Полугидрат сульфата кальция CaSО4 х 1/2 H2О существует в двух видах: штукатурный гипс Бета-Полугидрат, состоит из несимметричных частиц поликристаллического материала и штукатурный гипс Альфа-Полугидрат, представляющий собой кристаллический материал, варьирующийся по форме от мелких равных до игольчатых кристаллов.
Штукатурный гипс Бета-Полугидрат производится посредством сухого кальцинирования при атмосферном давлении и обычно используется в производстве гипсокартонных листов (ГКЛ), пазгребневых плит (ПГП), сухих строительных смесей (ССС) и прочих строительных материалов из гипса.
Штукатурный гипс Альфа-Полугидрат CaSО4 х 1/2 H2О изготовляется при разложении гипса на воду или пар при высокой температуре и высоком давлении и используется для изготовления специальных продуктов для керамической промышленности, медицинских и инженерных смесей, а также для изготовления наливных полов.
Разработан также т.н. влажный способ преобразования синтетического гипса (гипс FGD и другие синтетические гипсы), а также натурального гипса в Альфа-Полугидрат.
Синтетический гипс обычно получают в мелкокристаллическом виде, пригодного для обработки посредством добавления лишь воды и добавок. Натуральный гипс обычно нуждается в измельчении для создания фракции, размером подходящей для суспендирования.
В случае натурального гипсового камня, сырьевой материал тонко размельчается до частиц размером 0 – 0,15 мм и дозируется в систему обработки в сухом виде. В непрерывном процессе посредством автоклава и применением определенных добавок, дигидрат, который был предварительно растворен в воде, преобразовывается в готовый продукт - Альфа-Полугидрата.
Влажный процесс позволяет точно контролировать образование и распределение по размеру частиц кристаллов Альфа-Полугидрата.
В подготовительном резервуаре мешалка непрерывно перемешивает тонко измельченный дигидрат с одновременной подачей воды для создания суспензии. Частотно-регулируемый насос извлекает предварительно изготовленную суспензию из резервуара и подает её в автоклав.
Рис. 3.27 Схема технологического процесса производства строительного гипса с использованием автоклава
1 - система загрузки материала; 2 - система смешивания; 3 - кристаллизация; 4 - подача добавок; 5 - емкость горячей воды; 6 - водоотлив; 7 - сушка; 8 - транспортировка продукта; 9 - тонкое размельчение; 10 - хранение готового продукта; 11 - теплогенератор;
12 - фильтрация;
В автоклавах, под влиянием дополнительного нагрева и особых добавок, кристаллы дигидрата преобразуются в кристаллы Альфа-Полугидрата. Однако добавки следует использовать только в малых количествах. Добавка частично рециркулируется в подготовительную секцию.
Процесс реакции характеризуется специфическими температурами и давлением пара. Среднее время выдержки в автоклавах – около 2 - 3 часа, в зависимости от сырьевого материала и используемых добавок.
Суспензия Альфа-Полугидрата покидает автоклавы через трубу с погруженным концом и поступает в систему водоотлива. Вода отделяется в центрифуге. Фильтрат из центрифуги подается в сборный чан. Вода для непрерывного заполнения центрифуги и для периодического процесса овлажнения оборудования поступает из емкости горячей воды.
Вниз по ходу от центрифуги, Альфа-Полугидрат подается в контактный сушитель посредственной сушки по специальному желобу. Там он тщательно высушивается за точно определенное время выдержки. Поворотный клапан предусмотрен для воздухонепроницаемого уплотнения системы и переправляет продукт в отдел тонкого размельчения.
Испарения выводятся из сушителя посредством пылесборной системы и удаляются в свободное пространство. Контактный сушитель разогревается частично непосредственно от плоской горелки, однако основной объем тепловой энергии подается через двойную оболочку термомасляной системы подогрева. Двойная оболочка контактного сушителя разделяется на несколько секций.[32]
Каждая секция нагревается отдельным каналом нагревания термомасляной системы. Этот удобный режим контроля за процессом сушки положительно сказывается на качестве конечного продукта. Шнековые транспортеры и ковшовый элеватор доставляют продукт в силос системы тонкого измельчения.
Доставка материала к дробилке тонкого измельчения осуществляется через дозирующий ротационный клапан, шнековый транспортер и вибролоток. В дробилке Альфа-Полугидрат перемалывается до необходимой величины фракции.
Соответствующая транспортная система доставляет готовый продукт к месту складирования.
Необходимое тепло вырабатывается в специальной термомасляной системе. В соответствии с технологическими требованиями, различные потоки нагревания разогревают: подготовительный бак, автоклав, бак горячей воды и сушитель. Оборудование функционирует полностью автоматически, таким образом, только один оператор следит за работой всей системы и проверяет качество продукции.
Специфические особенности влажного процесса производства гипса.
- удобный процесс преобразования синтетического и натурального гипса в штукатурный гипс Альфа-Полугидрат;
- точный контроль за формированием и распределением размера фракции продукта;
- низкий расход применяемых добавок;
- удобный режим контроля за альфа-процессом;
- удобный режим контроля за процессом сушки;
- высокий термический КПД;
- содержание воды в штукатурном гипсе 0,35 или меньше, в зависимости от размера фракции;
Рис.3.28 Общий вид автоклава для изготовления строительного гипса
- продукт: штукатурный гипс Альфа-Полугидрат - хорошо подходит для всех обычных областей применения гипса;
- простая конструкция оборудования, исполненная из проверенных и надежных материалов;