CN105392738A - 压坯形式的含有一种或多种钙镁化合物的组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含有对应于化学式aCaCO3.bMgCO3.xCaO.yMgO.zCa(OH)2.tMg(OH)2.uI的至少一种钙镁化合物的组合物、其制造方法及其应用,其中,I代表杂质,基于所述至少一种钙镁化合物的总重量,a、b、z、t和u分别为≥0且≤50%的质量分数,x和y分别为≥0且≤100%的质量分数,且x+y≥50重量%,所述至少一种钙镁化合物是颗粒形式,所述组合物具有≥20重量%的氧化物形式的钙和镁的累计含量,并且所述组合物是压坯形式,每个压坯由钙镁化合物的经压实成型的颗粒形成,所述压坯具有小于10%的落下试验指数,从而能够具有非常良好的耐跌落性和良好的耐老化性。
Description
技术领域
本发明涉及一种含有符合式aCaCO3.bMgCO3.xCaO.yMgO.zCa(OH)2.tMg(OH)2.uI的至少一种钙镁化合物的组合物,其中,I代表杂质,基于所述至少一种钙镁化合物的总重量,a、b、z、t和u分别为≥0且≤50%的质量分数,x和y分别为≥0且≤100%的质量分数,且x+y≥50重量%,基于所述组合物的总重量,所述组合物具有≥20重量%的氧化物形式的钙和镁的累计含量。
背景技术
钙镁化合物被用于许多行业,诸如炼钢、气体处理、水和污泥处理、农业、建筑业、土木工程……。它们可以以岩石或细粉(尺寸通常小于7mm)的形式进行使用。在某些行业中,岩石形状仍然是优选的。例如,在添加钙镁化合物到氧气转化器或电弧炉期间炼钢就是这样的情况。
石灰制造商总是在岩石钙镁化合物和在煅烧之前及煅烧期间以及在随后的处理和操作期间所产生的微粒之间保持材料平衡。然而,在某些情况下,产生过量的微粒。然后这些微粒以团块等形式聚集在一起,这不仅能够除去过量的微粒,也能够通过这些团块等人为地提高岩石钙镁化合物的生产率。
这些团块等与岩石钙镁化合物相比通常具有更低的机械强度。在它们的存储或处理期间,它们往往也具有与岩石钙镁化合物相比低得多的耐老化性。一般来说,宏观缺陷的存在不仅是性能较差的原因,而且也是在颗粒之间的界面不存在强化学键的原因。这解释了,在实践中,在如今的工业中不常使用钙镁化合物的微粒的团块。考虑到由这种类型的方法形成的压坯品质差,据估计,团块提供了小于50%的产率,因为这种类型的方法需要再循环步骤,在输出时存在太多不可用的压坯。
在本发明的意义上,术语宏观缺陷是指在光学显微镜或者用扫描电子显微镜(SEM)下肉眼可观察到的可任何类型的裂缝、裂纹、开裂面等。
多年以来,多种添加剂(诸如硬脂酸钙或纸纤维)被用于提高钙镁化合物的团块等的强度和耐久性,但是没有得到充分的改进。此外,在许多情况下,其它成型的工业产品中目前使用的添加剂的应用有限,制造钙镁化合物的团块尤其如此,因为钙镁化合物与水剧烈反应,或者因为这些添加剂对钙镁化合物的团块的最终用途具有潜在的负面影响。
专利US7105114要求保护一种使用0.5~5重量%的含有伪塑性碳链的粘合剂压实(白云石)生石灰微粒的方法,该方法显著提高团块的机械性能并且没有前面提到的不便。然而,该方法仅导致获得在0.9~1.8m的下落(3~6英尺的下落)之后一半破碎的团块,这代表机械强度完全不够。
基于钙镁化合物的团块等也可以通过在导致所述团块等烧结的非常高的温度下进行热处理来进行巩固。例如,在烧结的白云石团块的情况下,已知的是,在高于1200℃,甚至理想地高于1300℃的温度下热处理一至几个小时导致所述团块的机械性能提高。不过,在非常高的温度下的这种热处理导致上述团块的质构特征的演变,特别是它会导致比表面积和孔隙体积剧烈降低。正如EN459-2:2010E标准中所描述的,这还伴随有与水的反应性剧烈降低,这对于某些应用来说有许多问题。
因此,实际需要开发一种含有钙镁化合物的压坯产品,这与如今已知的团块形式的产物的区别在于:耐下落性的提高非常显著,以及,优选在潮湿气氛中耐老化性好得更多,同时在成型前保留钙镁化合物的内在特性(结构特性),特别是它的比表面积和/或它的孔隙体积。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷,通过提供一种压坯产品形式的组合物,所述组合物含有符合式aCaCO3.bMgCO3.xCaO.yMgO.zCa(OH)2.tMg(OH)2.uI的至少一种钙镁化合物,其中,I代表杂质,a、b、z、t和u分别为≥0且≤50%的质量分数,x和y分别为≥0且≤100%的质量分数,且x+y≥50重量%,基于所述组合物的总重量,所述组合物具有≥20重量%的氧化物形式的钙和镁的累计含量。所述压坯产品与如今已知的产品的区别在于:呈现出特别高的耐下落性以及在潮湿环境中良好的耐老化性,同时具有有利的结构特征,特别是高比表面积和/或高孔隙体积。
这种压坯产品优选为基于钙氧化物和/或镁氧化物的压坯产品,例如含有钙、镁或白云石生石灰或生白云石。在这种产品中,a、b、z、t和u可以采用0~50%中的任意值。
该组合物可以来自天然产品,该天然产品或多或少地水合或没有水合,或多或少地经焙烧,但是总是包括至少50重量%的熟石灰产品,即,基于钙氧化物和/或镁氧化物。该组合物也可以来自一种或多种钙或镁化合物的混合物。该组合物可以包含大于一种上述钙镁化合物或者其它添加的无机或有机产品。
钙镁化合物中CaCO3、MgCO3、CaO、MgO、Ca(OH)2和Mg(OH)2的含量可以易于通过常规方法进行测定。例如,它们可通过X荧光分析(其过程被描述在EN15309标准中)与根据EN459-2:2010E标准的烧失量的测量和CO2体积的测量结合进行测定。
在最简单的情况下,组合物中氧化物形式的钙和镁的含量也可以通过相同的方法进行测定。在更复杂的情况下,诸如含有多种无机或有机的添加剂的组合物,本领域技术人员将能够使电池的表征技术适用于测定氧化物形式的钙和镁的含量。作为例子并且以非穷举的方式,能够依靠可选在惰性气氛下进行的热重分析(TGA)和/或差热分析(TDA),或者可选地依靠与Rietvelt类型的半定量分析相关的X射线衍射分析(XRD)。
为了解决这个问题,根据本发明提供在一开始指出的组合物,其特征在于,所述至少一种钙镁化合物为颗粒的形式,所述组合物为压坯的形式,每个压坯由至少钙镁化合物的经压实成形的颗粒形成,所述压坯具有小于10%的落下试验指数(Shattertestinférieur)。
