DK142026B - Fremgangsmaade til fremstilling af calciumsulfatalfa-semihydrat samt anlaeg til gennemfoerelse af fremgangsmaaden - Google Patents

Description

(11) FREMLÆGGELSESSKRIFT 1 ^2026 DANMARK Intel.» C 01 F 11/48 §(21) Ansøgning nr. 5741/75 (22) Indleveret den 17· deC . 1975 (23) Løbedag 17· deC. 1975 (44) Ansøgningen fremlagt og

fremlæggelsesskriftet offentliggjort den '1* ®·^6· 19oC

DIREKTORATET FOR

PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET (30) Prioritet begæret fra den

18. dec. 1974, 2459739* DE

(71) HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT, Bruenlngstrasse 45, 6230 Frankfurt/

Main 80, DE.

(72) Opfinder: Guenter Reichert, 5053 Knapgack, Gartengtrasse 5, DE:

Karl-Heinz StenderiEach, 504 Pingsdorf, Am Huelderberg 6, DE: Lothar Strie, 5303“Bornheim-Merten, KloBtergtrasse 38, DE: Jeng Tiedemann, ^042 Erftstadt, Graf-Stauffenberg Stragge 4, DE.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Ingeniørfirmaet Budde, Schou & Co.

(64) Fremgangsmåde til fremstilling af calciumsulfat-alfa-semihydrat samt anlæg til gennemførelse af fremgangsmåden.

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af calciumsulfat-a-semihydrat ud fra calciumsulfat--dihydrat, der fremkommer som affaldsprodukt ved kemiske processer, f.eks. ved fremstillingen af phosphorsyre ved oplukning af rå-phosphat med svovlsyre, ved hvilken fremgangsmåde calciumsulfat--dihydratet eventuelt først befries for organiske og slimede uorganiske forureninger ved flotation og for vandopløselige forureninger ved vask, det for-rensede calciumsulfat-dihydrat i vandig suspension ved temperaturer på over 110°C kontinuerligt pumpes ind i en autoklav og omkrystalliseres i denne, og en calciumsulfat-a--semihydrat-suspension kontinuerligt udtages fra autoklaven 2 142026 og efter afkøling føres til en skillezone, samt et anlæg til gennemførelse af den her omhandlede fremgangsmåde.

Det er kendt at dosere gips, der fremkommer som affaldsprodukt ved kemiske processer, især ved fremstillingen af phosphor-syre ved oplukning af råphosphat med svovlsyre, til en autoklav efter dens flotation og modstrømsvask, i hvilken autoklav omkrystallisationen til calciumsulfat-a-semihydrat sker ved ca. 120°C og pH-værdier på fra 1,5 til- 3. Det fremkomne calciumsulfat-a-semi-hydrat udtages kontinuerligt fra autoklaven som en vandig suspension, og efter afkøling i en varmeveksler skilles det fra moderluden i et skilleapparat (centrifuge eller filter). I den fraskilte moderlud er næsten alle de gitterbundne fremmedbestanddele indeholdt, medens calciumsulfat-a-semihydratet, der fremkommer med ca.

15% restfugtighed, enten kan udstøbes direkte til gipselementer efter blanding med vand eller kan forarbejdes til pulvergips efter tørring med varm luft [jvf. "Chemie-Ingenieur Technik" 44 (1972), side 969-972; samt tysk patentskrift nr. 1.157.128].

En ulempe ved den kendte arbejdsmåde er den indirekte afkøling af den fra autoklaven udtagne calciumsulfat-a-semihydrat--suspension, før denne kan ledes til skilleapparatet. For eksempel skal man for at få en maksimal vekslerflade ved de dobbeltrør-varmevekslere, der som regel anvendes, begrænse den suspensions-strøm, der skal afkøles, til et så lille tværsnit som muligt.

Dette betinger imidlertid en relativ høj strømningshastighed, hvorved der forårsages stærk erosion især på bøjningerne på rørledningerne og på flangerne. Derudover fører snævre strømningstværsnit til hyppige tilstopninger i varmeveksleren på grund af brudstykker af skorper osv.

Det er derfor formålet med den foreliggende opfindelse at tilvejebringe en fremgangsmåde til fremstilling af calciumsulfat--α-semihydrat samt et anlæg til gennemførelsen af denne fremgangsmåde, hvilken fremgangsmåde og hvilket anlæg ikke er behæftet med de nævnte ulemper, men tværtimod kan give afkald på en relativ høj strømningshastighed ved afkølingen af den fra autoklaven udtagne calciumsulfat-a-semihydrat-suspension. Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at afkølingen foretages ved, at der ledes koldt 142026 3 vand til calciumsulfat-a-semihydrat-suspensionen på dens vej fra autoklaven til skillezonen.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen giver særlig gode resultater, såfremt der pr. volumendel calciumsulfat-a-semihydrat-suspension anvendes fra 0,3 til 1,0 volumendel koldt vand med temperaturer på fra 10 til 40°C. Dette opnås f.eks., hvis calciumsul-fat-a-semihydrat-suspensionen indeholder fra 200 til 600 g faststof pr. liter.

Det her omhandlede anlæg til gennemførelse af den her omhandlede fremgangsmåde, i hvilket anlæg en første indstillingsbeholder, et drejefilter, en yderligere indstillingsbeholder, en autoklav og et skilleapparat indskudt efter hinanden i strømmens retning, er ejendommeligt ved, at der mellem autoklaven og skilleapparatet er anbragt en blåndestrækning, i hvilken der nær dens mod autoklaven vendte ende indmunder en koldtvandstilførselsledning.

