[发明专利]二水石膏的连续式改性方法

说明书

本申请是申请日为2008年7月31日、申请号为200980129561.9、发明名称为“二水石膏的连续式改性方法及用该方法改性了的改性二水石膏”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及二水石膏的连续改性方法及用该方法改性了的改性二水石膏，该方法通过将天然石膏或各种副产石膏等现有的二水石膏暂时烧结而制成半水石膏，将所得到的半水石膏重结晶化，从而将二水石膏连续地改性为与原来的晶形不同的晶形。

背景技术

一直以来，二水石膏大多被用作石膏板和石膏灰泥等建筑材料的原料。二水石膏有天然石膏和化学石膏。作为化学石膏，也有由硫酸和碳酸钙新合成的石膏，但其中多数是下述列举的作为各种化学工艺的副产物而获得的副产石膏。副产石膏有排烟脱硫过程中副产的排烟脱硫石膏、或通过磷矿石的硫酸分解而生成的磷酸石膏、中和制造氧化钛时等产生的硫酸而获得的中和石膏、制造作为水处理凝集剂的聚氯化铝时副产的聚氯化铝副产石膏等。这些化学石膏的平均粒径大概为30～60μm，比这还大的晶体的石膏非常稀少。相对于此，存在期望平均粒径大于60μm的晶体的二水石膏的用途。例如，已知将二水石膏烧结而生产α型半水石膏时，如果使用由平均粒径大于60μm的晶体构成的二水石膏作为材料，则可获得形状大的、形态好的α型半水石膏。

然而，尚未确立通过简易的方法连续地将天然石膏或上述那样的副产石膏、以及废石膏等作为原料的现有的二水石膏改性成由平均粒径超过60μm的、例如平均粒径为64μm以上的大晶体构成的纯度高的粒径整齐的二水石膏的技术，如果确立这样的技术，则在实用上非常有用。另一方面，使用石膏灰泥等石膏制品时，有时会由于石膏原料中所含有的硫酸钙以外的溶解性或不溶解性的杂质，导致石膏制品发黑。相对于此，不含导致发黑的杂质的白度高的石膏原料很少，如果开发出将天然石膏、副产石膏和废石膏等作为原料的二水石膏简易地改性为纯度高的白色的石膏原料的技术，特别是对于提供制作要求高白度的牙科用石膏等制品的原料是非常有用的。

关于制造粒径大的二水石膏的方法，提出了在由废硫酸及碳酸钙制造二水石膏时，使用2个反应槽，使反应槽内的石膏的溶质浓度更均匀，并长时间保持适于晶体生长的过饱和度(参照专利文献1)。然而，该方法涉及通过化学合成获得二水石膏的情况下的改良，而并非将天然石膏或上述那样的副产石膏等现有的或粒径小的石膏原料改性为晶体粒径大的纯度高的二水石膏。

此外，关于石膏原料中的杂质的除去，存在有效且可靠地除去石膏内部附着、内包或固溶的氯或氯化物而进行改性的方案(参照专利文献2)。进而，存在有关为了容易地进行石膏制品的再循环，对废石膏进行处理而回收平均粒径大的二水石膏的方法的方案(参照专利文献3)。在这些技术中，将二水石膏制成半水石膏后在80℃以下的温度下进行二水石膏化。并且，专利文献3中记载了对废石膏进行湿式粉碎处理，使所得到的浆料中含有碳原子数为4～6的羟基羧酸碱金属盐后，在加压下进行加热处理而将二水石膏制成半水石膏，向该半水石膏浆料中混合平均粒径为40～60μm的二水石膏而进行二水石膏化。并且，在专利文献3的实施例中，获得了平均粒径为42～62μm的二水石膏。

然而，上述的专利文献2及3中记载的技术也不是作为本发明的课题的将由天然石膏、副产石膏或废石膏等现有的二水石膏构成的石膏原料改性为能够应用于广泛用途的、平均粒径超过60μm的大的、并且纯度高的二水石膏的技术。此外，上述列举的任一发明也由于处理方法是分批式，而并非连续的处理方法，所以在能够提高生产率、应用于稳定的工业生产的技术的方面，还存在应该改良的问题。

进而，存在有关对二水石膏进行干式烧结而制成半水石膏，将所得到的半水石膏制成浆料状，在10～60℃的温度下进行水合，从而获得粒径大的二水石膏的方案(参照专利文献4)。并且，其图1中示出了优选的析晶装置，通过使用该装置从而连续地进行二水化处理。然而，该技术中由于通过注入半水石膏或半水石膏悬浮液，使析晶装置内的悬浮液或上清液溢流，所以需要另外设置用于对溢流的浆料进行再利用或处理的设备。此外，根据本发明者们的研究，使析晶装置内的浆料溢流会导致浆料的滞留时间产生不均，存在所得到的二水石膏的粒径不稳定的缺点。

进而，如果经改性的二水石膏为白色的话，则能够作为制作牙科用石膏等制品的原料来利用，使用用途扩大。虽然不存在与石膏的白度相关的规格，但是例如在纸中，人感觉到“白”的白度以亨特(Hunter)白度计为80左右。另外，该值越大，可判断越白。在上述的专利文献2～4中，对于这样的技术课题未作任何记载。

现有技术文献