压坯是指经压实或压缩的微粒或微粒的混合物(其尺寸通常低于7mm)。这些压坯一般以片剂或团块的形式出现。
在本发明的意义上,片剂是指通过两个活塞(一个在高的位置,另一个在低的位置)对放置在空腔中的所述微粒的联合作用进行压实或压缩微粒的技术而成型的物体。因此,术语片剂包括属于片剂、颗粒或压缩片剂系列的全部成型的物体,以及一般具有不同的三维形状(诸如圆柱形、八边形、立方体形、矩形)的物体。所述技术一般采用旋转压机或液压机。
在本发明的意义上,团块是通过两个切向辊(通常为设置有形成基本上对应于团块所需形状和尺寸的模具的空腔的圆柱)对所述微粒的联合作用进行压实或压缩微粒的技术而成型的物体。因此,术语团块包括属于团块(briquette)、卵石、皂条(soapbar)或丸剂(platelet)系列的全部的成型物体。所述技术一般采用具有切向辊的压机。
在本发明的意义上,术语落下试验指数是指最初0.5kg的尺寸大于10mm的产品在4次两米坠落后所产生的小于10mm的微粒的质量百分率。这4次坠落通过使用具有可拆卸底部(底座)的长度为2m且直径为40cm的管来进行的。底座的底部是厚度为3mm的聚丙烯板。底座静置在混凝土地面上。
考虑到内部结构,片剂或团块形式的本发明的压坯产品明显不同于石灰岩或白云石岩石煅烧得到的岩石产品。通过简单的肉眼观察、用光学显微镜或用扫描电子显微镜(SEM)进行观察,可以容易地看出本发明的压坯产品的构成颗粒不同于具有均匀表面的煅烧得到的岩石产品,其均匀表面中不可分辨出构成颗粒。
此外,再次考虑内部结构,片剂或团块形式的本发明的压坯产品不同于迄今已知的团块等形式的产品。本发明的压坯产品没有宏观缺陷(这对耐跌落性具有负面影响),诸如裂缝或裂纹,这不同于目前已知的团块等形式的产品,其含有几百微米至几百毫米的长度和几微米至几百微米的宽度的裂纹,该裂纹可以易于通过在光学显微镜或者扫描型电子显微镜(SEM)下进行简单的肉眼观察而被检测到。
根据本发明,该组合物表现为耐跌落性和在潮湿气氛中耐老化性高的压坯产品,这对最后不能应用微粒的后续使用非常重要。因此,根据本发明的组合物能够将d100≤7mm的钙镁化合物微粒颗粒应用于目前已被禁止的钙镁化合物的应用中。
因此,根据本发明的所述至少一种钙镁化合物由通过煅烧天然石灰岩或白云石所得的生石灰、生白云石石灰、镁生石灰或煅烧白云石(dolomiecuite)形成。
杂质特别是包括天然石灰岩和白云石中遇到的所有杂质,诸如硅铝酸盐型的粘土、二氧化硅、基于铁或锰的杂质……。
因此,根据本发明的组合物还可以包括钙或镁的碳酸盐,诸如由煅烧天然石灰岩或白云石所得的未燃烧的材料,或者由钙镁化合物再碳化所得的其它产物。最后,它还可以包括钙镁化合物的水化(熟化)所得的钙或镁的氢氧化物。
在根据本发明的组合物的替代方式中,钙镁化合物完全地或部分地来自联产物的再循环,特别是来自钢铁业转换器中的炉渣。这种炉渣通常具有40~70%的CaO,和3~15%的MgO。
在根据本发明的有利替代方式中,基于所述至少一种钙镁化合物的总重量,所述至少一种钙镁化合物具有使得x+y≥60重量%,优选≥75重量%,优选≥80重量%,并且甚至更优选≥90重量%,更特别是≥93重量%,或甚至≥95重量%的质量分数。
在这种有利的替代方式中,所述至少一种钙镁化合物主要是基于钙和/或镁的氧化物的化合物,并因此是生的钙镁化合物。
在另一个有利实施方式中,基于组合物的总重量,根据本发明的组合物具有≥40重量%,有利地≥60重量%,优选≥80重量%,特别是≥90重量%,优选≥93重量%,或甚至等于95重量%的氧化物形式的钙和镁的累计含量。
有利的是,所述压坯具有小于8%的落下试验指数。更具体地,根据本发明,所述压坯具有小于6%的落下试验指数。更有利地,所述压坯具有小于4%的落下试验指数。并且,甚至更有利地,所述压坯具有小于3%的落下试验指数。
有利地,在190℃下真空脱气至少2小时之后,用吸附氮气的测压法测量并且根据ISO9277:2010E标准中描述的多点BET法计算比表面积,根据本发明的组合物具有≥0.4m2/g,优选≥0.6m2/g,更优选≥0.8m2/g,甚至更优选≥1.0m2/g,并且特别是≥1.2m2/g的比表面积,这远大于烧结产品一般具有的≥0.1m2/g的比表面积。
以这种方式,该组合物与上述烧结团块相比特别是通过在其成形前保留钙镁化合物的内在特征/结构特征而具有相对高的比表面积。
所述组合物的特征还在于,它的总孔隙体积(通过根据ISO15901-1:2005E标准的第1部分引入水银的孔隙度测定法所测定的,由在30000psia(207MPa)下测量的骨架密度与在0.51psia(3.5kPa)下测量的表观密度之间的差异除以骨架密度获得)≥20%,优选≥25%,并且甚至更优选≥30%,这远大于烧结产品一般具有的≤10%的总孔隙体积。
有利地,根据本发明的组合物与上述烧结团块相比特别是通过在其成形前保留钙镁化合物的内在特征/结构特征而具有相对高的总孔隙体积。
有利的是,所述组合物在压坯内具有均匀的密度分布。所提出的使用单轴压机的压实方法实际上能够形成沿着纵向方向(即,沿凸模的纵向位移轴)和沿横向方向(即,垂直于凸模的纵向位移轴)的密度基本上相同的压坯。
特别是当仅一个凸模相对于另一个凸模运动时,可以沿纵向方向存在低密度梯度,在活动的凸模的一侧发现最高的密度,而在凸模未活动的相反侧发现最低的密度。
根据本发明,在30℃和75%的相对湿度(即,22.8g/m3的绝对湿度)下第1级加速老化试验进行2小时后,所述组合物也具有小于20%,优选小于10%的落下试验指数。
在本发明的意义上,加速老化测试是指在气候室中进行2小时的老化,首先用尺寸≥10mm的0.5kg产品作为单层放置在本身放置在插座上面的栅格上,使得产品和潮湿气氛之间的接触最佳,即,每个所述产品的构成压坯与其它压坯间隔开至少1cm。在老化期间的质量增加量化吸水率,因此量化该组合物的水合作用。
首先用全体产品获得在老化之后测量的落下试验指数,这意味着即使加速老化测试通过自身已产生微粒,也在最终结果中适当地计算微粒。可以在不同的温度和相对湿度条件(不同的绝对湿度)下进行加速老化试验,以便调节其强度。使用第1级(不太严重的试验)至第4级(最严重的试验)的四个强度等级:
第1级:30℃和75%的相对湿度产生22.8g/m3的绝对湿度;
