NO841800L - Fremgangsmaate ved fremstilling av naaleformige kalsiumsulfatkrystaller i anhydrittform - Google Patents

Description

Det tekniske område

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte ved fremstilling av gips i form av nåleformede krystaller, så-

kalt fibergips/i anhydrittform som har en lengde som er 10-

100 ganger større enn deres tykkelse, ved å oppløse og om-

leire kalsiumsulfat (CaS04. 1/2H20, CaS04. 2H20).

Formålet ved oppfinnelsen er å tilveiebringe en mulig-

het for å fremstille nåleformede gipskrystaller uten krystall-vanninnhold, idet gipskrystallene er egnede for innblanding i cellulosefibermaterialer eller bygningsmaterialer, som erstatning for asbestfibre, etc.

Oppfinnelsens bakgrunn

Gips har i en lang rekke år vært gjenstand for forskning

og utvikling, hvorved det er blitt søkt efter anvendelse av denne for forskjellige områder i den hensikt å finne avsetning for de store gipsmengder som dannes spesielt ved fremstilling av fosforsyre ved våtprosessen. Også innen andre prosesser innen den såkalte kjemiske, uorganiske tungindustri utfelles gips. Utfelt gips kan idag ikke fritt deponeres i havet på grunn av dens innhold av uønskede stoffer, men den må efter kaldtilsetning deponeres på land med derav følgende høye håndteringsomkostninger.

Gips anvendes idag innen bygningsmaterialindustrien, og således blandes gips inn i sement eller anvendes for fremstilling av gipsplater som benyttes som bygningsmateriale ved bygging av hus, spesielt innvendige vegger.

Det er også blitt foreslått å innblande gips i cellulosefibre for å redusere behovet av trevirkeråvarer ved papir- og pappfremstilling.

Ved fremstilling av bygriingsmaterialplater på samme måte

som ved tilsetning til cellulosefibre foreligger det et ønske om å kunne tilføre gipsen i form av fibre, dvs. nålformede krystaller, for dermed å forbedre håndterbarheten og styrken.

Det er tidligere blitt foreslått en del forskjellige metoder for fremstilling av såkalt fibergips. I vest-tysk offentliggjørelsesskrift 2854722 beskrives således en fremgangsmåte for fremstilling av kalsiumsulfat-ct-hemihydrat fra bl.a. kalsiumsulfatdihydrat, kalsiumsulfat-p-hemihydrat eller kalsiumsulfatanhydritt, idet en vannholdig oppslemning av et slikt utgangsmateriale utsettes for en hydrotermisk reaksjon for dannelse av nåleformede og/eller partikkelformede gipskrystaller, hvorved det for å oppnå disse til oppslem-ningen tilsettes et pulverformet, uorganisk materiale, som talkum, siliciumdioxyd, kalsiumcarbonat, kalsiumsulfatanhydritt i oppløselig tilstand eller kalsiumsulfathemihydrat.

Det erholdte fiberformede kalsiumsulfat-a-hemihydrat kan overføres til anhydrittform ved kalsinering, hvorved erholdte nåleformede krystaller blir omleiret til partikkelformet gips.

Reaksjonen som sådan utføres i en autoklav ved oppvarming av vannholdig oppslemning til 100-180°C i løpet av 1-90 minutter, normalt til 120-135°C i løpet av 5-10 minutter.

Den beskrevne metode er varmekrevende og innebærer at

man ikke i alle tilfeller får et rent produkt, men får en innblanding av siliciumdioxyd, talkum eller leire etc.

I vest-tysk offentliggjørelsesskrifter 2613651, 2659860

og 2659861 beskrives fremstilling av fibergips i form av a-hemihydratgips eller anhydrittgips fra kalsiumsulfitt som oxyderes til kalsiumsulfat-a-anhydritt ved forhøyet temperatur og trykk og i en betraktelig tid (130°C, 2 kp/cm<2>, 1 time). Kalsinering ved 200-800°C gir derefter anhydrittfibergips.

Også denne metode er således energikrevenede og apparatur-krevende.

Ingen av de angitte tidligere kjente metoder er til-strekkelig enkle eller gir mulighet for å oppnå et rent gips-produkt av anhydrittgips i form av såkalt fibergips.

