CN107848826A

CN107848826A - 用于制造铝酸钙的方法

Info

Publication number: CN107848826A
Application number: CN201680041533.1A
Authority: CN
Inventors: 雷米·瓦莱罗; 菲利普·德弗拉斯内; 利昂内尔·塞韦尔; 弗兰克·施罗德
Original assignee: Kerneos SA
Current assignee: Imerys Aluminates SA
Priority date: 2015-07-15
Filing date: 2016-07-13
Publication date: 2018-03-27
Also published as: US10486978B2; FR3038894A1; ES2835810T3; EP3322673A1; FR3038894B1; HRP20201888T1; MX2018000572A; WO2017009581A1; EA036441B1; AU2016293277A1; US20180186651A1; BR112018000778B1; CA2992025C; PL3322673T3; EA201890304A1; ZA201800199B; CA2992025A1; KR20180030526A; JP2018524260A; AU2016293277B2

Abstract

本发明涉及用于在工业炉(1)中制造铝酸钙的方法，根据该方法，将具有小于或等于6000μm的中值直径d50的氧化铝(Al₂O₃)和/或铝(Al)来源的原材料以及氧化钙(CaO)和/或钙(Ca)来源的原材料的细颗粒连续引入到容纳持续加热的熔池(11)的由耐火材料制成的槽(15)中以熔化原材料的所述细颗粒，以及在槽的出口处连续回收铝酸钙(16)液体物质。

Description

用于制造铝酸钙的方法

技术领域

本发明涉及铝酸钙的生产。

更具体地涉及用于实施工业熔化炉的连续制造铝酸钙的方法。

背景技术

铝酸钙由于它们的水凝和粘合剂性质使其可以制造具有许多品质的水泥或混凝土。矾土水泥实际上良好地抵抗侵蚀剂和高温。它们是许多技术产品诸如特殊砂浆、耐火混凝土等的来源。也可以将它们与其他组分关联用作矿物试剂。它们本身用于各种工业，诸如耐火工业、建筑化学、冶金流(截留熔化的金属杂质)或者用于管道和卫生网络工业。

铝酸钙可以具有不同的矿物相诸如3CaO.Al₂O₃(水泥标志C3A)、CaO.Al₂O₃(CA)、CaO.2Al₂O₃(CA2)、CaO.6Al₂O₃(CA6)或12CaO.7Al₂O₃(C12A7)。表现出原子尺度的结构以及铝酸钙的化学组成的这些矿物相影响所述铝酸钙的最终的性质，例如反应性。

而且，基于铝酸钙的产品的最终性质并且特别是反应性质部分地基于包含在铝酸钙中的氧化铝(Al₂O₃)和/或铝(Al)以及氧化钙(或石灰CaO)和/或钙(Ca)的量。通常由其Al/Ca重量比，即包含在铝酸钙中的铝的总质量和钙的总质量之间的比来限定铝酸钙。

目前，主要使用两种高温方法，即根据通过烧结的方法或根据通过熔化的方法，在水泥窑诸如烧结炉、旋转火焰炉、竖直熔化炉或电熔炉中来生产铝酸钙。

例如，文献FR2291162公开了用于通过烧结生产铝酸钙的方法，该方法包括在旋转火焰炉中在1400℃和1600℃之间的温度下煅烧，即加热固态的钙例如石灰CaO的原材料来源以及铝例如氧化铝Al₂O₃的原材料来源。

通常，旋转炉由稍微倾斜的、其内表面上覆盖有耐火砖的管道组成，火焰布置在管道的最下端。然后通过最高端将钙和铝的来源引入到炉中。然后通常将它们加热到1400和1600摄氏度(℃)之间的温度，持续约30分钟，之后排出到火焰附近的底部中。

这种通过烧结的方法包括在不经过广义的液态的情况下一起反应的粉状原材料之间的表面反应。

根据在该文献FR2291162中所描述的方法，使用的原材料必须具有小于208微米的粒度以允许其煅烧。获得的渣块具有大于80％的矿物相CA。

因此必要的是非常精细地研磨原材料，这是昂贵和受限的。

此外，在文献FR1013973中已知用于通过熔化生产铝酸钙的方法，根据该方法，在1430℃至1450℃附近的温度下在旋转火焰炉中加热钙和铝的原材料来源直到液态。

首先非常精细地研磨在该方法中使用的钙(CaCO₃石灰石)和铝(含铁矾土，一种富含氧化铝并包含可变量的铁、二氧化硅和其他化合物的矿物岩)的原材料来源以通过4900号滤网，然后混合并压实以形成为坯块。坯块通常具有15毫米(mm)和20厘米(cm)之间的平均尺寸。