第2级:40℃和50%的相对湿度产生25.6g/m3的绝对湿度;
第3级:40℃和60%的相对湿度产生30.7g/m3的绝对湿度;
第4级:40℃和70%的相对湿度产生35.8g/m3的绝对湿度。
有利的是,在40℃和50%的相对湿度(即,25.6g/m3的绝对湿度)下第2级加速老化试验进行2小时后,所述组合物具有小于20%,优选小于10%的落下试验指数。
更有利的是,在40℃和60%的相对湿度(即,30.7g/m3的绝对湿度)下第3级加速老化试验进行2小时后,所述组合物具有小于20%,优选小于10%的落下试验指数。
甚至更有利地,在40℃和70%的相对湿度(即,35.8g/m3的绝对湿度)下第4级加速老化试验进行2小时后,所述压坯具有小于20%,特别是小于10%,更特别是小于5%,并且甚至最特别是小于3%的落下试验指数。
根据本发明的压坯可以含有有机添加剂,诸如粘合剂或润滑剂,但是也可以没有这些有机添加剂。
根据本发明的组合物中存在的有机碳百分比可以通过总的碳百分比和无机来源的碳的百分比之间的差进行计算。总的碳百分比是例如通过根据ASTMC25(1999)标准的碳/硫(C/S)分析进行测定,并且无机来源的碳的百分比例如通过根据EN459-2:2010E标准供给CO2体积进行确定。
在根据本发明的组合物的具体实施方式中,通过光学显微镜或通过扫描电子显微镜观察,所述颗粒具有≤7mm的尺寸,并且,在压实前,例如通过筛分测定,所述颗粒具有≤7mm,特别是≤5mm的粒径d100。
因此,根据本发明的组合物表现为这样的压坯,首先该压坯最初由d100≤7mm的钙镁化合物颗粒构成的微粒获得,并且最终该压坯的耐跌落性和在潮湿气氛中耐老化性高,这对不能应用微粒的后续使用非常重要。因此,尤其是如上所述,根据本发明的组合物能够将d100≤7mm的钙镁化合物的微粒颗粒应用于目前已被禁止的钙镁化合物的应用中。
符号dX代表X重量%的所测量的颗粒更小或相等的以mm表示的直径。
在本发明的特别有利的实施方式中,所述钙镁化合物的颗粒在压实前具有≤3mm,特别是≤2mm的d90。
更具体地,所述钙镁化合物的颗粒在压实前具有≤1mm,特别是≤500μm的d50,以及≥0.1μm,特别是≥0.5μm,特别是≥1μm的d50。
根据本发明的另一个有利实施方式,所述压坯具有规则且均匀的形状,具有经由干燥途径使微粒成形的方法所得到的产品的特征,例如选自片剂或团块的组,并且所述压坯具有10~100mm,优选≥15mm,优选≥20mm,并且优选≤70mm,特别是≤50mm的尺寸。
压坯的尺寸是指穿过例如具有正方形网格的筛子或筛网的压坯的尺寸。
更具体地说,在本发明的意义上,所述压坯具有每压坯至少1g,优选至少5g,优选至少10g,且特别是至少15g的平均重量。
在本发明的优选实施方式中,所述压坯具有每压坯≤200g,优选≤150g,优选≤100g,且特别≤50g的平均重量。
有利的是,所述压坯具有1.5~3,有利地1.5~2.8,且优选1.7~2.6的表观密度。
在本发明的有利实施方式中,所述压坯包括通孔。
在有利的替代方式中,根据本发明的组合物还包括一种或多种基于铝的氧化物,诸如刚玉、勃姆石或无定形氧化铝,尤其是,基于该组合物的总重量,以Al2O3等价表示,其含量为1~30重量%,且优选为5~20重量%。
在有利的替代方式中,根据本发明的组合物还包括一种或多种基于铝的氢氧化物,诸如勃姆石、三水铝矿或一水硬铝石,尤其是,基于该组合物的总重量,以Al2O3等价表示,其含量为1~30重量%,且优选为5~20重量%。
在有利的实施方式中,该组合物可以包括一种或多种基于硅的氧化物,诸如热解二氧化硅或沉淀二氧化硅,尤其是,基于该组合物的总重量,以SiO2等价表示,其含量为1~30重量%,且优选为5~20重量%。
在有利的实施方式中,该组合物还可以包括一种或多种基于硅的氢氧化物,尤其是,基于该组合物的总重量,以SiO2等价表示,其含量为1~30重量%,优选5~20重量%。在另一个实施方式中,根据本发明的组合物还包括一种或多种基于铁的氧化物,诸如赤铁矿、磁铁矿或方铁矿,尤其是,基于该组合物的总重量,以Fe2O3等价表示,其含量为1~30重量%,且优选为5~20重量%。
在另一个实施方式中,根据本发明的组合物还包括一种或多种基于铁的氢氧化物,诸如针铁矿或褐铁矿,尤其是,基于该组合物的总重量,以Fe2O3等价表示,其含量为1~30重量%,且优选为5~20重量%。在另外一个实施方式中,根据本发明的组合物还包括一种或多种基于锰的氧化物,诸如软锰矿或一氧化锰MnO,尤其是,基于该组合物的总重量,以MnO等价表示,其含量为1~10重量%,且优选为1~5重量%。
在另外一个实施方式中,根据本发明的组合物还包括一种或多种基于锰的氢氧化物,尤其是,基于该组合物的总重量,以MnO等价表示,其含量为1~10重量%,且优选为1~5重量%。
在本发明的优选实施方式中,该压坯为片剂。
这些压坯产品的形状易于与在岩石石灰岩或煅烧白云石煅烧之后通常获得的岩石钙镁化合物的形状区分开来。
根据本发明的组合物的其它实施方式示于所附的权利要求书中。
本发明还涉及一种含有用于形成多层结构的数个连续层的复合材料,其中,至少一层由根据本发明的组合物的所述压坯产品形成。
根据本发明的复合材料的其它实施方式示于所附的权利要求书中。
本发明还涉及一种用于制造压坯形式的组合物的方法,包括以下步骤:
a)提供包含符合式aCaCO3.bMgCO3.xCaO.yMgO.zCa(OH)2.tMg(OH)2.uI的至少一种钙镁化合物的至少一种颗粒的颗粒组合物,其中,I代表杂质,基于所述钙镁化合物的总重量,a、b、z、t和u分别为≥0且≤50%的质量分数,x和y分别为≥0且≤100%的质量分数,且x+y≥50重量%,所述钙镁化合物在两个凸模之间的封闭空间中,所述两个凸模的截面为1~40cm2,有利地1~20cm2,优选1~10cm2,特别是2~10cm2,
b)通过施加200MPa~700MPa,优选250MPa~500MPa,更优选300~500MPa,并且甚至更优选375~490MPa的压实压力,压实所述颗粒用于形成三维形状的压坯产品,
c)释放所述压实压力,以及
d)收集所述压坯产品。
有利地,为了获得均匀的颗粒组合物,在所述提供步骤之前,所述方法包括混合颗粒以形成颗粒的组合物的步骤,其中,所述颗粒均匀分布在所述颗粒组合物中,以确保所述方法的良好稳定性并因此确保所述压坯的良好质量。
