DE1927015A1 - Verfahren zur Herstellung von Hemihydrat-Gips - Google Patents

Description

Be s c h r-..e i bung zur Patentanmeldung der

BPB Industries Limited, London N.W.l, Großbritannien

betreffend:

"Verfahren zur Herstellung von Hemihydrat-Glps"

Es ist bekannt, daß Hemihydrat-Gipssorten vom ¹W-Typ mit einer Normalkonsistenz, die geringer ist als dies« gewöhnlicher handelsüblicher Stuckgipssorten, die gewöhnlich aus Hemihydrät des ^ι'"β¹¹ ^Typs bestehen, wie sie gewöhnlich durch Calcinieren von gepulvertem Gips oder Calciumsulfat-Dihydrat in Kesseln, Pfannen oder Galcinieröfen oder Drehofen hergestellt werden, durch Calcinieren von Gips in kleinen Klumpen in einem Autoklaven in gesättigtem Wasserdampf bei geringen Drücken und Temperaturen über längere Zeitspannen hergestellt werden können .

ü,:v Ausdruck "Normalkonsistenz" bezeichnet den Wasserbedarf oder

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die benötigte Wassermenge, die zur Herstellung eines ; . ■ Gipsgemisches einer solchen Konsistenz erforderlich ist, daß das Gemisch gerade noch aus dem Behälter ^e^ossen werden kann. Der Begriff bezeichnet die Wassermenge in ζ oder ml, die mit 100 g Gips angesetzt werden muß, um ein Gemisch dieser Konsistenz zu erhalten.

Es ist ebenfalls bekannt, daß Hemihydrat-Gips vom ¹^"-Typ mit geringer Konsistenz durch Calcinieren von pulverisiertem Gips oder Calciumsulfatdihydrat in Form einer Aufschlämmung in einem Autoklaven unter stationären Bedingungen bei einem mäßig niedrigen Dampfdruck hergestellt werden kann. Gemäß diesem aus der britischen Patentschrift 1 Cfij 5C2 bekannten Verfahren wird pulverisierter natürlicher oder als Neoenprodukt gewonnener Gips mit Wasser vermischt, uas eine Substanz enthält, die die Kristallbildung modifiziert-Bei der Calcinierung werden große flache W-Hemihydratkristalle erhalten. Es wird eine ausreichende Wassermenge verwendet, damit ein Gipsbrei ausreichender Konsistenz fürdie Calcinierung in einem Autoklaven unter dem erforderlichen Dampfdruck und bei der gewünschten Temperatur für die notwendige Zeitdauer gebildet wird. Nach dem Calcinieren wird ein Teil des überschüssigen freien Wassers, das in der Aufschlämmung von Hemihydrat-Gips des "Oi"-Typs anwesend ist, durch Filtrieren oder Zentrifugieren entfernt, während der Rückstand nach einem anschließenden Trockenverfahren unter Anwendung von Wärme entfernt werden muß. Der getrocknete Gips in der 'fcV -Form wird anschließend auf den gewünschten Feinheitsgrad in einer Kugel-

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oder Röhrenmühle vermählen, damit die geviünschte Normal-

der
Konsistenz oder/Plastizitätsgrad erhalten wird.

Zu bestimmten Zwecken kann es jedoch erwünscht sein, Hemiliydr^t-Gips des 'b^'-iyps mit Normalkon.-,.. tenz von einem Bereich herzustellen, der zwischen der nach den genannten oeiden Verfahren erzielboren Konsistenz liegt. Cbwohl ein derartiger Gips vo'i: "o(" -Typ durch das Auf- -■jehläiii^urigsverfaliren erhalten v/erden könnte, v.'enn die Mcii^e UC3 Zusatzes an der uie Kristallbildung tnodifiziererivicii öuostanzi in uer Gipsaufs chlätiitnung vermindert v;iru, kr-nii diesem Verfahren eine Aufschlä:nmung vori Hemihydrat,vristalleii ueö "o(ⁿ -Typs erreben, aie nur schwer i'iltriert vjerden Kann, da die I'Iristclie eine unjeei^nete i-or;ii auivieiren. Das Filtrieren icann ebeni'all."; erschwert weruer., v.enr: -.er . erwendete pulverisierte Gips eine i^Lä I-.en^e Ton oder iaiiere ähnliche Verunreinijjun^eu

_..- v:urae tj.ei'uirJeii, aaä eii^ IIei:iih3^rdi'£*s;-Gips von "^"-'IYp ;.it einer Koniiai^orxSlotenz, <iie ^ewöhnlic·:. irr. Bereich ^vrisjhfei; uen lioriiialKonsistenzen uer i.&d\ den jenanntet.

