稳定熟石膏的方法和设备

                      技术领域

本发明涉及煅烧石膏粉(gypsum plaster)的后处理，所述处理也 称作强制老化或稳定化。

                      背景技术

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”。

应注意到本发明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(stacking order 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”对于产生足够的力学抗性是重要的，并且其在随后的稳定化 步骤中大付降低。对于这个缺点的补救措施是研磨所处理的(干燥或 未干燥)熟石膏至原始细度的3到4倍(在Blaine中测定)。

GB-A-2053178公开了在“Entoleter”磨粉机等中同时进行研磨 和润湿。固化发生在粉碎之后。EP-A-0008947的凝固突变也通过这 个步骤来实现。

这些专利在强制老化(即冷却/加湿)和稳定化(即冷却/加湿和 固化，以及任选干燥)之间有所不同。它们要求保护获得老化或稳定 化的熟石膏的不同方法，并指明了适用于石膏板生产的合适的粒度测 定方法。

每个稳定化方法都包括加湿和固化步骤。加湿是最难处理的部 分，但是固化也存在问题。两个主要部分涉及到：(1)不希望的再水 合产生DH，DH在熟石膏浆中起到晶种的作用，以及(2)在设备中 集结或结垢。

如果液态水和石膏在热力学条件下接触一段时间，使反应在低温 下进行，则形成DH。显然粘合剂(如石膏)的加湿会不可避免地导 致结块的形成，并与加湿的产品和/或加湿的液体接触的每个表面都 具有成为潜在地变硬物质的外壳的趋势。装置的加湿部分的问题更为 突出，因为加湿包括产生灰尘的混合并且包括水的存在，而水会导致 凝结。

现有技术对上述问题的解决是不令人满意的。在US-P-3415910 中，在使用釜时需要对全部设备进行冷却和再加热，因而既浪费时间 又浪费能量。作为润湿设备，US-P-4153373描述了一种用于石膏板 生产的熟石膏处理过程中的流化和搅拌容器。这里微量DH的形成没 有害处，因为该熟石膏无论如何都要在石膏板线中被加速。 GB-A-2053178将石膏板生产过程中的润湿和研磨结合在一个步骤 中。这里结垢是通过剪切力来避免的，但是DH问题仍不能解决。

                        发明简介

本发明目的在于解决这些问题并提供一种稳定β-半水合熟石膏 (β-HH)的方法和实施该方法的设备。本发明人发现结垢和DH问 题可以通过保持从加湿直到干燥的条件以使HH的水合作用不再发 生而得到解决。在本发明中，在处理空间中控制湿-热条件，并控制 与产品接触部分的温度。

可以采用额外的机械手段防止产品在有关设备部分的积聚。

因此，本发明提供一种如权利要求书中所述的方法和设备。

                           附图简述

参照附图揭示本发明的实施方案，其中：

-图1是本发明整个方法的一般流程图；

-图2a和2b显示加湿装置的优选实施方案；

-图3显示结合加湿/固化装置的优选实施方案；

-图4显示结合加湿/固化/干燥装置的优选实施方案。

                        具体实施方式

如上所述，本发明提供一种通过加湿和固化，并任选通过干燥来 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；将 加湿的混合物送入固化装置；

e)将固化装置中气氛保持在高于75℃，优选在75到99℃之间， 至少3分钟，优选4到15分钟；

f)将经加湿和固化的混合物送入干燥装置；并

g)干燥所述经加湿和固化的混合物。

任选所述方法还包括下面的步骤：

i)研磨干燥后的产品；和/或

j)冷却干燥后的产品，其中冷却可以在研磨步骤之前或之后进 行。

在上述方法中，优选提供一种结合水和/或蒸汽量的测定，以便 在加湿混合物中获得基于HH重量3-12％的自由水分。

在上述方法中，可以采取以下方式来控制加湿和/或固化的气氛：

(1)控制经过加湿和/或固化装置的外来空气流，和/或(2)控制对 加湿和/或固化装置器壁的加热。

上述方法可以以间歇或连续的方式进行，优选为后者。在这种情 况下，某些所述步骤(和相关的装置)可以置于单个装置的不同区中。 在一个优选的实施方案中，将加湿和固化结合在相同的设备中。