所提供的颗粒组合物可以含有(然而这不是必要的)添加剂:有机性质的添加剂,诸如常规粘合剂或润滑剂;或无机性质的添加剂,诸如基于铝的氧化物或氢氧化物,特别是,其以Al2O3等价表示的含量为1~30%,优选为5~20%;基于硅的氧化物或氢氧化物,特别是,其以SiO2等价表示的含量为1~30%,优选为5~20%;基于铁的氧化物或氢氧化物,特别是,其以Fe2O3等价表示的含量为1~30%,优选为5~20%;基于锰的氧化物或氢氧化物,特别是,其以MnO等价表示的含量为1~10%,优选为1~5%;或者莫氏硬度≥5的其它无机添加剂,其特征在于,它们具有≤200μm,优选≤150μm,且更优选≤100μm的粒径d100。
有利地,提供颗粒组合物的所述步骤是受控的,并且以放置在两个凸模之间的所述密闭空间中组合物的含量始终相同的方式发生。
在本发明的方法的另一个实施方式中,预先通过润滑步骤润滑所述两个凸模之间的所述封闭空间,在所述润滑步骤期间,将粉末形式的润滑剂,诸如硬脂酸钙或硬脂酸镁,沉积在所述两个凸模之间的所述封闭空间的表面上,将粉末形式的所述润滑剂与所述颗粒组合物的颗粒压实,并且,基于所述压坯产品的总重量,粉末形式的所述润滑剂有利地为0.01~0.3重量%,优选为0.02~0.1重量%。因此,这个实施方式能够进行比内部润滑更经济的外部润滑,即凸模的润滑和模具的润滑,内部润滑由将润滑剂直接添加到待压实的组合物内组成,并且内部润滑通常需要0.25重量%~1重量%的润滑剂。这进一步避免了将补充化合物添加到待压实的组合物中,从而避免变性的风险。
这种方法能够形成耐坠落性非常好且耐老化性良好的基于一种或多种钙镁化合物的压坯。
考虑到内部纹理,而且,来自所述方法的这种压坯不同于如今已知的产品,诸如由使用具有辊的压机的成型方法得到的团块。根据本发明的压坯不含宏观缺陷,诸如裂缝、裂纹或开裂面,不同于目前已知的团块等形式的产品,其含有几百微米至几毫米的长度和几微米至几百微米的宽度的裂缝,该裂缝可以易于通过肉眼、在光学显微镜或者扫描型电子显微镜(SEM)下进行简单的观察而被检测到。
根据实施方式,使用旋转压机进行压缩,但一般地,压实系统可以是任何类型的,例如,也可以使用液压机。在原则上,这些压实系统包括内部可以滑动一个或两个凸模的模具,这些元件形成所述封闭空间,该组合物被放置在封闭空间中用于压实。
凸模的作用是运用形成压坯所需的压实应力。这种压实应力的施加由以下步骤组成:使组合物达到预定的压实压力,以使得两个凸模之间的密闭空间达到确定的体积,并因此使得凸模到达确定的位置;以及,可选地维持这些凸模的位置达可以为至多约50ms的预定时间段,同时要知道,维持此位置达较长的持续时间虽没有害处,但不具有任何额外的好处。
具有凸模的旋转压机以高压实压力进行操作。在原则上,该压实系统包括具有形成内部可以滑动一个或两个凸模的模具空腔的旋转平台,这些元件形成封闭空间,该组合物被放置在封闭空间中用于压实。
旋转压机的几何形状和操作能够更好地将力传输到待压实的产品上,从而产生在压坯中更均匀的密度分布,并因此产生更好的机械强度和更少的结构缺陷。
而且,使用旋转压机形成基于钙镁氧化物的压实产品能够更好地控制压实的动力学和运动学,并且能够更好地控制预包装和/或预压实,从而能够更好地致密化该粉末并且赶走空气,由此避免形成缺陷,诸如开裂或封盖。
有利的是,在根据本发明的方法中,然后在700℃~1200℃下对所收集的所述压坯产品进行热处理1~90分钟,优选≥5分钟且≤60分钟,更特别是≥10分钟且≤30分钟的预定时间段。
有利的是,在高于800℃,优选高于900℃,且低于1100℃,优选低于1000℃下进行热处理。
在具体的实施方式中,而且,热处理包括尽可能短的温度的斜升和斜降,以使得所述热处理的生产率最佳。
这种方法能够形成耐坠落性非常好且耐老化性非常好的基于一种或多种钙镁化合物的压坯。
根据实施方式,卧式炉,诸如隧道式炉、通道炉、辊道窑或网带窑,被用于进行上述热处理。或者,可以使用任何其它类型的传统炉,但不会导致例如由于磨损过大而改变压坯的完整性。
在另外一个实施方式中,根据本发明的方法还包括所收集的所述压坯产品的表面处理的步骤,可选地,在热处理(如果存在的话)后,在含有CO2和水蒸汽的气流下,在≥50℃,优选≥100℃,优选≥150℃,并且≤700℃,有利地≤500℃,优选≤400℃,特别是≤300℃,有利地≤250℃的温度下进行≥5分钟,优选≥10分钟,且≤60分钟,优选≤30分钟。
有利的是,所述气流包括≥5体积%,且≤25体积%,优选≤15体积%的水蒸汽浓度。
优选地,所述气流包括≥5体积%,优选≥10体积%,且≤40体积%,优选≤25体积%的在气体中的CO2浓度。
更具体地,所使用的气流来自燃烧烟气,例如来自传统的石灰窑。
用这种方法够形成耐坠落性非常良好且耐老化性非常良好的基于一种或多种钙镁化合物的压坯。
根据实施方式,团块通过顶部供给而气体通过底部供给的竖直逆流反应器被用于进行所述表面处理。
有利的是,压坯的温度增加可以直接通过注入已经是热的或预先预热的气体而实现,正如例如来自燃烧烟气的气体的情况。
虽然这不是必需的,出于用燃烧烟气而不是用含有二氧化碳和水蒸汽的合成气体实施这种表面处理的经济、环境和可持续活性的原因,该益处会被很好地理解。
在一个替代方式中,本发明涉及一种制造含有用于形成多层结构的数个连续层的复合材料的方法,其中,至少一层通过本发明的方法由所述组合物的压坯产品形成,并且,所述方法还包括额外的压实步骤,用于所述压坯产品的所述至少一层并用于另一个压实层。
根据本发明的方法的其它实施方式示于所附的权利要求书中。
本发明的目的还是根据本发明的复合材料或根据本发明的组合物或来自根据本发明的方法的组合物在钢加工、特别是氧气转化器或者电弧炉、烟气处理、水处理、废污泥和废水的处理、农业、建筑业及土木工程中的应用,诸如用于稳定土壤。
根据本发明的其它形式的应用示于所附的权利要求书中。
参考所附实施例,从下文给出的非限制性的描述来看,本发明的其它特征、细节和优点将变得显而易见。
附图说明
图1是以100倍的倍率示出根据本发明形成的生石灰压坯的SEM(“扫描电子显微镜”的缩写)图像。
图2是以100倍的倍率示出根据本发明形成的生白云石压坯的SEM图像。
图3是以100倍的倍率示出根据现有技术形成的生白云石团块的SEM图像。
图4是以100倍的倍率示出来自回转窑的烧结的岩石生石灰的SEM图像。