.'erralii'eix erhältlichen Gipsarten lie^t, durch calcinieren von pulverisiertem Gips in nicht aufgeschlämmter Form unter eine": «t-sseräampf druck in Ge^env.'art einec Kris tall-•„odii'i^ier.Jitrel:--· hergestellt vjerden icann. Dar- eri'iniu^^ijemä^e \erfahren -ur Herstellung .on ik:i!ihyürat-Gips vzurvili Calcinieren von Gips in Gegenwart von Viasseraampi und von einem kristallr:Odii"izierenden Jtoff unter Drucic iii. eiiiem Autokxav ist aadurch gekennzeichnet, aaß man v?iu Gipspulver ainsetzt, das trocken ist oder nur soviel

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Feuchtigkeit enthält, daß keine flüssige Aufschlämmung gebildet wird. Beispiele geeigneter kristallmodifizierender Stoffe sind Bernsteinsäure, Maleinsäure, Zitronensäure, Phthalsäure und Apfelsäure und deren lösliche Salze. Neben den genannten kristallmodifizierenden Stoffen aus organischen Säuren in der freien Form oder in Form löslicher Salze können verschiedene Derivate dieser Verbindungen verwendet werden, wie der Bernsteinsäuremethylester und ähnliche Ester sowie Itauonsäure. Die kristallmodifizierenden Stoffe können gründlich im pulverisierten Gips entweder als Pulver dispergiert sein oder durch Bespritzen oder Anfeuchten nach anderen Verfahren mit einer Lösung des kristallmodifizierenden Stoffes in den Gips gebracht werden.

Das Gemisch aus pulverisiertem Gips und dem kristallmodifizierenden Stoff kann in pulverisierter Form in den Autoklaven gebracht und calciniert werden. Vorzugsweise wird das Gemisch zu Kugeln oder Briketts geformt oder in anderer Weise zu Agglomeraten verarbeitet, bevor das Calcinieren durchgeführt wird, damit das Material, insbesondere wenn es feucht ist, leichter gehandhabt werden kann und die ebschließende Trocknung nach dem Calcinieren erleichtert wird. Die Verpressung des pulverisierten Gipses, die notwendig ist, entspricht wenigstens einer /verpressung e- zur Erzielung einer ausreichenden Festigkeit der Pellets, Briketts oder anderer Agglomerate, gegenüber der mechanischen Einwirkung bei der Handhabung unter Einwirkung des Dampfdrucks im Autoklaven während des Calcinierens ohne Zerfall Widerstand zu leisten, so daß die Zwischenräume zwischen den Agglomeraten, z.B. Pellets oder Briketts, nicht verstopfen und das Trocknen dadurch nicht beschleunigt

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oder verzögert wird. Der bei der Calcinierung verwendete Dampfdruck ist vorzugsweise ziemlich niedrig und liegt insbesondere in dem Bereich, der gewöhnlich beim eingangs genannten Aufschlämmungsverfahren verwendet wird. Er liegt demgemäß vorzugsweise zwischen 1,4 und 4,9 kg/cm . Überdruck.Die Calcinierungszeit hängt \on der Große der Agglomerate ab, die calciniert werden sollen, sowie von dem verwendeten Wasserdampfdruck. Die zur vollständigen Calcinierung notwendige Zeit ist umso länger, je größer die Klumpen sind und je geringer der Wasserdampfdruck ist. Wenn die kristallmodifizierende Substanz in Form einer Lösung zugefügt-worden war, können die Briketts, Pellets oder anderen Agglomerate aus pulverisierten Gips und dem kristallmodifizierenden Stoff, gegebenenfalls unter einer Abdeckung aufgehäuft und austrocknen gelassen werden, bevor das Calcinieren durchgeführt wird. Nach dem Calcinieren und Trocknen wird das Produkt zerkleinert und anschließend in einer Kugelmühle oder Röhrenmühle fein zermahlen, damit ein Stuckgips erhalten wird, dessen Normalkonsisienz oder Plastizitätsgrad den für den gewünschten Zweck benötigten Werten entspricht. ■ .