En foretrukket udførelsesform for det her omhandlede anlæg er yderligere ejendommelig ved, at koldtvandsmængden tilføres via en kaskaderegulering i blandestrækningen ved hjælp af en automatisk aktiverbar ventil, som er anbragt i koldtvandstilfør-selsledningen, hvorhos den med et temperaturmåleorgan (TC), som befinder sig i blandestrækningen,målte temperatur styrer den krævede værdi af en med en gennemstrømningsmåler, fortrinsvis en blander, som er anbragt i koldtvandstilførselsledningen, forbundet mængderegulering (FC).

Ved de omhandlede foranstaltninger er det muligt at nedsætte strømningshastigheden i den ledning, der forbinder autoklaven og skilleapparatet, væsentligt, hvorved erosionen, især på bøjningerne og flangerne,bliver negligerbart ringe. Ledningen bliver heller ikke tilstoppet af medrevne brudstykker af skorper på grund af dens på denne måde mulige, store tværsnit.

En yderligere fordel ved den her omhandlede fremgangsmåde ligger i, at moderluden af calciumsulfat-a-semihydrat-sus-pensionen fortyndes ved tilledningen af koldt vand. En fortyndet moderlud kan imidlertid bedre fjernes fra calciumsulfat-a-semi-hydratet.

Endelig foretages ifølge opfindelsen tilledningen af det kolde vand til blandestrækningen via en kaskaderegulering, ved 4 142026 hvilken temperaturen af calciumsulfat-a-semihydrat-suspensionen i blandestrækningen nær dens mod skilleapparatet vendte ende ved hjælp af en føringsregulator korrigerende forrykker den krævede værdi af en mængderegulator (følgeregulator) for det kolde vand svarende til tidsforholdet og temperaturafgivelsen. Derigennem elimineres vidtgående indflydelsen af f.eks. trykvariationer ved tilgangen til blandestrækningen, hvilke trykvariationer kan fremkaldes af skorper eller ændringer i trykket i autoklaven eller ved variationer i calciumsulfat-a-semihydrat-suspensionens faststof-indhold.

På den vedføjede tegning er skematisk illustreret et anlæg til gennemførelse af den her omhandlede fremgangsmåde.

En gipsmask-tilførselsledning 1 er ført gennem låget på en første indstillingsbeholder 2. Indstillingsbeholderen 2 er via en ledning 3 forbundet med et kar 4 i et drejefilter 5. Den gipskage, der falder fra en tromle 6 i drejefilteret 5, ledes via en slidsk 7 ind i en yderligere indstillingsbeholder 8, i hvilken der ligeledes indmunder en vandtilførselsledning 9. I indstillingsbeholderen 8 mæskes gipskagen med vand til en suspension med forudbestemt vægtfylde, og suspensionen indstilles med hensyn til dens pH-værdi og eventuelt dens temperatur. Fra den nedre del af indstillingsbeholderen 8 udgår en ledning 10, der går igennem låget på en autoklav 11. Fra låget på autoklaven 11 udgår endvidere en ledning, der fører til en blandestrækning 12, hvorhos blandestrækningen 12 ender i en centrifuge 16, der har et vandafløb 17 og en semihydratfraførsel 18. I blandestrækningen 12 indmunder en koldtvandstilførselsledning 15, i hvilken der befinder sig en gennemstrømningsmåler 14 og en automatisk aktiverbar ventil 13. I blåndestrækningen 12 er der anbragt et temperaturmåleorgan TC, der er ledende forbundet med en mængderegulering FC. Mængdereguleringen FC er endvidere forbundet med gennemstrømningsmåleren 14 og den automatisk aktiverbare ventil 13.

Det med den her omhandlede fremgangsmåde opnåede fremskridt skål illustreres nedenfor ved eksempler.

Eksempel 1 (ifølge teknikkens stade)

Fra en med for-renset calciumsulfat-dihydråt-mask charge- 3 3 ret, 25 m autoklav ledes via en stigledning kontinuerligt 10 m pr. time calciumsulfat-a-semihydrat-suspension til en centrifuge via en dobbeltrørsvarmeveksler med en lysning på 40 mm. Før varme-

5 1420 2 G

veksleren andrager suspensionens temperatur 125°C og derefter 85°C. Kølestrækningen er i alt ca. 32 m lang og har 4 buer. Kølebuerne på 180° er emaljeret til beskyttelse mod erosion.

Efter ca. 100 timers driftstid ved den strømningshastighed på ca. 2 m/sek., der fremkommer, optræder der ved nedslidning fremkaldte lækager på 180°-kølebuerne samt på de nabostillede flanger. I løbet af de 100 timer skal driften afbrydes 8 gange, for at kølestrækningen kan befries for medrevne brudstykker af skorper, der forursåger tilstopninger, eller for at eroderede rørledningsdele kan udskiftes.

Eksempel 2 (ifølge opfindelsen)

Fra en med for-renset calciumsulfat-dihydrat-mask charge- 3 3 ret, 25 m autoklav ledes via en stigledning kontinuerligt 10 m pr. time calciumsulfat-a-semihydrat-suspension til en centrifuge via en 7 m lang blandestrækning med en lysning på 80 mm. Umiddel- 3 bart ved blandestrækningens begyndelse ledes 5 m pr. time koldt vand (29°C) til semihydrat-suspensionen via et T-rstykke. Før blandestrækningen andrager suspensionens temperatur 125°C og derefter 87°C.

Med den strømningshastighed på ca. 0,8 m/sek., der fremkommer, kan anlægget arbejde nogle måneder uden afbrydelse. De vandopløselige forureninger, der bliver tilbage i det til calcium-sulfat-a-semihydratet vedhæftende vand efter fraskillelsen fra moderluden, forringes med 38% på grund af fortyndingseffekten.