NO841801L - Naaleformig kalsiumsulfatkrystall og fremgangsmaate ved fremstilling derav - Google Patents

Abstract

En ny nåleformet kalsiumsulfatkrystall er særpreget. ved at den består av kalsiumsulfatanhydritt og kalsium-sulf atdihydr at. Ved en fremgangsmåte ved fremstilling av slike nåleformede kalsiumsulfatkrystaller blir kalsiumsulfat, hemi- og/eller dihydratoppløst inntil metning i en opplsning som inneholder minst 35%.S0. ved forhøyet temperatur, hvorefter opplsningen får henstå under omrring og avkjøling til omgivelsestemperaturen under utkrystallisering av nåleformede kal-siumsulf atkrystaller bestående av kalsiumsulfatan-. hydritt og kalsiumsulfatdihydrat.Anvendelse av nåleformede kalsiumsulfatkrystaller bestående av kalsiumsulfatanhydritt og kalsiumsulfatdihydrat ved fremstilling av arkformede materialer er beskrevet.

Description

Det tekniske område

Den foreliggende oppfinnelse angår en ny nåleformet gips-krystall og en fremgangsmåte ved fremstilling av gips i form av nåleformede krystaller, såkalt fibergips, som har en lengde som er 10-1000 ganger større enn deres tykkelse, ved oppløsning og omleiring av kalsiumsulfat

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

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å tilveie-bringe en mulighet for å fremstille nåleformede gipskrystaller som inneholder kalsiumsulfat i anhydrittform og kalsiumsulfat i dihydratform, idet gipskrystallene er egnede for innblanding i cellulosefibermaterialer eller i bygningsmateri-aler eller som en erstatning for asbestfibre etc.

Oppfinnelsens bakgrunn

Gips har i en lang rekke år vært gjenstand for forskning og utvikling, og det er derved blitt forsøkt å anvende denne innen forskjellige områder i den hensikt å finne avsetning for de store mengder gips som utfelles, spesielt ved fremstilling av fosforsyre ved våtprosessen. Også innen andre prosesser innen den såkalte kjemiske, uorganiske tungindustri utfelles gips. Utfelt gips kan idag ikke deponeres fritt i havet på grunn av dens innhold av uønskede stoffer, men den må efter kalk tilsetning deponeres på land med derav følgende høye håndteringsomkostninger.

Gips anvendes idag av bygningsmaterialindustrien, og således blandes gips inn i sement eller den anvendes for frem-: stilling av gipsplater som benyttes som bygningsmateriale ved bygging av hus, spesielt innvendige vegger.

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

Ved fremstilling av bygningsmaterialplater på samme måte som ved tilsetning til cellulosefibre er det ønsket å til-føre gipsen som fibre, dvs. nåleformede krystaller, for dermed å forbedre håndterbarheten og styrken.

En del forskjellige metoder for fremstilling av såkalt fibergips er tidligere blitt foreslått. I vest-tysk offentliggjørelsesskrift 2854722 er således en fremgangsmåte beskrevet for fremstilling av kalsiumsulfat-a-hemihydrat fra bl.a. kalsiumsulfatdihydrat, kalsiumsulfat-3-hemihydrat eller kalsiumsulfatanhydritt, hvor en vannholdig oppslemning av et slikt utgangsmateriale utsettes for en hydrotermisk reaksjon for dannelse av nåleformede og/eller partikkelformede gipskrystaller, idet det for å oppnå dette til oppslemningen tilsettes et pulverformig, uorganisk materiale, som talkum, siliciumdioxyd, kalsiumcarbonat, kalsiumsulfatanhydritt i oppløselig tilstand eller kalsiumsulfathemihydrat. Det erholdte fiberformede kalsiumsulfat-a-hemihydrat kan over-føres til anhydrittform ved kalsinering, hvorved erholdte nåleformede krystaller blir omleiret til partikkelformet gips.

Selve reaksjonen utføres i en autoklav ved oppvarming av en 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 det ikke i alle tilfeller fås et rent produkt, men et produkt med innblanding av siliciumdioxyd, talkum eller leire etc.

I vest-tyske offentliggjørelsesskrifter 2613651, 2659860 og 2659861 er fremstilling av fibergips i form av a-hemihydratgips eller anhydrittgips beskrevet idet det gås ut fra kalsiumsulfitt som oxyderes til kalsiumsulfathemihydrat ved forhøyet temperatur og trykk og i betraktelig tid (130°C, 2 kp/cm^, 1 time). Kalsinering ved 200-800°C gir anhydritt-fibergips. Også denne metode er således energikrevende og apparaturkrevende.

Ingen av de angitte tidligere kjente metoder er til-strekkelig enkel eller gjør det mulig å oppnå et rent gips-produkt av fibergips med blandet krystallvanninnhold.

