稳定熟石膏的方法和设备技术

本发明专利技术提供了一种稳定熟石膏的方法以及实施所述方法中的加湿部分的设备。所述方法包括以下步骤：ａ）提供加热的ＨＨ－熟石膏，优选其温度高于１００℃；ｂ）将热的熟石膏送入器壁被加热至至少１００℃的加湿装置中；ｃ）向所述加湿装置中注入水和／或蒸汽，将未加湿的熟石膏表面暴露在射入的水和／或蒸汽中；ｄ）将加湿装置中气氛的露点水平维持在７５到９９℃的范围内；ｅ）将加湿的混合物送入固化装置；ｆ）将固化装置中气氛保持在高于７５℃至少３分钟；ｇ）将经加湿和固化的混合物送入干燥装置；和ｈ）干燥所述经加湿和固化的混合物。本发明专利技术还提供了一种用于加湿β－半水合熟石膏的设备，其包括在内部具有掘起叶片的转鼓，其与产品接触的全部器壁被外部加热至高于１００℃。本发明专利技术最后还提供了通过本发明专利技术方法获得的熟石膏的具体用途。

Method and apparatus for stabilizing gypsum

The present invention provides a method for stabilizing a gypsum and a device for carrying out the humidifying portion in said method. The method comprises the following steps: a) provides heating HH plaster, preferably the temperature higher than 100 DEG C; b) plaster will heat into the wall is heated to 100 DEG C at least the humidifying device; c) injected water and / or steam to the humidifying device, the hydrated gypsum the surface exposed to the incoming humidification water and / or steam; d) the atmosphere of the humidifying device in the dew point level is maintained in the range of 75 to 99 DEG C; E) the humidification of the mixture into a curing device; F) will remain in the atmosphere of the curing device is more than 75 DEG C for at least 3 minutes; g) will the mixture of humidification and solidified into the drying device; and H) drying the mixture humidification and curing. The invention also provides a method for humidifying beta hemihydrate gypsum equipment, comprising a drum with rise of leaves in the interior, the contact with the product all the walls are externally heated to above 100 DEG C. Finally, the present invention also provides the concrete use of the plaster obtained by the method of the invention.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煅烧石膏粉(gypsum plaster)的后处理，所述处理也称作强制老化或稳定化。
技术介绍
石膏是分子式为CaSO4·2H2O的二水合硫酸钙(DH)。天然石膏的大量沉积物形成石膏岩和石膏粒。合成石膏源于磷酸生产，并越来越多地源于烟气脱硫(FGD)。熟石膏，在本文中以及作为一般公认的术语指的是分子式为CaSO4·xH2O的部分脱水石膏，其中x＝0至0.5，当与适量水混合时，其能够发生重结晶形成固体结构。煅烧是指热处理DH以去除一部分结合水。半水化合物(HH)或半水合物(SH)是分子式为CaSO4·1/2H2O的亚稳水合物。无水石膏III(AIII)是脱水的HH，其具有可逆地吸收水或甚至蒸汽的潜能。可逆的水的吸收释放出相当多的反应热。无水石膏II(AII)是完全脱水产物。它是在较高温度下形成的，并且在灰泥熟石膏中不受欢迎，并且因此，在工业熟石膏的煅烧中，尽可能避免产生AII的条件。HH和AIII是第一步煅烧的产物。首先形成AIII还是HH依赖于煅烧温度和在煅烧气氛中的蒸汽压力。通常在干燥条件下煅烧熟石膏，是的指在热空气中或在间接加热煅烧容器中煅烧。在这些条件下，原始的DH颗粒的大小和形状基本上保持相同。因此形成的熟石膏是多孔的。通常称为塑模灰泥或熟石膏。公认的技术术语是β-半水合物(β-HH)。由于熟石膏能构造不同于含水泥浆的全新晶体结构，可将熟石膏用作粘合剂。这是由于，首先，HH和DH的溶解度差别非常大(大约8g/l对2.7g/l)。因此，相对于DH，HH产生极大的过饱和。这种过饱和导致晶种的形成，并开始迅速重结晶。通常，盐的溶解度随温度的升高而增加。硫酸钙的行为相当不规则，随温度的升高其溶解度下降。HH和DH的溶解度曲线在大约100℃彼此相交。在85℃与100℃之间的温度范围内，溶解度的差异非常小，以至于实质上根本不能开始凝固。在75℃反应速率仍然非常低。由于粗糙的热处理，β-HH的物理微观结构受到应力并且非常不稳定。