188641. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gipszkő vagy félhidrát előállítására anhidritből mechanokémiai úton
1 188 641 2 A találmány tárgya eljárás gipszkő vagy félhidrát előállítására anhidritből mechanokémiai úton. Ismeretes, hogy a kalcium-szulfát természetes megjelenési formái az anhidrit (CaS04), a gipszkő (CaS04-2 H2O) és ritkán az úgynevezett bassanit (CaS04- V2 HaO). Ismeretes továbbá, hogy az anhidrit és a gipszkő tengervízből kivált sóanyagok, illetve kőzetalkotó ásványok, amelyek önállóan nagyobb tömegeket, telepeket alkotnak. A kalcium-szulfát - kis oldhatósága folytán - a töményülő tengervíz lecsapódási terméke, és a tengervíz hőmérsékletétől, illetve a kalciumszulfát koncenti'ációjától függően képződik anhidrit vagy gipszkő (lásd Koch-Sztrókay : „Ásványtan" c. könyvének II. kötetében a 866. oldalon; a könyv a Tankönyvkiadó gondozásában jelent meg). A kalcium-szulfát telepekben az anhidridet rendszerint gipszkő kíséri, ez a gipszkő azonban a tektonikai repedések mentén átszivárgó vízzel való érintkezés révén, utólag képződik. Tekintettel arra, hogy az anhidrit gipszkővé alakulása 60%-os térfogatnövekedéssel .jár, ez a folyamat újabb kőzetmozgásokat eredményezhet, a kőzetmozgások viszont a vízzel való érintkezés és a további átalakulás újabb lehetőségét teremtik meg. Az anhidrit és a gipszkő közötti ásványtani különbség, vagyis a kötött víz jelenléte vagy hiánya a kétféle ásványnak eltérő technológiai tulajdonságokat kölcsönöz. Az emberiség történelmének egyik korai felfedezése az, hogy a gipszkő megfelelő hőkezelés után építőipari kötő-, illetve formázóanyaggá (például építési gipsszé, égetett gipsszé, esztrichgipsszé vagy formagipsszé) alakítható át, de jelentős mennyiségben felhasználható cementgyártáshoz is (lásd Palotás László : „Építőanyagok" c. könyvét; a könyv 1959-ben az Akadémiai Kiadó gondozásában jelent meg). A világ kalcium-szulfát előfordulása körülbelül fele arányban gipszkő és fele arányban anhidrit. A gipszkőtelepek az évszázados felhasználás folytán mind nehezebben hozzáférhetők, egyre mélyebb geológiai előfordulásokat kell igénybe venni. Az előfordulások számottevő része, mégpedig 20-40%-a olyan gipszkő - anhidrit keverékből áll, amelyből szelektív bányaműveléssel sem lehet a kétféle ásványt különkülön kinyerni. így az ilyen keverékásvány legfeljebb lúgos szikes talajok közömbösítésére használható. Hazánkban is jelentős anhidritelőfordulások ismertek Perkupa, Alsótelekes és Helesfa községek határában. Ezek az előfordulások kisebb-nagyobb mértékben elgipszesedtek. Művelés alatt jelenleg csak a perkupái előfordulás, áll, amely előfordulásra az jellemző, hogy a kibányászott kőzetben az anhidrit és a gipszkő aránya rendkívül változatos, illetve hogy a kitermelt kőzetben mindig megtalálható mind a kétféle ásvány, azonban változó arányban. Ismeretes továbbá, hogy az anhidrit fő felhasználási területei a szikes talajok javítására való alkalmazása, többértékű szulfátok adagolásával gipszet helyettesítő kötőanyagként való használata (ez a felhasználási terület azonban erősen korlátozott, minthogy a levegő nedvességtartalmának hatására az ilyen kötőanyag térfogata változik, azaz: tágul vagy zsugorodik), kénsav és cement egyidejű gyártásához való használata (ennek az eljárásnak a gazdaságossága azonban nem kielégítő) és tiszta állapotban cementgyártásnál kötésszabályozóként való használata. Ismeretes az is, hogy ipari célokra elsősorban a gipszkövet használják, mégpedig szikes talajok javítására, cementklinkerrel öszszeőrölve a cement kötésidejének szabályozására, 120-180 °C-on égetve CaS04- V2 H20-ként, vagyis félhidrátként (vagy más néven stukkógipszként) építőipari és kerámiaipari formázáshoz, valamint 800-900 °C-on égetve úgynevezett esztrichgipszként (amelynek kötésideje 1-2 nap, szilárdsága ugyanakkor nagyobb a stukkógipszénél) szintén az építőiparban (lásd Forest, G.: „Ullmans Enziklopädie der Technischen Chemie" c. könyvét, valamint az Ind. Mineral 1975 és 1979 között megjelent ilyen vonatkozású tájékoztatóit). Látható tehát, hogy az anhidritnek és a gipszkőnek egyrészt különböző a felhasználási területe, másrészt vitathatatlanul a gipszkő az értékesebb anyag. Ugyanakkor saját kísérleteinkben (amelyeket a későbbiekben részletesen ismertetünk) azt is megállapítottuk, hogy míg a tiszta anhidrit és a tiszta gipszkő más-más előkészítési technológiával ugyan, de építőipari, illetve építőanyagipari felhasználásra alkalmassá tehető, azok a kőzetminták, amelyek egyidejűleg gipszkövet és anhidritet is tartalmaznak, a tiszta komponensekre bevált egyik eljárással sem eredményeztek jó minőségű, építőipari felhasználásra alkalmas anyagot. A fentiek alapján szakember számára érthető, hogy az anhidrit, illetve anhidrittartalmú kőzetek gipszkővé vagy félhidráttá alakítása igen nagy ipari jelentőséggel bír. A találmány célja egyszerű és iparilag könnyen kivitelezhető eljárás kidolgozása anhidritből vagy anhidrittartalmú kőzetekből gipszkő vagy félhidrát előállítására. Felismertük, hogy ez a cél megoldható, ha az anhidritet vagy az anhidrittartalmú kőzetet 200 mikrométer szemcseméret alá őröljük nedves őrléssel, adott esetben önmagában ismert mineralizátor jelenlétében, ezután adott esetben az így kapott zagyot legalább 24 órán át pihentetjük, majd a terméket önmagában ismert módon elkülönítjük, és amennyiben félhidrátot állítunk elő, akkor a termék elkülönítését önmagában ismert módon végzett hőkezeléssel hajtjuk végre. A találmány értelmében az adott esetben önmagukban ismert mineralizátorok jelenlétében végrehajtott nedves őrlés következtében mechanokémiai aktiválás (lásd Juhász Z.: Aufbereitungstechnik, 10, 559 [1974]), illetve mechanokémiai folyamat megy végbe és az anhidrit tel-5 n 15 20 2.5 30 33 40 45 5( 55 6C 65 2