根据在该文献FR1012973中所描述的方法，该方法是间断的和顺序的：首先装载原材料的坯块，然后通过缓慢旋转炉而加热这些原材料的坯块直到获得均匀熔化的物质，以及经由铸造管排空熔化的物质。实际上，在达到原材料的熔化温度之后，立即收集熔化的物质。

在另一方面，文献DE2116495公开了通过在电炉中熔化生产磺基铝酸钙的方法。

在该方法中使用的原材料是平均粒度(即粒度分布的最大值)小于5mm的氧化铝的来源和平均粒度比氧化铝大一至十倍的氧化钙的来源诸如石灰。

在该文献DE2116495中描述的方法是顺序的方法，顺序对应于装载原材料、熔化它们以及部分卸载熔化的物质。

因此，在炉中实施这些已知的通过熔化的方法，其中必要的是以顺序和间断的方式操作。

此外，已知的熔化炉具有若干操作模式(例如装载的操作模式和卸载的操作模式)，并且它们的操作要求从一种操作模式到另一种操作模式的多次转换。

最后，已知竖直熔化炉可以用于进行通过熔化的方法。

这种竖直熔化炉具有高度可以达到约十米的竖直部分和收集获得的铝酸钙液体物质的整体水平的部分。

更具体地，经由熔化炉的竖直部分中的炉上部区域的开口装载石灰石和矾土的块体，以及经由布置在炉的下部区域的火焰加热它们。火焰将块体加热到1500℃附近的温度以熔化它们并形成直接通过铸造孔收集的液体物质。

在该方法过程中，燃烧气体形成并相对块体的路径流动。通过位于炉上部区域中以其竖直部分的烟囱排出它们。这些具有高于1500℃的温度的燃烧气体在块体之间循环并预热它们。

在与火焰接触之前，原材料的块体因此经受干燥，然后由于燃烧气体通过熔化炉的竖直部分上升而经受脱水和脱碳酸。

这种方法规定使用块状原材料，不包括将导致这种熔化炉的竖直部分堵塞和损坏的细颗粒。

因此，用于通过熔化或通过烧结生产铝酸钙的已知方法在使用的原材料的粒度方面都是受限的(细磨原材料；研磨，然后压实坯块形式；石灰和氧化铝之间的特定粒度比；或使用矾土块体)。

特别地，在通过在竖直熔化炉中熔化的方法的情况下，市场上的矾土块体越来越不可用。此外，在提取期间，矾土块体的生产产率较低。确实，对于100吨提取的矿石，仅获得10吨的粗制矾土，其本身包含8吨不能用于通过在竖直炉中熔化的方法中的细颗粒和2吨以可以使用的块体形式的矾土，还有90吨不能由工业利用的无菌产品(sterile items)。

发明内容

为了克服上述现有技术的劣势，本发明提出了用于通过熔化制造铝酸钙的方法，该方法对于原材料的粒度没有非常多的限制，该方法不要求使用矾土块体并且可以稳定市场上可获得的提取的原材料的细颗粒的价格。此外，本发明提出了其中限制炉的操作模式变化的方法。

更具体地，本发明提出了用于在工业炉中制造铝酸钙的方法，根据该方法：

a)将具有小于或等于6000μm的中值直径d50的氧化铝(Al₂O₃)和/或铝(Al)的原材料来源以及氧化钙(CaO)和/或钙(Ca)的原材料来源的细颗粒连续引入到容纳持续加热的熔池的由耐火材料制成的槽中以熔化原材料的所述细颗粒，以及

b)在槽的出口处连续收集液体铝酸钙物质。

任何组的颗粒的中值直径d50是表示这些颗粒的尺寸，换句话说这组颗粒的粒度的统计分布的物理量。

中值直径d50是定义为下述直径的参考直径，在该直径之下可以找到相对于该组所述细颗粒的总重量按重量计50％使用的细颗粒。

换句话说，对于具有给定中值直径d50的一组细颗粒，按重量计50％的这些细颗粒具有小于该给定中值直径d50的直径，并且按重量计50％的这些细颗粒具有大于该给定中值直径d50的直径。