Das erfindungsgemäße,Verfahren hat den Vorteil, daß keine Filtration erforderlich ist, weil es sich nicht um ein Aufschlämmungsverfahren handelt. Daraus folgt, daß die verwendete Menge des kristallmodifizierenden Stoffes lediglich die lorrn der Hemihydratkristalle des "o("-Typs im zu Pellets, Briketts oder anderen Agglomeraten verpreßten pulverisierten Gips beeinflußt und somit die Konsistenz des nach dem Vermählen erhaltenen Gipsprodukts. Die Verarbeitung der zu Briketts, oder zu anderen Agglomeraten ver-

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preßten Ausgangsstoffe wird daher in keiner Weise beschleunigt, selbst wenn ungünstig geformte Hemihydratkristalle gebildet werden und die"Konsistenz des erhaltenen Gipsprodukts größer als gewünscht ausfällt, was beim Aufschlämmungsverfahren zu einer Erschwerung oder zur Verhinderung des Filtrierens führen würde. Außerdem können im erfindungsgemäßen Verfahren bestimmte weniger aufwendige kristallmodifizierende Stoffe anstelle der aufwendigeren kristallmodifizierenden Stoffe, die unter allen Bedingungen zuverlässige. Ergebnisse im Aufschlämmungsverfahren ergeben, sicher verwendet werden, während diese weniger aufwendigen Stoffe im Aufs chlämmungsverf ahren unzuverlässig sind und nicht unter allen Umständen leicht filtrierbare Kristalle ergeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch die folgenden ■ Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Es werden 1000 g eines Gips vom weichen "saecharoiden Typ" τοπ Hawton mit einer Reinheit von 99,5 % gemahlen, bis sich die folgende Siebanalyse ergibt:

6,6 % >0,25l mm 17,4 # 0,251 bis 0,124 mm

76,0 $> <0,124 mm. '

100,0 %

Das erhaltene Gipspulver wurde gründlich mit 100 ml einer l,5$igen Natriumcitratlösung vermischt.

Das feuchte Gipspulver wurde anschließend zu Klumpen von

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120 g Durchschnittsgewicht brikettiert und austrocknen gelassen. Die Briketts wurden iii einen Autoklaven gegeben und 2 Stunden in gesättigtem Wasserdampf bei einer Temperatur von 14O°C und einem entsprechenden Dampfdruck von etwa 2,6 kg/cm calciniert.

iiach dem Calcinieren wurden die Klumpen aus "o('^! -Stuckgips oei einer Temperatur nicht über 100 C getrocknet. Der Gewichtsverlust beim Calcinieren betrug 15*6 %.

Die relativ weichen Klumpen aus Gips der· "«"-Form wurden anschließend leicht in einem Mörser auf eine Größe·*0,251 mm verkleinert, üine Prüfung der Kristalle des erhaltenen Hemihydrat-Gipses vom ¹S^"-Typ unter einein Mikroskop zeigte. kurze und flache Kristalle einer durchschnittlichen Länge und Breite von etwa 50 ai. Das Gipsprodukt wurde anschließend in einer Laooratoriumskugeimühle eine Stunde gemahlen. Das erhaltene Produkt hatte eine spezifische Ooerfläche von γ 220 cm^/-.

Das aus der Kugelmühle kommende Produkt hatte eine Normal-Konsistenz von 3b und eine Kittkonsistenz von 19 gemäß der Bestimmung mit einem Messingkegel mit einem Winkel von <£0° und 300 s Gewicht bei einer Eindringtiefe des Kegels i:K Gemisch von 2 cm - 1 nun.

Bei eier Prüfung mit einer Diamant-Härteprüfmaschine er^ab eine Probe, die auf Kittkonsistenz eingestellt war, eine Trockenhärtezahl von Sl,5«

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Beispiel 2

Es wurden 1000 g von einem dichten und harten Gips von 99 % Reinheit aus Southard, Oklahoma, USA, bis zur folgenden Siebanalyse gemahlen:

1	,8 ί	,251	mm	ο,	124 mm
12	,7 ί	,251	bis
85		,124	mm
% >0
t O
i <o

100,0 %

Das Pulver wurde mit 100 ml einer l,5$igen Lösung von Natriumeitrat vermischt.

Das feuchte Gipspulver wurde anschließend zu Klumpen vom Durchschnittsgewicht 120 g brikettiert.. Die Klumpen wurden austrocknen gelassen und anschließend 2 Std. in einem Autoklav in gesättigtem Wasserdampf bei einer Temperatur von 14O°C und einem Wasserdampfdruck von etwa

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0,6 kg/cm calciniert.

