گچ شیمیایی و انیدریت شیمیایی (مصنوعی)

گچ شیمیایی  و انیدریت شیمیایی سولفات کلسیمی آب دار یا بدون آبی هستند که به عنوان فرآورده های جنبی گچ از ترکیبات کلسیم دار و اسیدسولفوریک به شکل پودری نرم بدست می آید که به آن ها نام گچ شیمیایی یا انیدریت شیمیایی اطلاق می گردد. این نوع گچ در صنعت از اهمیت زیادی برخوردار می باشند به خصوص برای کشورهایی که فاقد سنگ گچ طبیعی میباشند. گچ شیمیایی به عنوان مواد اولیه حاصل از نیروگاهها باید در ابتدا خشک و براساس روش یا نوع تولید آن ها بصورت همان پودری شکل و یا قبلا بریکت آماده سازی و مورد مصرف قرار گیرد.

بطور کلی به اثبات رسیده است که گچ شیمیایی همچنین مانند سنگ گچ طبیعی می تواند برای تولید گچ و قطعات گچی بدون هیچگونه مانعی مورد مصرف قرار گیرد.

از آزمایشات متعددی که بر روی گچ طبیعی و گچ شیمیایی ( گچ مصنوعی ) انجام گرفته است هیچگونه و یا بسیار کم تفاوت از نقطه نظر ترکیب شیمیایی و یا مواد محتوی در گچ شیمیایی ( گچ مصنوعی ) با همدیگر دارند. بدلیل یکنواختی در اندازه دانه های گچ شیمیایی ( گچ مصنوعی ) در بسیاری از تولیدات گچ حتی بسیار مناسب تشخیص داده شده است بخصوص وقتیکه همزمان مقداری گچ طبیعی نیز همراه آن باشد. این ماده جنبی با دانه بندی حدود 90 درصد کوچکتر از 2/0 میلیمتر و با رطوبتی معادل 20 الی 30 درصد حاصل می گردد. این گچ دارای ناخالصی هایی اعم از معدنی و آلی بصورت محلول یا غیرمحلول در آب می باشد که در داخل شبکه بلور یا در سطح آن جذب گردیده اند و می توان آن ها را به طریق فلوتاسیون ، شستشو و تعویض بلور خارج نمود. نوع و مقدار این ناخالصی ها بستگی زیادی به فسفات خام، روش تولید اسید فسقریک و کیفیت شستشو با فیلتر اسید فسفریک دارد. فسفاتهای گداخته یا ماگماتیک ، تولید گچهایی می کنند که عاری از مواد ناخالصی هستند. فسفاتهای خام رسوبی دارای مواد ناخالصی معدنی هستند که مقداری از آن ها به گچ وارد می شود. مواد ناخالص آلی در تولیدات گچ، تغییر رنگ به صورت لکه های رنگی ایجاد می کنند که باید قبلا این مواد بوسیله فلوتاسیون یا روش های دیگر خارج گردد. فسفاتهای محلول در آب و اسیدهای باقی مانده جذب شده، اثرات فراوانی بر روی مقاومت فرآورده های گچی می گذارد که در نتیجه با شستشوی کامل مواد خام باید این مواد ناخالصی را حتما جدا نمود.

ترکیبات سدیم مانند سولفات سدیم و سدیم سیلیکوفلورید اثر شکوفه زنی برروی سطوح گچ می گذارد که همچنین برای خارج کردن این مواد باید شستشوی کامل انجام گیرد. مواد ناخالصی که بصورت ایزومورف در شبکه گچ رسوخ می نماید به ویژه فسفاتها باعث ایجاد حساسیت به آهک و همچنین اختلالات فراوانی در زمان گیرش گچ پخته می شوند که این مواد با شستشو یا فلوتاسیون خارج نمی شود ولی در اثر دهیدراته شدن بوسیله تغییر بلور رسوب نموده و بی خطر می شوند.

تاسیسات تلخیص مواد خام گچ شیمیایی ( گچ مصنوعی ) به طریق تر، شامل مخازن مخصوص خیساندن و دستگاههای فلوتاسیون و هیدروسیلیکون ها و همچنین فیلتر یا دستگاه سانتریفوژ می باشد. سرمایه گذاری در اینگونه تاسیسات کاملا متفاوت بوده و بستگی به کیفیت گچ شیمیایی اولیه و کاربرد بعدی گچ های پخته شده آماده دارد.

این مواد اولیه از واکنش ترکیبات کلسیم با اسید سولفوریک به دست می آیند. که به سه گروه تقسیم می شوند:

1- این مواد به مقدار بسیار فراوانی در اثر تولید اسید فسفریک به روش تر از ترکیب سنگ معدن فسفات دار(فسفات خام) با اسید سولفوریک بر اساس فرمول زیر به دست می آید:

Ca₅(PO₄)₃F+5H₂SO₄+10H₂O 5CaSO₄.2H₂O+3H₃PO₄+2/1H₂F₂             (1.1

در حال حاضر سالیانه به مقدار بیش از 60 میلیون تن گچ شیمیایی که از کلسیم دی هیدرات تشکیل شده است تولید می شود. از یک تن فسفات خام مقدار 1/7 تن گچ یا از یک تن P₂O₅ مقدار 5 تن گچ به دست می آید.

2- در تولید اسید فلوریدریک از ترکیب فلورین با اسید سولفوریک براساس واکنش زیر انیدریت حاصل می شود که مقدار این فرآورده جنبی در سال به بیش از 2-3 میلیون تن می رسد:

CaF₂+H₂SO₄ CaSO₄+H₂F₂           (2.1

از یک تن فلورین مقدار 1/75 تن انیدریت تولید می شود.

3- سولفات کلسیم دی هیدرات به مقدار کمی از تولید اسیدهای آلی مانند اسید تارتاریک و اسید سیتریک و اسید اکسالیت یا اسیدهای معدنی مانند اسیدبوریک به دست می آید. این مواد حاصله به دلایل اقتصادی و فنی و در حال حاضر دارای اهمیت زیادی نیستند.

امروزه استفاده از مواد جنبی مذکور در کارخانجات تولید گچ به عنوان مواد اولیه مورد توجه قرار گرفته و از اهمیت خاصی برخوردار است به ویژه که تولید آن ها از نقطه نظر حفظ محیط زیست ایجاب گردیده است. این قبیل مواد گچ دار دارای مقدار زیادی سولفات کلسیم هستند و رنگ آن ها سفید و یه صورت کلوخه های مرطوب و نرم رسوب داده می شوند. معهذا مواد ناخالصی موجود در آن ها برخلاف مواد ناخالصی که در سنگ معدن طبیعی وجود دارد مزاحمت فراوانی ایجاد می نماید.

در آینده امکان تولید وسیع تر مواد گچ دار حاصل از صنایع مثلا از طریق تصفیه آبهای حاوی سولفات یا خنثی سازی اسیدسولفوریک رقیق در استخراج کانی ها یا تهیه ی رنگدانه ها و غیره وجود دارد. لیکن مصرف عادی و سنتی چنین گچ های شیمیایی به خاطر مقادیر زیادشان قابل تصور نیست.