此处，“直径”是指颗粒的最大尺寸，与其形状无关。

使用表示一组细颗粒中的每一个的尺寸的统计分布的粒度曲线获得该组细颗粒的中值直径d50。

实际上，通过不同的技术诸如沉降方法(通过XR吸收检测)或激光衍射方法(标准ISO 13320)可以确定一组细颗粒的中值直径d50。

在本发明的框架下，根据标准ISO 13320通过激光衍射方法使用例如Malvern公司出售的激光型粒度测量仪Mastersizer2000或3000测量细颗粒的尺寸。

有利地，根据本发明的方法可以使用原材料的非常细小的颗粒以及细颗粒。

换句话说，由于根据本发明的方法，对使用的原材料的粒度限制大幅度降低。

特别地，由于根据本发明的方法，没有必要使用块体形式的颗粒，也没有必要压实已经精细的颗粒，也没有必要将颗粒减小成非常精细的粉末形式。

而且，由于根据本发明的方法，全部贯穿炉的操作连续地进行原材料的引入和液体铝酸钙物质的收集。因此，炉基本上根据稳定的操作模式运行，没有从“装载”操作模式转换为“卸载”操作模式。在根据本发明的方法的炉的这种稳定的操作模式中，可以调节炉的常见的操作参数，诸如加热温度、引入的颗粒的粒度、引入的原材料的化学组成。

有利地，根据本发明的制造方法使用在现有技术中没有价值的来自矿石提取和处理的原材料的细颗粒以通过熔化制造铝酸钙。

因此，根据本发明的方法可以使用不能用于目前竖直熔化炉中通过熔化的方法中的原材料。

而且，此处，将这些细颗粒直接投入到加热至允许它们熔化的温度的铝酸钙池中。因此，在槽的出口处收集均匀的，即没有未熔化的产品的液体铝酸钙物质。

“未熔化的产品”是指仍以固体形式的原材料的颗粒，其在方法期间没有反应。

另外，根据按照本发明的方法，并且与现有技术的现有方法相反，可以避免进行使用的原材料的现有的脱水和脱碳酸步骤，该脱水和该脱碳酸直接发生在熔池中。

此外，根据按照本发明的方法，在熔池中它们熔化期间通过原材料脱碳酸产生的气泡自然地参与这种熔池的搅拌。这种自然搅拌将包含在熔池中的固体细颗粒与液体物质混合，这样有利于所述细颗粒的熔化。因此，这种自然搅拌参与改善获得的铝酸钙液体物质的均匀性。根据本发明的方法因此稳定了获得的成品的质量。

有利地，在根据本发明的制造方法的步骤a)中，将熔池放置在包含一氧化碳(CO)的还原气氛下。

特别地，所述还原气氛包含平均差不多0.1％至100％的一氧化碳(CO)。

有利地，对于包含在所述铝酸钙中的石灰和氧化铝的给定比例，放置熔池的还原气氛可以至少部分地控制获得的铝酸钙的矿物相。

“矿物相”描述了铝酸钙的原子尺度的结构和化学组成。例如，这些矿物相是：相C3A(3CaO.Al₂O₃)、相CA(CaO.Al₂O₃)、相CA2(CaO.2Al₂O₃)、相CA6(CaO.6Al₂O₃)或相C12A7(12CaO.7Al₂O₃)。

用作水凝粘合剂，即用作能够与水反应以形成遇冷硬化并将一些凝聚体凝聚在一起的浆料的材料的铝酸钙通常包含显著量的矿物相CA，这允许在水凝固化(水硬化，hydraulic setting)之后产生高机械抗性。

水凝粘合剂的硬化称为“水凝固化”。

此外，矿物相C12A7影响用作水凝粘合剂的铝酸钙的反应性。

更精确地，矿物相C12A7是其中主相是矿物相CA的铝酸钙的凝固化的加速剂。换句话说，当相对于可以包含在所述铝酸钙中的其他矿物相，它们包含较大比例的矿物相C12A7时，铝酸钙在接触水时硬化更快。

因此，矿物相C12A7对水凝粘合剂的可加工性以及对其短期硬化具有较高的影响。特别地，铝酸钙中相C12A7的重量比例变化几个百分点，甚至小于1％可以对水凝粘合剂的可加工性和硬化具有可测量的影响。