Nach dem Calcinieren wurden die Klumpen aus der 'bC"-Form bei einer Temperatur nicht über 100⁰C getrocknet. Der Gewichtsverlust beim Calcinieren betrug 15*7 %·

Die Klumpen aus dem Gipsprodukt wurden anschließend auf weniger als 6,35 mm zerkleinert und das Produkt durch ein 20 cm Laboratoriums-Mahlwerk gegeben, das eine Lochplatte mit Löchern von 1,58 mm Durchmesser am Ausrrageende hatte. Die Prüfung der Kristalle des 'bc"-Hemi-

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'hydrats "unter einem Mikroskop zeigte kurze' und flach geformte Kristalle einer, durchschnittlichen Länge und Breite von j5O/U. Das Produkt wurde in einer kleinen Laboratoriums-Kugelmühle eine Stunde gemahlen, wonach das Produkt eine

spezifische Oberfläche von 8 020 cm /g hatte.

Das Produkt hatte eine Normalkonsistenz von 38 und eine Kittkonsistenz von 22, gemessen mit einem Messingkegel von 20° und ^00 g Gewicht bei einer Eindringtiefe von 2 cm - 1 mm in das Gemisch mit Wasser.

Bei der Prüfung mit einer Diamant-Härteprüfmaschine ergab sich eine Härtezahl einer Probe, die auf Kittkonsistenz eingestellt war, von 48,2.

Beispiel 3

Es wurden 1000 g von Gips aus Neuschottland mit einer Reinheit von98 % vermählen, bis sich folgende Siebanalyse ergab:

o,	5 %	>o	,251	mm	0,	124 mm
12,	Of0 .	0	,251	bis
Qr,	5 %	<o	,124	mm

100,0 %

Das Pulver wurde gründlich mit 100 ml einer J5$igen Lösung von Natriumeitrat vermischt.

-'XO-

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Das feuchte Gipspulver wurde anschließend zu Klumpen vom Durchschnittsgewicht 120 g brikettiert. Die Klumpen wurden austrocknen gelassen und anschließend in einem Autoklaven in gesättigtem Wasserdampf 2 Stunden bei einer Temperatur von l40°C und einem Dampfdruck von etwa 2,6 kg/cm calciniert.

Nach dem Calcinieren wurden die Klumpen aus "cc"-Hemihydrat bei einer Temperatur nicht über 100⁰C getrocknet. Der Gewichtsverlust beim Calcinieren betrug 15,8 %. ..

Die relativ weichen Klumpen wurden anschließend auf eine Größe unterhalb 6,35 m^m zerkleinert und in einem Mörser auf eine Teilchengröße unterhalb 0,251 mm verrieben« Die Prüfung der Kristalle aus 'be" -Hemihydrat unter dem Mikroskop ergab kurze und flache Kristalle einer durchschnittlichen Länge und Breite von etwa 40Ai. Das Produkt wurde anschließend in einer Laboratoriums-Kugelmühle 1 Stunde gemahlen. Danach hatte das Produkt ,eine spezifische Oberfläche von 7 900 cm /g. -:

Das Produkt hatte nunmehr eine Normalkonsistenz von 40 - und eine Kittkonsistenz von 23, bestimmt mit einem Messingkegel von 20° von 300 g Gewicht bei einer Eindringtiefe von 2 cm - 1 mm in dem Gemisch mit Wasser.

Bei der Prüfung mit einer Diamant-Härteprüfmaschine hatte eine Probe, die auf Kittkonsistenz eingestellt war, eine Trockenhärtezahl von 43*9·

PATENTANSPRÜCHE :

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Claims (1)

1. DR. ING. F. WUBSTHOFF 8 MÜNCIS» 9O

   DRJL..PECHUANN ^ nun» 2*0(81 1927 0 |0

   DR. UfG. I). BEHRRNS iiusiuouDuira ι

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   PATENTANS PRÜCHE

   1) Verfahren zur Herstellung von Hemihydrat-Gips

   durch Calcinieren von Gips in Gegenwart von Wasserdampf und von einem kristallmodifizierenden Stoff unter Druck in einem Autoklav, dadurch gekennzei c h n e t , daß man ein Gipspulver einsetzt, das trocken ist oder nur soviel Feuchtigkeit enthält, daß keine flüssige Aufschlämmung gebildet wird.

   2} Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man das Calcinieren im Autoklav unter einem Wasserdampfdruck zwischen 1,4 und 4,9 kg/cm tiberdurchführt. ^druck

   3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß man ein Gipspulver einsetzt, das zusammen mit dem kristallmodifizierenden Stoff zu Pellets oder Briketts geformt worden ist.

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