具体实施方式
实施例
实施例1:生石灰压坯
使用“Mercury”型的旋转压机Eurotab。以约三十公斤的0~3mm生石灰微粒为开始,将这些微粒的9g连续倒入加工设备的直径为20mm的圆柱形状的各个模具中。在400MPa的压力下,以105mm/s的凸模闭合速率和136ms的保持时间进行压缩。
获得了几公斤的圆柱形压坯,每个圆柱形压坯的重量为9g,尺寸(直径)为20.4mm。高度为13.0mm,而密度为2.1。如示出用扫描电子显微镜(SEM)拍摄的照片的图1所示,这些压坯品质均匀并且没有宏观缺陷。它们由彼此并置的颗粒构成。
这些压坯具有1.6m2/g的BET比表面积(在真空中在190℃下脱气至少两个小时之后用吸附氮气的测压法进行测量,并且根据如ISO9277:2010E标准中所描述的多点BET法进行计算),并且具有35%的总水银孔隙体积(根据ISO15901-1:2005E标准的第1部分引入水银的孔隙度测定法进行测定,由在30000psia下测量的骨架密度与在0.51psia下测量的表观密度之间的差异除以骨架密度获得)。
以0.5kg的这些压坯为开始,通过连续执行4次两米坠落来进行落下试验。对在这4次坠落结束时产生的小于10mm的微粒的量进行称重。获得了2.0%的落下试验指数。
以10kg的这些压坯为开始,也通过连续执行4次两米坠落来进行落下试验。对在这4次坠落结束时产生的小于10mm的微粒的量进行称重。获得了3.2%的落下试验指数。此外,在30℃和75%的相对湿度(即,22.8g/m3的绝对湿度)下,使0.5kg的这些压坯经历第1级加速老化试验2小时。这导致这些压坯的质量增加1.9%。然后,以0.5kg的这些老化的压坯为开始,通过连续执行4次两米坠落来进行落下试验。对在这4次坠落结束时产生的小于10mm的微粒的量进行称重。也将老化试验所产生的小于10mm的微粒计算在内,获得了10.2%的落下试验指数。
实施例2:生白云石或煅烧白云石的压坯
使用“Mercury”型的旋转压机Eurotab。首先,以约三十公斤的0~3mm生白云石微粒为开始,将9g的这些微粒连续倒入加工设备的直径为20mm的圆柱形状的各个模具中。在400MPa的压力下,以105mm/s的凸模闭合速率和136ms的保持时间进行压缩。
获得了几公斤的压坯,每个圆柱形压坯的重量为9g,尺寸(直径)为20.4mm。高度为13.0mm,而密度为2.1。如示出用扫描电子显微镜(SEM)拍摄的照片的图2所示,这些压坯具有均匀的品质并且没有宏观缺陷。它们由彼此并置的颗粒构成。
这些压坯具有3.6m2/g的BET比表面积和36%的总水银孔隙体积。
以0.5kg的这些压坯为开始,通过连续执行4次两米坠落来进行落下试验。对在这4次坠落结束时产生的小于10mm的微粒的量进行称重。获得了2.2%的落下试验指数。
以10kg的这些压坯为开始,也通过连续执行4次两米坠落来进行落下试验。对在这4次坠落结束时产生的小于10mm的微粒的量进行称重。获得了3.0%的落下试验指数。此外,在40℃和70%的相对湿度(即,35.8g/m3的绝对湿度)下,使0.5kg的这些压坯经历第4级加速老化试验2小时。这导致这些压坯的质量增加2.1%。然后,以0.5kg的这些老化的压坯为开始,通过连续执行4次两米坠落来进行落下试验。对在这4次坠落结束时产生的小于10mm的微粒的量进行称重。获得了17.9%的落下试验指数。
此外,在25℃和94%的相对湿度(即,21.6g/m3的绝对湿度)下,使10kg的分布在0.2m2的表面上的这些压坯经历老化试验7小时。然后,以10kg的这些老化的压坯为开始,通过连续执行4次两米坠落来进行落下试验。对在这4次坠落结束时产生的小于10mm的微粒的量进行称重。获得了18.5%的落下试验指数。
实施例3:生石灰和生白云石的压坯
使用“Mercury”型的旋转压机Eurotab。以约三十公斤的由50%的0~3mm生石灰微粒和50%的0~3mm的生白云石微粒组成的混合物为开始,将9g的这种混合物连续倒入加工设备的直径为20mm的圆柱形状的各个模具中。在400MPa的压力下,以105mm/s的凸模闭合速率和136ms的保持时间进行压缩。
获得了几公斤的压坯,每个圆柱形压坯的重量为9g,尺寸(直径)为20.4mm。高度为13.0mm,而密度为2.1。这些压坯具有均匀的品质并且没有宏观缺陷。
这些压坯具有2.4m2/g的BET比表面积和36%的总水银孔隙体积。
以0.5kg的这些压坯为开始,通过连续执行4次两米坠落来进行落下试验。对在这4次坠落结束时产生的小于10mm的微粒的量进行称重。获得了1.9%的落下试验指数。
此外,在40℃和50%的相对湿度(即,26.6g/m3的绝对湿度)下,使0.5kg的这些压坯经历第2级加速老化试验2小时。这导致这些压坯的质量增加2.3%。然后,以0.5kg的这些老化的压坯为开始,通过连续执行4次两米坠落来进行落下试验。对在这4次坠落结束时产生的小于10mm的微粒的量进行称重。获得了18.6%的落下试验指数。
实施例4:生石灰压坯
使用“Titan”型的旋转压机Eurotab。以约三十公斤的0~3mm生石灰微粒为开始,将23g的这些微粒连续倒入加工设备的直径为26mm的圆柱形状的各个模具中。在400MPa的压力下,以128mm/s的凸模闭合速率和80ms的保持时间进行压缩。
获得了几公斤的压坯,每个圆柱形压坯的重量为23g,尺寸(直径)为26.2mm。高度为23.3mm,而密度为2.1。
这些压坯具有1.6m2/g的BET比表面积和34%的总水银孔隙体积。
以0.5kg的这些压坯为开始,通过连续执行4次两米坠落来进行落下试验。对在这4次坠落结束时产生的小于10mm的微粒的量进行称重。获得了2.3%的落下试验指数。
此外,在30℃和75%的相对湿度(即,22.8g/m3的绝对湿度)下,使0.5kg的这些压坯经历第1级加速老化试验2小时。这导致这些压坯的质量增加1.9%。然后,以0.5kg的这些老化的压坯为开始,通过连续执行4次两米坠落来进行落下试验。对在这4次坠落结束时产生的小于10mm的微粒的量进行称重。也将老化试验所产生的小于10mm的微粒计算在内,获得了8.7%的落下试验指数。
实施例5:含有10%的Fe2O3的生石灰压坯