Beskrivelse av oppfinnelsen

Det har nu overraskende vist seg mulig på enkel og rasjonell måte å kunne fremstille en fibergips med blandet krystallvanninnhold, og den foreliggende fremgangsmåte er særpreget ved at kalsiumsulfat, hemi- eller dihydrat, opp-løses inntil metning i en oppløsning som inneholder minst 35% H2S04, ved en forhøyet temperatur av 70-100°C, og den erholdte klare, mettede oppløsning får henstå under omrøring og avkjøling til omgivelsestemperaturen under utkrystallisering av fibergips som inneholder 50-65% kalsiumsulfatanhydritt og 35-50% kalsiumsulfatdihydrat.

Det har vist seg at den erholdte fiber har sammensatt krystallstruktur hvorav vanligvis ca. halvparten utgjøres av anhydrittgips og ca. halvparten av dihydratgips. Hemi (semi)-hydratgips er ikke tilstede. Den erholdte fiber er også vanligvis meget lang i forhold til dens tykkelse (100-1000 ganger). Gipsen som anvendes for fremstillingen av fiber-gipsen, 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 ofte faste forurensninger som skriver seg fra den apatitt eller det fosfat som benyttes. Slike forurensninger kan enkelt fra-skilles ved oppløsning av gipsen.

Den foreliggende oppfinnelse er nærmere beskrevet ved hjelp av de nedenstående eksempler.

Eksempel 1

Svovelsyreoppløsninger som inneholdt hhv. 39, 6 3 og 7 0% H2S04'kle mettet med a-hemihydratgips ved 85°C. Uoppløst gips ble frafiltrert, og fra det klare filtrat ble gips utkrystallisert under avkjøling til væreIsetemperatur og svak omrøring. Efter 16 timer ble den utfelte gips fraskilt og analysert.

Resultat

Eksempel 2

Svovelsyre med en t^SO^-konsentrasjon av 39% ble mettet med a-hemihydratgips ved 85°C. Uoppløst gips ble frafiltrert, og fra det klare filtrat ble gips utkrystallisert under av- kjøling til væreIsetemperatur og svak omrøring. Prøver ble tatt efter hhv. 4, 7, 12, 24 og 48 timer.

Resultat

Fiberlengden var y lOO^um, tykkelsen l-2^um og bredden 3-4^um.

Andre forsøk har vist at den erholdte fibergips har en lengde av 10-1000^um og en bredde-tykkelse av l-3^um. For-trinnsvis er lengden 100-200^um og bredden-tykkelsen l-3yum.

Den ovenfor fremstilte fiber som vanligvis er usedvanlig lang, gjør det mulig å fremstille selvbindende materialer,

og fiberen er derfor spesielt velegnet for fremstilling av isolasjonsmaterialer, som byggematerialer eller for ovns-isolasjon etc. Dessuten kan papir med usedvanlig høye innhold av gipsfiber fremstilles. Produkter som er blitt fremstilt i arkdannere, oppviser de samme bindingsegenskaper som med cellulosefiber. For å oppnå en tilfredsstillende rivstyrke kan cellulosefibre blandes inn. Forsøk med innblanding av 60% og 80% gips (hhv. 40% og 20% cellulose) gir et godt ark-materiale med overflateglans. Et slikt papir er lettere enn papir med naturgips.

Claims (8)

1. Nåleformet kalsiumsulfatkrystall/karakterisert ved at den består av kalsium-sulf atanhydritt og kalsiumsulfatdihydrat.

2. Kalsiumsulfatkrystall ifølge krav 1, karakterisert ved at den inneholder kalsium-sulf atanhydritt i en mengde av 50-65 vekt% og kalsiumsulfatdihydrat i en mengde av 35-50 vekt%.

3. Kalsiumsulfatkrystall ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den har en lengde som er 50-200 ganger dens bredde-tykkelse.

4. Fremgangsmåte ved fremstilling av kalsiumsulfatkrystaller, idet hver krystall inneholder kalsiumsulfatanhydritt og kalsiumsulfatdihydrat, karakterisert ved at kalsiumsulfat, hemi-og/eller dihydrat, oppløses inntil metning i en oppløsning som inneholder minst 35% E^ SO^, ved en forhøyet temperatur av 70-100 C, og den erholdte mettede, klare oppløsning får henstå under omrøring og avkjøling til omgivelsestemperatur under utkrystallisering av nåleformede kalsiumsulfatkrystaller bestående av kalsiumsulfatanhydritt og kalsiumsulfatdihydrat.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at det anvendes en svovel-syrekonsentrasjon av 35-55%.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 4 eller 5, karakterisert ved at det anvendes en svovel-syrekonsentrasjon av 38-45%.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 4-6, karakterisert ved at det ved oppløsning av gipsen anvendes en temperatur av 85-100°C.

8. Anvendelse av nåleformede kalsiumsulfatkrystaller bestående av kalsiumsulfatanhydritt og kalsiumsulfatdihydrat ved fremstilling av arkformede materialer.