因此，步骤d)、e)和f)优选合并成一个单一步骤“加湿和固化”。 同样，步骤h)和i)优选合并。

图1，是如何进行处理的一般流程图，描述了每个单独的步骤和 在本发明的优选实施方案中几个步骤的可能结合。

至于步骤a)和b)，应注意的是本方法不得不在高温下运行以避免 再水合。在石膏工厂中实施的稳定化步骤中，从煅烧装置中出来的石 膏通常在155到180℃温度之间。在输送的第一步骤中，其通常被冷 却到120到140℃。在温度较高的情况下，需要冷却石膏。由于石膏 必须加湿，冷却可以通过直接注入水来进行，水可以通过蒸发和热交 换来冷却。如果冷却是在与加湿相同的装置中进行，另一个优点是产 生足够的蒸汽在加湿装置的气氛中产生高湿度，将露点升高至所需的 75-99℃温度。

至于步骤c)和d)，应注意的是在稳定化过程中，应该存在液态水。 当单独注入水时，很清楚水是存在的；当使用蒸汽时，凝结发生在较 冷部分。如果局部水的供应高于目前熟石膏的吸收能力，熟石膏颗粒 将粘在一起，并将形成或多或少稳定的块状物。如果水附着在设备的 一部分上，熟石膏将粘在这部分。因此，优选定量供应水和/或蒸汽 以便，即使当与加入的液态水(如果有的话)相结合时，凝结(如果 发生的话)将产生所需量的水。

加入水的百分比范围和相应需要的固化时间是公知的。相关的技 术显示随着水加入量和固化时间的增加，性能方面会有所改进。在较 高数值时变化水平趋于“饱和”。为了避免性质改变，优选在所述“饱 和”水平下进行。这达到高于3％的自由水分和多于3分钟的固化时 间。在加水量高时，熟石膏的性能更接近于正常的标准熟石膏。因此 自由水分的上限优选是12％。

至于步骤e)，应注意的是保持在大约露点很重要，因为这是在温 度和蒸发速率之间的平衡温度。另一方面，系统的温度总是向露点快 速漂移。如果进入设备的外部空气具有低露点，将不可避免地冷却产 品，即使空气远比产品更热。

通过引入空气和/或通过加热器壁，可以控制气氛。这里通过加 热器壁来避免凝结。经过器壁的热传递通过补偿蒸发引起的热损失来 促进热平衡。这种情况下，产品的温度可以略高于露点。

至于步骤f)，应注意的是固化时间也是重要参数。所需时间依赖 于石膏的性质、温度和水分。在这里最少需要3分钟。然而优选较长 时间，因为时间越长饱和程度越高。一般固化时间在4分钟至15分 钟之间。

至于步骤h)，应注意的是干燥温度首先是不重要的，并且可以升 至约160℃(见前面所引用的现有技术的文件)。然而，发现在较低 温度下干燥带来更加可再现的结果。优选产品温度低于115℃。具体 的干燥方法在低于105℃的温度下进行。发现在这个条件下，干燥在 总水量为大约7.0％LOI(烧失量)时停止。这个LOI明显高于6.2％ 的理论LOI。(所有数值基于100％纯度的石膏)。令人惊讶地，具有 所述LOI的熟石膏不再，如所预期的，结合超过化学计量的水成为 DH。甚至允许8％的LOI。在这个方面，它们类似具有在苛刻的条件 下(60℃和90％RH超过24小时)自然老化的熟石膏。

至于步骤i)，应注意的是所需的研磨细度主要取决于所用粗石膏 的性质和稳定化熟石膏的用途。用于成型目的以及石膏板的生产时， 最佳的细度是大约d50＝15到22μm。用于过滤过程时，FGD石膏 的天然颗粒尺寸分布(PSD)是非常适合的。用于压缩过滤过程时， 优选宽的PSD。在任何情况下，通过研磨和/或选择过程而获得的PSD 在含水泥浆中都保持不变。也可以获得双峰式分布，特别是使用FGD 石膏。

至于步骤j)，应注意的是β-HH经常具有一定百分比的AIII。在 与水接触时，AIII再水合成HH。在普通的熟石膏中，AIII在吸收湿 气方面起着有效的作用。如果熟石膏储存在袋中，水分从外面扩散。 AIII通过吸收这些水分起到缓冲剂的作用，并在一定时间内阻止由所 述水分诱发的性质改变。储存在料仓中的热熟石膏，将从器壁开始缓 慢冷却下来。这个过程会在靠近壁的地方诱发凝结。然后足够的AIII 可以阻止DH的形成。稳定的熟石膏没有AIII。因此，如果在料仓中 储存，应该充分冷却以避免凝结。因此，有必要采用确定的冷却步骤。