使用配备有半径为7cm的标准叶片,以350转每分钟(即,2.6m/s)的进行旋转的容量为10dm3的粉末混合器GerickeGCM450。这种混合器以连续模式进行使用,以制备由90重量%的0~3mm生石灰微粒和10重量%的0~50μm预干燥铁矿石粉末Northland(水含量为0.5重量%)组成的混合物。该粉末的总流速为300kg/h,而停留时间为3.5s。所获得的混合物非常均匀。这意味着,从最终混合物取出的不同的10g样品中的Fe2O3含量总是为9~11%(相对+/-10%)。
使用“Titan”型的配备有外部润滑系统的旋转压机Eurotab,由以下组成:在填充的上游,基于每个压坯的重量,将0.02重量%的硬脂酸钙粉末沉积在每个空腔的表面上。以约三十公斤的混合物为开始,将9.4g的这种混合物连续倒入加工设备的直径为20mm的圆柱形状的各个模具中。在450MPa的压力下,以204mm/s的凸模闭合速率和70ms的保持时间进行压缩。
获得了几公斤的压坯,每个圆柱形压坯的重量为9.4g,尺寸(直径)为20.2mm。高度为13.0mm,而密度为2.2。这些压坯具有均匀的品质并且没有宏观缺陷。
这些压坯具有1.4m2/g的BET比表面积和34%的总水银孔隙体积。
以0.5kg的这些压坯为开始,通过连续执行4次两米坠落来进行落下试验。对在这4次坠落结束时产生的小于10mm的微粒的量进行称重。获得了2.9%的落下试验指数。
实施例6:含有10%的Fe2O3的生石灰压坯
以与实施例5中制备的混合物相同的混合物为开始,使用“Titan”型的旋转压机Eurotab。24g的混合物连续倒入加工设备的直径为26mm的圆柱形状的各个模具中。在450MPa的压力下,以128mm/s的凸模闭合速率和80ms的保持时间进行压缩。
获得了几公斤的圆柱形压坯,每个圆柱形压坯的重量为24g,尺寸(直径)为26.2mm。高度为20.2mm,而密度为2.2。
这些压坯具有1.6m2/g的BET比表面积和36%的总水银孔隙体积。
以0.5kg的这些压坯为开始,通过连续执行4次两米坠落来进行落下试验。对在这4次坠落结束时产生的小于10mm的微粒的量进行称重。获得了2.7%的落下试验指数。
此外,在30℃和75%的相对湿度(即,22.8g/m3的绝对湿度)下,使0.5kg的这些压坯经历第1级加速老化试验2小时。这导致这些压坯的质量增加1.9%。然后,以0.5kg的这些老化的压坯为开始,通过连续执行4次两米坠落来进行落下试验。对在这4次坠落结束时产生的小于10mm的微粒的量进行称重。也将老化试验所产生的小于10mm的微粒计算在内,获得了8.1%的落下试验指数。
实施例7:生石灰压坯(经热处理)
以实施例1的生石灰压坯为开始,将1kg的这样压坯放入热电炉并且在900℃下进行热处理20min。
在冷却压坯之后,然后以0.5kg的这些压坯为开始,通过连续执行4次两米坠落来进行落下试验。对在这4次坠落结束时产生的小于10mm的微粒的量进行称重。获得了0.9%的落下试验指数。
这些压坯具有1.2m2/g的BET比表面积和39%的总水银孔隙体积。
此外,在40℃和70%的相对湿度(即,35.8g/m3的绝对湿度)下,使0.5kg的这些压坯经历第4级加速老化试验2小时。这导致这些压坯的质量增加4.2%。然后,以0.5kg的这些老化的压坯为开始,通过连续执行4次两米坠落来进行落下试验。对在这4次坠落结束时产生的小于10mm的微粒的量进行称重。获得了2.5%的落下试验指数。
实施例8:生白云石压坯(经热处理)
以实施例2的生白云石压坯为开始,将1kg的这样压坯放入热电炉并且在900℃下进行热处理20min。
在冷却压坯之后,然后以0.5kg的这些压坯为开始,通过连续执行4次两米坠落来进行落下试验。对在这4次坠落结束时产生的小于10mm的微粒的量进行称重。获得了1.0%的落下试验指数。
这些压坯具有2.8m2/g的BET比表面积和40%的总水银孔隙体积。
此外,在40℃和70%的相对湿度(即,35.8g/m3的绝对湿度)下,使0.5kg的这些压坯经历第4级加速老化试验2小时。这导致这些压坯的质量增加1.7%。然后,以0.5kg的这些老化的压坯为开始,通过连续执行4次两米坠落来进行落下试验。对在这4次坠落结束时产生的小于10mm的微粒的量进行称重。获得了1.7%的落下试验指数。
实施例9:生石灰压坯(经表面处理)
以实施例1的生石灰压坯为开始,将1kg的这样压坯放入热电炉,并且在20dm3/min的含有70体积%的空气、20体积%的CO2和10体积%的水蒸汽的气流下,在200℃下进行表面处理30min。
在冷却压坯之后,然后以0.5kg的这些压坯为开始,通过连续执行4次两米坠落来进行落下试验。对在这4次坠落结束时产生的小于10mm的微粒的量进行称重。获得了1.2%的落下试验指数。
这些压坯具有1.6m2/g的BET比表面积和35%的总水银孔隙体积。
此外,在40℃和70%的相对湿度(即,35.8g/m3的绝对湿度)下,使0.5kg的这些压坯经历第4级加速老化试验2小时。这导致这些压坯的质量增加1.2%。然后,以0.5kg的这些老化的压坯为开始,通过连续执行4次两米坠落来进行落下试验。对小于10mm的微粒的量进行称重。获得了1.5%的落下试验指数。比较例1:生白云石团块
使用Sahut-Conreur型的具有辊的工业压机。以几吨的添加有0.25%的硬脂酸钙的0~3mm煅烧白云石微粒开始,这些微粒通过2个压实辊之间的间隙中的进给螺杆进行压缩。在约100kN/cm的线性压力下生产约20cm3的团块。每个团块具有约40~45g的重量和2.2的密度。如示出用SEM拍摄的照片的图3所示,这些团块是质量高度可变的,并且它们具有宏观缺陷,诸如裂缝和裂纹。它们具有肉眼可见的开裂面,并且有时破碎成几片。
这些团块具有3.6m2/g的BET比表面积和34%的总水银孔隙体积。
以0.5kg的这些团块为开始,通过连续执行4次两米坠落来进行落下试验。对在这4次坠落结束时产生的小于10mm的微粒的量进行称重。获得了13.9%的落下试验指数。
以10kg的这些团块为开始,也通过连续执行4次两米坠落来进行落下试验。对在这4次坠落结束时产生的小于10mm的微粒的量进行称重。获得了13.2%的落下试验指数。此外,在30℃和75%的相对湿度(即,22.8g/m3的绝对湿度)下,使0.5kg的这些团块经历第1级加速老化试验2小时。这导致这些团块的质量增加1.8%。
然后,以0.5kg的这些老化的团块为开始,通过连续执行4次两米坠落来进行落下试验。对在这4次坠落结束时产生的小于10mm的微粒的量进行称重。获得了50%的落下试验指数。