Beskrivelse av den foreliggende oppfinnelse

Det har nu overraskende vist seg mulig på en enkel og rasjonell måte å kunne fremstille fibergips i anhydrittform,

og den foreliggende fremgangsmåte er særpreget ved at gips oppløses i en basisk eller svakt sur, vannholdig oppløsning, eventuelt i nærvær av aluminiumioner, at kalsiumsulfatdihydrat isoleres fra denne oppløsning efter krystallisering og /at den således erholte gips oppløses i svovelsyre med et innhold av minst 35% r^SO^, fortrinnsvis ved forhøyet temperatur, og for rekrystallisering. under dannelse av anhydrittgips i

fiberform.

Gips som anvendes for fremstilling av fibergips, kan være gips erholdt ved fremstilling av fosforsyre ved våtmetoden eller gips erholdt fra røkgassrenseverk eller, dersom et meget rent produkt ønskes, ren naturgips.

Gips fra fosforsyrefremstilling inneholder som oftest

faste forurensninger som skriver seg fra den apatitt eller det fosfat som benyttes. Slike forurensninger kan enkelt frasepareres ved oppløsningen av gipsen.

Den foreliggende oppfinnelse er nedenfor nærmere be-

skrevet ved hjelp av en del eksempler.

Eksempel 1

200 g a-hemihydratgips ble oppslemmet i 1000 ml vann

ved 20°C og ble rekrystallisert til dehydratgips ved en pH

av 3 i løpet av 4 timer i nærvær av 100 g aluminiumsulfat

(17% Al203). Den erholdte dihydratgips ble frafiltrert og rekrystallisert i en 40%-ig r^SG^-oppløsning efter oppløsning til overmetning ved 80°C i løpet av 1 time. Derved ble nåleformede kalsiumsulfatanhydrittkrystaller med en lengde av ca. 20yum og en tykkelse av ca. 3^um erholdt.

Eksempel 2

200 g a-hemihydratgips ble oppslemmet i 1000 ml vann ved 20°C og ble rekrystallisert til dihydratgips ved en pH av 3 i løpet av 8 timer i nærvær av 50 g aluminiumsulf at (17% A^C^) • Den erholdte dihydratgips ble frafiltrert og rekrystallisert

i en 50%-ig f^SO^-oppløsning efter oppløsning til overmetning ved 85°C i løpet av 2 timer. Derved ble nåleformede kalsium-sulf atanhydrittkrystaller med en lengde av ca. 20yum og en tykkelse av ca. l^um erholdt. Krystallenes tverrsnitt er kvadratisk til rektangulært, og bredden kan være ca. 2^um.

Ovenfor er et svakt surt miljø blitt anvendt ved rekrystallisering av a-hemigips. Det samme resultat oppnås ved anvendelse av et svakt basisk miljø.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av nåleformede kalsium-sulf atkrystaller i anhydrittform ved omleiring av partikkelformet gips, karakterisert ved at gips tilsettes til en svakt basisk eller svakt sur, vannholdig oppløsning, eventuelt i nærvær av aluminiumioner, ved værelsetemperatur, at kalsiumsulfatdihydrat isoleres fra denne opplø sning efter rekrystallisering og at denne dihydratgips oppløses i svovelsyre med et innhold av minst 35% Hj SO^ / fortrinnsvis ved forhøyet temperatur, og rekrystalliseres for dannelse av nåleformede kalsiumsulfatkrystaller i anhydrittform som isoleres.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes en aluminium-mengde av 0,5-2,0%, beregnet somA ^O -^ .

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det anvendes en svovel-syreoppløsning som inneholder 35-55% I^ SO^ .

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at det anvendes en temperatur av 65-100°C.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1-4, karakterisert ved at rekrystalliseringen til dihydratgips foretas i 1-12 timer.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1-5, karakterisert ved at rekrystalliseringen til nåleformede kalsiumsulfatkrystaller i anhydrittform foretas i 0,5-3 timer.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1-6, karakterisert ved at det anvendes a- hemihydratgips for rekrystallisering til dihydratgips.

8. Anvendelse av nåleformede kalsiumsulfatkrystaller i anhydrittform som fyllstoff ved fremstilling av papir.