因此，有人观察到，与液态水接触时，β-HH将部分地分解成为非常小的颗粒。然而，通过吸收湿气，应力降低，并且分解现象消失。同时，在水中溶解速度降低。这一现象称为“老化”。这个术语非常容易令人误解，因为其主要是受环境条件(湿度，温度)的影响而不是受时间的影响。由于老化，随着时间的推移β-HH的流变学和凝固动力学特性会发生明显变化。如上所述，流变学特性的变化是由于β-HH被逐步分解成非常细微的颗粒而引起的。动力学特性的变化与煅烧产品中晶体缺陷(高活性点)的“恢复”有关。特性的变化主要取决于熟石膏的来源、粒度测定和煅烧条件。普遍公认的意见为吸水是老化的主要原因。AIII可以吸收大量湿气而变成HH。然后，令人惊讶地，水的吸收继续进行直到大约8％的结合水，这显著高于HH的理论值，但不形成DH。当储存条件以及在煅烧和应用之间的耽搁有较大变化时，在建筑用熟石膏/刷墙粉中老化是个问题。在石膏板生产中，老化也是问题，虽然程度较小。已经基本达到最终老化的状态的熟石膏，主要具有两个优点a)恒定性和可靠性；b)粒度测定的控制和，由此的流变学的控制。这具有如下影响，例如，但不局限于·在产品质量上整体变化较少；·在石膏板制造中需要干燥除去的水较少；·在建筑用熟石膏/刷墙粉中缓凝较少；·在石膏纤维板中超细粉末较少，因此更易于脱水。熟石膏的强制老化早已属于公知技术。基本观点非常简单一次性提供所需的全部水或甚至更多的水来给石膏止“渴”。这个过程在现有技术中称为“稳定化”。应注意到本专利技术中使用的强制老化或稳定化不是“干燥化”，“干燥化”主要是指在潮解物质存在下的煅烧(见如US-P-1370581)。显然地，US-P-1,713,879首次公开了稳定化处理方法。它公开了水和/或蒸汽与煅烧的熟石膏混合。目的是为了降低在凝固期间所需的水和温度的上升。数字是在5-6分钟期间内，1吨石膏用12-15磅水/分钟(相当于5-9％的总水量)。该熟石膏优选为“单沸点熟石膏”(即主要是HH，无AIII)。这是间歇式操作。其中没有提到温度或所使用装置的详细特征。另一个变通方案是通过载体如硅藻土的方式引入水。这个过程称为(强制)老化，并不是稳定化。为了使熟石膏具有较低的粘性和较少的水需求量，DE-A-553519公开了一种用水和/或蒸汽处理煅烧的熟石膏的方法。水的吸收量是0.5到7％。它使用AIII的反应热来升高温度。最终温度在80-130℃之间，并且不应超过140℃。该专利没有公开对固化时间的限定，而是给出用旋转炉的废气处理熟石膏半小时的实例。排出的熟石膏的温度为95℃。但是没有提到干燥。其中提到处理可以在旋转装置中进行，这允许蒸汽与产物紧密接触。US-P-1999158提到并明显依赖于US-P-1370581(干燥化)。应用的领域是刷墙粉。其宣称的改进在于超细研磨以增加可塑性并减少因长期储存而导致的凝固时间的变化。可塑性定义为US稠度为65-75。研磨熟石膏的细度描述为大部分小于10μm。(应注意的是在此首次使用了术语“稳定化的石膏”)。US-P-2177668涉及强制老化，在此主要是指，通过用大量具有环境RH(60％RH)并且温度略低于DH的理论稳定温度42℃的空气，对煅烧的熟石膏进行处理使AIII向HH回复。US-P-3415910公开了用水来冷却热石膏，同时保持足够高的温度以避免DH的形成(在82到100℃之间)，并随后加热至102℃以上(干燥至157℃)。最高水分量为3％。持续干燥直至达到HH结合水的理论值。优选(并专门描述的方法)是使用一个釜作为煅烧炉，并将所述釜用于随后的处理和干燥步骤。由此制得并要求保护的熟石膏的特点是(i)在20℃的密度＝2.60g/ml(在1.6g/ml以下的部分＜10％，且在2.68g/ml以上的部分＜10％)，且(ii)堆积次序指数(stackingorder index)在8以上。该专利描述了分解对水需求量和流变特性的作用。GB-A-1233436与US-P-3415910非常相似。然而公开了一些细微的差异和额外的信息，表明该方法有了进一步的发展。例如最大水分升至3.5％，现在可接受的煅烧温度为160℃。在实验室的处理温度可以低至室温。在工业应用中的优选处理温度在82-93℃之间。优选干燥温度在115℃以上。图表显示出自由水分及固化时间对US稠度的影响，表明3分钟内3％是操作的下限。US-P-3527447是对US-P-3415910的改进。它公开了在低于大气压的压力下在单独的装置中进行的干燥步骤。为了维持所需温度范围，提出通过微波的方式来输入额外的能量。在US-P-4117070(和相关的US-P-4153373和FR-A-2383893)中，作为石膏板生产过程的一部分，提供了一种无需干燥的连续的稳定化方法。在一个具体的实施方案中，将50到75％的板线给料用1到8％的自由水凝固处理大约1分钟，并且将该给料再与给料的剩余部分结合并混合，给料的剩余部分另外凝固3分钟。在再结合之后总水分为3-4％。还公开了使用流化和搅拌容器作为加湿容器。EP-A-0008947涉及长时间储存湿熟石膏的不方便之处。它引入了“凝固突变”的概念，其指的是凝固期间升温的最大值。高的“凝固突变”对于本文档来自技高网...

【技术保护点】
稳定煅烧的β－半水合熟石膏的方法，其包括如下步骤：ａ）提供加热的ＨＨ－熟石膏，优选其温度高于１００℃；ｂ）将热的熟石膏送入器壁被加热至至少１００℃的加湿装置中；ｃ）向所述加湿装置中注入水和／或蒸汽，将未加湿的熟石膏表 面暴露在射入的水和／或蒸汽中；ｄ）将加湿装置中气氛的露点水平维持在７５到９９℃的范围内；ｅ）将加湿的混合物送入固化装置；ｆ）将固化装置中气氛保持在高于７５℃至少３分钟；ｇ）将经加湿和固化的混合物送入干燥装置； 并ｈ）干燥所述经加湿和固化的混合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：约尔格博尔德，
申请(专利权)人：拉法热石膏制品公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]