此外,在25℃和94%的相对湿度(即,21.6g/m3的绝对湿度)下,使10kg的分布在0.2m2的表面上的这些团块经历老化试验7小时。然后,以10kg的这些老化的团块开始,通过连续执行4次两米坠落来进行落下试验。对在这4次坠落结束时产生的小于10mm的微粒的量进行称重。获得了60%的落下试验指数。
比较例2:生白云石团块
以比较例1的生白云石团块为开始,将1kg的这些团块放入热电炉并且在1000℃下进行热处理20min。
在冷却团块之后,然后,以0.5kg的这些团块为开始,通过连续执行4次两米坠落来进行落下试验。对在这4次坠落结束时产生的小于10mm的微粒的量进行称重。获得了10.6%的落下试验指数。
这些团块具有2.6m2/g的BET比表面积和35%的总水银孔隙体积。
比较例3:生白云石团块
以比较例1的生白云石团块为开始,将1kg的这些团块放入热电炉并且在1300℃下进行热处理2h。
在冷却团块之后,然后,以0.5kg的这些团块为开始,通过连续执行4次两米坠落来进行落下试验。对在这4次坠落结束时产生的小于10mm的微粒的量进行称重。获得了6%的落下试验指数。
这些团块具有0.3m2/g的BET比表面积和18%的总水银孔隙体积。
比较例4:来自回转窑的烧结的岩石生石灰
以10~40mm的岩石石灰石灰岩为开始,使用获得来自旋转炉的烧结的岩石石灰。因此,在约1200~1300℃和5~6小时的停留时间下获得该石灰。
如示出用扫描电子显微镜(SEM)拍摄的照片的图4所示,这种岩石石灰品质均匀并且没有宏观缺陷。在此图像中,观察到均匀的表面,其中,不能区分过度焙烧的岩石石灰的构成颗粒。
比较例5:生白云石团块
以比较例1的生白云石团块为开始,将1kg的这些团块放入热电炉并且在1400℃下进行热处理4h。
在冷却团块之后,然后,以0.5kg的这些团块为开始,通过连续执行4次两米坠落来进行落下试验。对在这4次坠落结束时产生的小于10mm的微粒的量进行称重。获得了3.6%的落下试验指数。
这些团块具有小于0.2m2/g的BET比表面积和13%的总水银孔隙体积。
很明显,本发明决不限于上述实施方式;并且在不脱离所附权利要求书的范围的情况下可以为本发明提供很多修改。
Claims (34)
1.一种含有符合式aCaCO3.bMgCO3.xCaO.yMgO.zCa(OH)2.tMg(OH)2.uI的至少一种钙镁化合物的组合物,其中,I代表杂质,基于所述至少一种钙镁化合物的总重量,a、b、z、t和u分别为≥0且≤50%的质量分数,x和y分别为≥0且≤100%的质量分数,且x+y≥50重量%,其特征在于,
所述至少一种钙镁化合物是颗粒形式;
基于所述组合物的总重量,所述组合物具有≥20重量%的氧化物形式的钙和镁的累计含量;并且
所述组合物是压坯形式,每个压坯由钙镁化合物的经压实成型的颗粒形成,所述压坯具有小于10%的落下试验指数。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中,基于所述至少一种钙镁化合物的总重量,所述至少一种钙镁化合物具有使得x+y≥60重量%,优选≥75重量%,优选≥80重量%,并且还更优选≥90重量%,更特别是≥93重量%,或甚至≥95重量%的质量分数。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物,其中,所述压坯具有小于8%,优选小于6%,且更优选小于4%,特别是小于3%的落下试验指数。
4.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中,基于所述组合物的总重量,所述氧化物形式的钙和镁的累计含量≥40重量%,有利地≥60重量%,优选≥80重量%,特别是≥90重量%,优选≥93重量%,或甚至等于95重量%。
5.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,在190℃下真空脱气至少2小时之后,用吸附氮气的测压法测量并且根据ISO9277:2010E标准中描述的多点BET法计算比表面积,所述组合物的比表面积≥0.4m2/g,优选≥0.6m2/g,更优选≥0.8m2/g,甚至更优选≥1.0m2/g,并且特别是≥1.2m2/g。
6.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,根据15901-1:2005E标准的第1部分引入水银的孔隙度测定法确定总孔隙体积,所述组合物的总孔隙体积≥20%,优选≥25%,并且甚至更优选≥30%。
7.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,在30℃和75%的相对湿度(即,22.8g/m3的绝对湿度)下第1级加速老化试验进行2小时后,所述组合物的落下试验指数小于20%。
8.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,在40℃和50%的相对湿度(即,25.6g/m3的绝对湿度)下第2级加速老化试验进行2小时后,所述组合物的落下试验指数小于20%。
9.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,在40℃和60%的相对湿度(即,30.7g/m3的绝对湿度)下第3级加速老化试验进行2小时后,所述组合物的落下试验指数小于20%。
10.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,在40℃和70%的相对湿度(即,35.8g/m3的绝对湿度)下第4级加速老化试验进行2小时后,所述组合物的落下试验指数小于20%,优选小于10%,特别是小于5%,更特别是小于3%。
11.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,还包括有机添加剂,诸如粘结剂或润滑剂。
12.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中,通过光学显微镜或通过扫描电子显微镜观察,所述颗粒具有≤7mm的尺寸,并且,在压实前,具有≤7mm,特别是≤5mm的粒径d100。
