REA-гипс

Данный вид гипса используется в качестве сырья в дополнение к природному гипсу и играет важную роль в гипсовой промышленности. Название его происходит от процесса его получения, т. е. десульфуризация дымовых газов из гипса. Такой гипс покрывает около половины спроса гипса в Германии. Он образовывается на электростанциях обессеривания дымовых газов, которые работают на ископаемом топливе. Его получают во влажной среде при десульфитации дымовых газов в процедуре обогащения каменной извести после окисления с воздухом, отпаривают гипсовый кристалл, после промывки и фильтрации. Данный вид гипса состоит из мелкозернистого сульфата кальция высокой чистоты и является товаром непосредственного использования.

Рисунок 1 – Труба для очистки дымовых газов

В ТЭС при 600 МВт сжигается около 160 тонн угля в час. В современной десульфитации дымовых газов, топочные газы проходят через скруббер, который поглощает серу. При таком мокром процессе очистки, сульфат кальция производится в виде чистого, высококачественного сырья для декоративной штукатурки.

В основном, доказано, что такой вид гипса, как и природный, подходит для изготовления различных гипсовых продуктов. При исследовании были установлены различия между природным гипсом и REA-гипсом. В химическом составе REA-гипса содержание микроэлемнтов является низким. В связи с однородностью размеров зёрен кристалла, такой гипс является технически выгодным для производства многих видов продукции. Результаты анализов, проведенные независимыми организациями, доказывают, что данный вид гипса можно, без проблем для здоровья, использовать для изготовления гипсовых изделий.

Синтетический ангидрит

В промышленном производстве также встречается синтетический гипс. Он возникает при производстве плавиковой кислоты. Фтористоводородная кислота, состоящая из серной кислоты и плавикового шпата. Во вращающейся печи, эти два вещства реагируют при 300–600 °С до фтористоводородной кислоты. Используется для нейтрализации безводного синтетического ангидрита негашеная или гашенная известь. Материал в виде тонко измельченных частиц перемалывают, при добавлении активатора, и хранят бункерах.

Использование REA-гипса и синтетического как дополнение к натуральному сырью технически легко контролировать и представляет пример переработки на высоком уровне с точки зрения устойчивости циркулярной экономики.

Другие виды технического гипса

Гипс или ангидрит также происходит в ряде других химико-технологических процессов. Например, как фосфогипс в производстве фосфорной кислоты мокрым способом в реакции фосфатных руд с серной кислотой. Кроме того, при производстве капролактама, винной кислоты, лимонной кислоты, щавелевой кислоты или в подготовке разбавленной кислоты из диоксида титана. Все формы гипса при таком получении, в качестве сырья для декоративной штукатурки, неактуальны.

Система CaSО₄ • 2Н₂О

Гипс — это сульфат кальция, который находится на разных уровнях в связи с кристаллизационной водой. Таким образом, дигидрат сульфата кальция содержит две молекулы воды на одну молекулу сульфата кальция (CaSО₄ • 2Н₂О). Также известный, безводный сульфат кальция (CaSО₄) имеет название ангидрит. Не менее известной является форма полуводного сульфата кальция (CaSО₄ • ½ 2Н₂О), которую получаю при термической обработке гипсового камня.

Из гипсового камня в компонент

Полученный природный гипсовый камень механически измельчают, затем измельченный подвергают термической обработке. Во время, так называемого обжига, содержащаяся в кристаллизационной структуре породы вода медленно улетучивается. Из дигидрата формируется, в зависимости от различных условий термообработки, формы полугидрата и ангидрита.

В производстве строительных материалов из гипса или гипсовых изделий, в которых гипс является основным связующем (например, в гипсовых сухих строительных смесях) этот процесс термообработки можно перевернуть и часть воды затворения включить в кристаллическую решетку, получив, таким образом, снова дигидрат. Этот дигидрат соответствует оригинальной гипсовой породе. Гипса теперь находится в желаемой «строительной» форме.

Рисунок 2 –Схема превращений от гипсового камня к гипсовому продукту

Сульфат кальция, т. е. дигидрат стоит на месте исходного и конечного продукта. Затем стоит процесс термической обработки, благодаря которому и получают полуводный гипс. Следующая стадия — добавление воды.

Гипс и различные его гидратные фазы

В зависимости от сырья и особенно от условий термической обработки происходит в процессе производства, переход в различные модификации (фазы) гипса и ангидрита. Мощность и экспертиза гипсовых производственных компаний состоит, среди прочего, именно в генерировании различных фаз до оптимального типа и количества, смешивая их со связующими с точно определенными свойствами. Получая, таким образом, строительные материалы с усовершенствованными свойствами.

Дигидрат сульфата кальция CaSО₄ • 2Н₂О

Природный гипс, также известный как сырой гипс, является исходным материалом в производстве гипса двуводного, а также гипса, полученного в промышленных процессах, таких как REA-гипс. В тоже время все связаны конечным продуктом в виде дигидрата, так, например, гипсовые плиты, гипсовые блоки, гипсовые штукатурки и наполнители. Соответствие исходного материала конечному продукту является одним из особенностей гипсовых строительных материалов.

Ангидрит III ( CaSО₄)

Данная форма ангидрита известна также как растворимый ангидрит, а также существует в двух формах α– ,β–ангидрита III. Он производится в процессе термообработки по дальнейшей дегидратации полугидрата при температуре выше 100 °С.

Ангидрит II ( CaSО₄)

Аналогичен по составу природному ангидриту. В промышленном производстве, материал, полученный во время полного обезвоживания природного или технического дигидрата, полугидрата или ангидрита III. Превращение в ангидрит II начинается в лабораторных условиях при 200 °С, температура образования в техническом процессе составляет от 300 до 900 °С.

Ангидрит I (CaSО₄)

Если температура термической обработки увеличено примерно до 1180 °С, то наблюдается появление ещё одной формы, такой как ангидрит I.

Многофазный гипс

Благодаря современным условиям обжига и точному знанию процессов, которые связанных с переходом фаз, сегодня налажено производство многофазного гипса. В нём собраны различные фазы в пропорциях, которые происходят во время прокаливания.