本发明中稳定的β-HH在分解和凝固动力学方面是稳定的。它基 本上不含AIII并且它的结合水高于理论值。任何所需的PSD，根据 其具体用途，可以通过研磨筛选和/或混合来获得。

本发明中稳定的β-HH可以在刷墙粉中用作粘合剂和/或填充 物，用于根据过滤法的石膏纤维板生产，用于石膏板生产，用于工业 熟石膏，用于粘结化合物，用于根据压滤法生产高强度石膏纤维板等。

对于每种应用，在含水熟石膏泥浆中都存在一个最佳的具体 PSD，并可以通过适当研磨根据本发明处理的熟石膏来获得所述最佳 的PSD。

例如，可以举例：

-d50为30到100μm：在刷墙粉中作为粘合剂和/或填充物。

-d50为20到30μm：用于根据过滤法的石膏纤维板生产。

-d50为15到22μm：用于石膏板生产。

-d50为10到20μm：用于工业石膏和/或粘结化合物。

-第一峰在3到10μm并且第二峰在20到60μm的双峰粒径分 布：用于根据压滤法的高强度石膏纤维板生产。

用于实施本发明方法的设备应该可以在所述的湿热条件下操作。 作为加湿/固化部分，例如可以使用用于肥料的旋转轴成粒机或类似 配有蒸汽夹套的颗粒板粘合搅拌机的设备。也可以使用借助负载蒸汽 的空气的器壁加热式空气混合成粒机(air mix granulator)。对于干 燥部分，可以使用几乎所有的用于粉末干燥的干燥机(只要不将潮湿 的熟石膏冷却至发生再水合的条件即可)。

图2a和2b(2a沿AA线的侧视图)显示了本发明的一个具体实 施方案。加湿装置包括在加热室2中旋转的转鼓1。转鼓支撑在轴承 3上，并通过在加热室外的电动机4来驱动，以便转鼓可能与熟石膏 接触的全部表面都能受热。进料和提料通过输送螺杆进行。进料螺杆 5是计量螺杆。一定量的产品保持在料斗6(装有水平传感器)中以 便从外部密封转鼓的内部。出料螺杆7以适合于提取所进入的熟石膏 的速度运行。在卸料室18中收集产品，并最终通过圆盘提料器19来 出料。加湿通过两相(蒸汽-水)雾化喷嘴11进行。计量通过适当的 装置如流量计和控制阀9的结合来完成。转鼓的内部装有(掘起)叶 片10，所述叶片可以掘起所述熟石膏，并按图2b的箭头所示连续释 放。用水和/或蒸汽喷射瀑布状撒落的熟石膏(plaster cascade)。通过罩 12保护喷雾嘴不被熟石膏覆盖，并且由此经过的叶片10不断地对所 述罩进行清扫。一个没有在图中显示出来的特征是在罩区域中的叶片 被固定在弹簧钢带上。所述罩略微倾斜以便在叶片经过所述罩时叶片 被压紧，并在扫过所述罩之后反弹。然后它们撞击一个障碍物。震掉 其上可能附聚的熟石膏。从底部外侧通过一排煤气灶14加热转鼓。 通过在转鼓上侧测量的温度T2来控制功率，其控制阀13；还可以考 虑料斗6中熟石膏的温度T1。排出产品的温度基本上是转鼓中气氛 的露点。它是通过温度T3来测定的，温度T3控制经过片状阀15的 气流，以保持给定的产品温度。在此提取的空气或多或少是蒸汽饱和 的。同样，温度T4控制阀16以便控制在加湿区的空气流和在这个区 中相应的气氛。另一个片状阀20让空气从外边稀释湿空气以避免在 过滤器中的凝结。鼓风机17提供必要的功率来引入空气。在转鼓1 和盖板21之间的控制间隙提供外部空气的入口。加湿装置的必要尺 寸影响生产量和加湿过程所需的时间。通常喷射(室22)进行一分 钟就足够了；另外建议进行二分钟的均匀化(空间23)。下表显示使 用上述时间的加湿转鼓的合理尺寸：

生产量[t/h]    10     20     40

直径[m]        1.0    1.3    1.6

长度[m]        3.0    4.0    5.0

由于固化阶段在与加湿相同的湿热条件下运行，显然对于同样的 装置，装置越长越有利于操作，以便允许指定的停留时间。

图3a和3b(3a沿AA线的侧视图)显示了本发明的另一个具体 实施方案。因此图3所示为图2所示设备的变化方案。相同的附图标 记指相同的部分。固化区(空间24)连接着加湿部分，但具有更大 的直径。通过拦障(barrier)25将它分开。加湿区的合理尺寸是：