13.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中,在压实前,所述至少一种钙镁化合物的颗粒具有≤3mm的d90。
14.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中,在压实前,所述至少一种钙镁化合物的颗粒具有≤1mm的d50。
15.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中,所述压坯具有规则且均匀的形状,具有经由干燥途径使微粒成型的方法所获得的产品的特征,例如选自颗粒、片剂、压缩片剂、团块、丸剂、卵石或“皂条”形状的组,并且所述压坯具有10~100mm,优选≥15mm,优选≥20mm,并且优选≤70mm,优选≤50mm的尺寸。
16.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中,所述压坯具有每压坯至少1g,优选至少5g,优选至少10g,且特别是至少15g的平均重量。
17.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中,所述压坯具有每压坯≤200g,优选≤150g,优选≤100g,且特别≤50g的平均重量。
18.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中,所述压坯具有1.5~3,有利地1.5~2.8,且优选1.7~2.6的表观密度。
19.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中,所述压坯包括通孔。
20.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,还包含一种或多种氧化物,诸如,基于铝的氧化物、基于硅的氧化物、基于铁的氧化物、基于锰的氧化物。
21.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,还包含一种或多种氢氧化物,诸如,基于铝的氢氧化物、基于硅的氢氧化物、基于铁的氢氧化物、基于锰的氢氧化物。
22.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中,基于简单目视检查、通过光学显微镜的检查或通过扫描电子显微镜(SEM)的进一步检查,所述压坯没有宏观缺陷。
23.一种含有用于形成多层结构的数个连续层的复合材料,其中,至少一层由根据前述权利要求中任一项所述的组合物的压坯产品形成。
24.一种用于制造压坯形式的组合物的方法,包括以下步骤:
a)提供包含符合式aCaCO3.bMgCO3.xCaO.yMgO.zCa(OH)2.tMg(OH)2.uI的至少一种钙镁化合物的至少一种颗粒的颗粒组合物,其中,I代表杂质,基于所述钙镁化合物的总重量,a、b、z、t和u分别为≥0且≤50%的质量分数,x和y分别为≥0且≤100%的质量分数,且x+y≥50重量%,所述颗粒组合物在两个凸模之间的封闭空间中,所述两个凸模的截面为1~40cm2,有利地1~20cm2,优选1~10cm2,特别是2~10cm2,
b)通过施加200MPa~700MPa,优选250MPa~500MPa,更优选300~500MPa,并且甚至更优选375~490MPa的压实压力,压实所述颗粒用于形成三维形状的压坯产品,
c)释放所述压实压力,以及
d)从所述封闭空间中排出所述压坯产品。
25.根据权利要求24所述的方法,为了获得均匀的颗粒组合物,所述方法包括,在所述提供步骤之前,混合所述颗粒以形成所述颗粒的组合物的步骤,其中,所述颗粒均匀地分布在所述颗粒组合物中。
26.根据权利要求24或权利要求25所述的方法,其中,所提供的所述颗粒组合物含有:有机性质的添加剂,诸如常规的粘合剂或润滑剂;或无机性质的添加剂,诸如基于铝、硅、铁、锰等的氧化物或氢氧化物;或者莫氏硬度≥5的其它添加剂,所述添加剂具有≤200μm,优选≤150μm,并且更优选≤100μm的d100粒径。
27.根据权利要求24~26中任一项所述的方法,其中,预先通过润滑步骤使所述两个凸模之间的所述封闭空间润滑,在所述润滑步骤期间,将粉末形式的润滑剂,诸如硬脂酸钙或硬脂酸镁,沉积在所述两个凸模之间的所述封闭空间的表面上,将粉末形式的所述润滑剂与所述颗粒组合物的颗粒压实,并且,基于所述压坯产品的总重量,粉末形式的所述润滑剂有利地为0.01~0.3重量%,优选为0.02~0.1重量%。
28.根据权利要求24~27中任一项所述的方法,其中,然后在700℃~1200℃下对所收集的所述压坯产品进行热处理1~90分钟,优选≥5分钟且≤60分钟,更特别是≥10分钟且≤30分钟的预定时间段。
29.根据权利要求28所述的方法,其中,在大于800℃且优选大于900℃并且小于1100℃优选小于1000℃下,对所收集的所述压坯产品进行热处理。
30.根据权利要求24~29中任一项所述的方法,还包括所收集的所述压坯产品的表面处理的步骤,可选地,如果存在的话,在热处理后,在含有CO2和水蒸汽的气流下,在≥50℃,优选≥100℃,且优选≥150℃,并且≤700℃,有利地≤500℃,优选≤400℃,特别是≤300℃,有利地≤250℃的温度下进行≥5分钟,优选≥10分钟,且≤60分钟,优选≤30分钟的时间段。
31.根据权利要求24~30中任一项所述的方法,其中,所述气流具有≥5体积%,且≤25体积%,优选≤15体积%的水蒸汽浓度。
32.根据权利要求24~31中任一项所述的方法,其中,在气体中,所述气流具有≥5体积%,优选≥10体积%,且≤40体积%,优选≤25体积%的CO2浓度。
33.一种制造含有用于形成多层结构的数个连续层的复合材料的方法,其中,至少一层通过根据权利要求23~32中任一项所述的方法由所述组合物的压坯产品形成,并且,所述方法还包括额外的压实步骤,用于所述压坯产品的所述至少一层并用于在所述排出步骤之前的另一个压实层。
34.根据权利要求1~22所述的组合物或根据权利要求23所述的材料或来自根据权利要求24~33所述的方法的组合物在钢加工,特别是在氧气转化器或者电弧炉,烟气处理,水处理,废污泥和废水的处理,农业,建筑业及土木工程中的应用,诸如用于稳定土壤。
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