! '' orulingen at a pressure of 100-500 kg / cm and that the
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