生产量[t/h]    10         20         40

直径[m]        1.4-1.6    1.8-2.0    2.3-2.6

长度[m]        4.2-3.2    5.3-4.0    6.7-5.0

固化石膏的干燥可以按照现有技术中的许多公知方法进行。蒸汽 干燥器非常适合，但由于其通过旋风分离器和堆袋室转移大量空气， 所以需要消耗相当多的能量。

图4显示另一个具体实施方案，其中加湿、固化和干燥步骤是合 并的。在转鼓的第一部分中，加湿和固化发生在如图2所示但更长的 转鼓中，以便提供固化室。转鼓的第二部分27附在转鼓的延伸部分 中，但通过刻痕状壁26隔开，其更多地从外部受热并用热空气通风。 热空气的路径由箭头28所示。在部分27中，在不超过110℃、优选 低于105℃的产品温度下，干燥水分。

在本发明的另一个具体实施方案中，合并干燥和研磨步骤。使用 研磨-干燥设备(如用Impmill或Ultrarotor等)来结合干燥和研磨步 骤。当对熟石膏进行细磨时，这种结合是有效的。

另一种优选的结合是研磨和冷却。如果产品根据图4的实施方案 离开干燥步骤，则它的温度已经相当低了。可以保留少量百分比的自 由水分。强制通过研磨的空气将干燥残余的水分，并同时冷却。

通过下面的实施例阐明本发明，但不限制其范围。

为了检验本发明方法，建立了连续工作的试验装置。所述试验装 置如图2中所示的类型(只是转鼓具有燃气供暖的双层夹套替代在加 热空间中旋转)。向试验装置送入FGD源的熟石膏，其已经在间接蒸 汽加热的回转煅烧炉中煅烧。在试验装置入口的进料温度平均为 120℃。结合加湿、固化和干燥的步骤的生产量是150kg/h。加湿水 平设为4％±41％。平均停留时间设为16分钟。在加湿和干燥相结合的 模式中，试验装置如图4所示。如果有人认为在干燥过程开始时自由 水分低于2％，则可以假定加湿和固化时间加在一起大约为5-10分钟 (这大约是在饱和水平)。对产品的控制参数是温度和水分。所述方 法可以通过允许以逆流方式通过转鼓的气流和外部加热温度来控制。 通过在进料侧的间隙的宽度来调整气流以保持产品温度在所需水平。 外加热温度达到185℃。在这些条件下，产品离开转鼓的温度为 100±5℃，且LOI为6.5到7.5％。在加湿模式下，密闭内部空间以避 免明显的空气交换。排出的产品的水分损失量最多为原始水分的百分 之二。外部加热达到125℃。排出产品的温度在85℃±10℃附近。在 这种模式下，令人感兴趣的是仅出现DH。少量样品在50℃下在炉 中迅速干燥，并测定结合水和进行差热分析(DTA)。

测试下列熟石膏样品，如下表中所列。全部样品由同样的粗石膏 源制备，这是德国褐煤火电厂的FGD石膏，并且全部在同一熟石膏 厂中煅烧，所述熟石膏厂使用间接蒸汽加热的回转炉。样品1a、1b、 2、3和4都是传统型。样品5到9是根据本发明制备的。

                               表1   样品                        类型     1a     煅烧的、未研磨的、来自料仓中的FGD石膏     1b     煅烧的、未研磨的、在煅烧炉之后的FGD石膏     2     煅烧的、未研磨的、在塑料袋中储存4个月之后的FGD石膏     3     煅烧的、研磨至d50＝28μm、新鲜的FGD石膏     4     样品3在35℃/90RH(常规的强制老化)下储存24小时     5     加湿的、固化的、干燥的、冷却的、未研磨的、新鲜的     6     样品5但是在储存4个月之后     7     样品5但是研磨至d50＝24μm     8     样品5但是研磨至d50＝12μm     9     样品5但是研磨至d50＝5μm     10     50％样品6，50％样品8

为了测定熟石膏的力学稳定性，我们首先定义：

坍落度(slump)是采用Schmidt环而产生的泥浆块的直径，并 且坍落度1是手混熟石膏的坍落度，而坍落度2是用轴式Braun MR400搅拌机在300W下搅拌20秒后的熟石膏的坍落度。水/熟石膏 (W/P)比率保持在0.75。

为了评价稳定性，我们将给定PSD的稳定化熟石膏的坍落度定 义为参照，对相同PSD的熟石膏的坍落度进行评价。稳定性因素1 是手混熟石膏坍落度的比率。稳定性因素2是混合熟石膏的比率。 W/P比率全部为0.75。

熟石膏的PSD通过Malvern Mastersizer型的激光颗粒测量仪来 测定，在乙醇中通过超声处理分散该熟石膏。

为了测定过滤性，我们用100g熟石膏与500g水(包含足够的 缓凝剂来防止操作过程中出现的凝固)混合。将悬浮液置于直径为 80mm的圆筒中。用1巴的压缩空气推动水经过过滤器。记录释放的 水量，将其对时间的平方做图。在这种情况下，获得线性曲线。曲线 的斜率显示熟石膏的过滤性。如上，过滤性1涉及用手估计的，而过 滤性2涉及混合的悬浮液。数值越高，过滤进行得越快。稳定性因素 3定义为两个斜率之间的比率。它显示过滤性是受混合过程影响的大 小。

必须注意的是这种方法测定的斜率仅是简单的指示。为了将其转 化为释放给定百分比的水所需的过滤时间，必须阅读该图并计算被截 数值的平方。

下表显示各种熟石膏样品的性质。

                                          FRHIR0017    样品 结合水％   US稠度   坍落度1     mm   坍落度2     mm   稳定性   因素1   稳定性   因素2 过滤性     1 过滤性2 稳定性 因素3     1a     5.6     -     150     220     -     -     -     -   -     1b     5.4     -     140     130     -     -     -     -   -     2     5.8     -     130     135     0.65     0.57     35     9   0.28     3     5.8     66     225     180     0.94     0.71     9     5.5   0.62     4     7.2     -     205     245     1.03     1.04     -     -   -     5     7.2     195     230     0.98     0.98     -     -   -     6     7.0     -     200     235     1.00     1.00     -     -   -     7     7.0     56     240     255     1.00     1.00     -     -   -     8     6.7     62     265     290     -     -     13     10   0.88     9     7.0     74     210     230     -     -     -     -   -     10     7.0     60     -     -     -     -     27     23   0.85

样品2相对样品4显示了常规老化的作用。

表中的数值也显示了采用本发明的加速老化方法获得了与常规 的长时间老化基本相同的产品。

样品2相对样品5和6清楚地显示了本发明的处理对未研磨材料 的坍落度和各种稳定性因素的作用。将样品3相对样品7进行比较， 这同样是正确的。甚至在略微低的PSD下，样品7的坍落度数值也 高于、大于样品3。坍落度2甚至高于坍落度1。

样品7和样品8的比较显示出具有d50＝12μm的细度的材料的流 动性好于较粗糙的材料。与这个现象同样令人惊讶的是样品8的坍落 度2的绝对值。同样令人惊讶的是样品9的坍落度1和2的绝对值。 用未处理的材料，该值往往小于150mm。样品8的过滤性比具有较 粗糙的PSD的样品3更好。

令人惊讶地，样品10(其是50％的样品5和50％的样品8的混 合物)的过滤性基本上是样品5和样品8的平均。转换成过滤时间， 样品7/样品5的比率是6.3，而样品8/样品10的比率是2.2。

与未经处理的熟石膏标准产品相比，处理过的熟石膏(如样品 7-9)在许多应用中具有相当多的优点，在这些应用中往往要求低的 水需求量或在给定W/P比率下高的流动性。这种情况适用于石膏板 生产或各种类型的预制的(成型的)产品。

对于工业熟石膏，除了低的水需求量之外，恒定性是首要的。根 据本发明处理过的不同生产批次的熟石膏经过长期储存仍能保持这 种恒定性，因为它们是在饱和水平经受处理的。

在混合经加工过的熟石膏时，经本发明方法处理的熟石膏的抗机 械破坏性是常规熟石膏所不可相比的。因此，它们最适合用于需要良 好过滤性的应用，如用于石膏纤维板。熟石膏的一个非常容易被人应 用，是在由纤维浆和熟石膏制成的纤维增强制品中作为粘合剂，其中 相当多的剩余水必须通过抽吸或者通过压缩过滤除去。在混合经加工 过的熟石膏时，经本发明方法处理的熟石膏的抗机械破坏性是常规熟 石膏所不可相比的。因此，它们最适合用于需要良好过滤性的应用， 如用于石膏纤维板。