由于铝酸钙可以用于各种应用，据此用户更喜欢快速或缓慢地水凝固化，所以尤其令人感兴趣的是能够控制包含在铝酸钙中的矿物相C12A7的比例。包含在为给定应用设计的铝酸钙中的矿物相C12A7的目标比例例如精确地确定在0.1％和0.5％之间，例如等于0.1％；0.2％；0.3％；0.4％；0.5％。

有利地，根据本发明的方法允许进行这种控制。

单独地或以任何技术容许的组合，根据本发明的方法的其他非限制性和有利的特征如下：

-铝酸钙的熔池的温度包括在1300℃和1700℃之间；

-铝酸钙的熔池的温度包括在1400℃和1600℃之间；

-在铝酸钙的所述熔池中原材料的所述细颗粒的停留时间小于24小时；

-在铝酸钙的所述熔池中原材料的所述细颗粒的停留时间包括在30分钟和9小时之间；

-在步骤a)中，引入到槽中的氧化铝和/或铝的原材料来源选自：矾土、刚玉砂轮(刚玉磨轮，corundum grinding wheel)、催化剂载体、耐火砖、氢氧化物、冶金氧化铝、煅烧和熔化的氧化铝、铝行业(aluminium sector)的副产品和具有高氧化铝含量的制造不合格品(manufacturing non-conformities)或它们的混合物中的一种，并且引入到槽中的氧化钙和/或钙的原材料来源选自：石灰石、石灰和来自消耗石灰石和石灰的方法的副产品诸如炼钢或电冶金中的浆料(slurries)或矿渣(slags)、或它们的混合物中的一种；

-原材料的细颗粒具有包括在100μm和1000μm之间的中值直径d50；

-原材料的细颗粒具有包括在150μm和500μm之间的中值直径d50；

-在步骤b)之后，冷却在槽的出口处收集的液体铝酸钙物质；

-自然地进行冷却；

-以受控的方式进行冷却；

-粉碎冷却的铝酸钙物质以形成铝酸钙水泥；

-将氧化铝(Al₂O₃)和/或铝(Al)的原材料来源以及氧化钙(CaO)和/或钙(Ca)的原材料来源的所述细颗粒以游离粉末(自由粉末)的形式引入到槽中。

附图说明

通过非限制性实施例给出的关于附图的以下描述将可用于更好地理解本发明的组成及如何可以实现本发明。

在附图中：

-图1是适用于根据本发明的方法的第一组矾土颗粒的粒度曲线；

-图2是示出了适用于本发明的第二组矾土颗粒的直径分布的柱状图；

-图3是示出了适用于本发明的第三组矾土颗粒的直径分布的柱状图；

-图4是示出了适用于本发明的第四组矾土颗粒的直径分布的柱状图；

-图5是允许实施根据本发明的用于制造铝酸钙的方法的炉的示意性截面图。

具体实施方式

在其余描述中以及除非另外指定，否则值的区间“X至Y”或“X和Y之间”的表示是指包括值X和Y。

设备

图5部分地和示意性地示出了适用于实施根据本发明的用于制造铝酸钙的方法的炉1的实例。

总体来说，该炉1包括水平槽15-一种池-被顶盖(dome)5覆盖，和排烟开口(未示出)。

该槽15适合于容纳通过炉1的加热系统10获得并保持在液态的熔池11。

槽15还适合于经由入口孔9接收固体原材料7以及经由出口孔12排出熔化材料，即液体铝酸钙16物质。

为此目的，炉1包括连接到槽15的入口孔9的用于装载原材料7的装载系统2和连接到槽15的出口孔12的用于排出熔化材料的排出系统3。

如以下详细解释的，这种布置产生了槽15的入口9和该槽15的出口12之间的材料流。

在该炉1中，因此存在通过由入口孔9连续引入的原材料7供应的实际材料流，该原材料在熔池11中转换为液体铝酸钙，该液体铝酸钙本身经由出口孔12排出。

术语“停留时间”在下文中被用来表示将原材料的颗粒引入到炉1的槽15的熔池11中和经由出口孔12排出它们经过的时间。

更精确地，如图5中所示，此处槽15限定整体平行六面体的体积。

该槽15的壁具体包括构成槽15的底部的炉底(hearth)4以及从炉底4竖直升高的周边壁(peripheral wall)14。

此处的炉底4具有矩形形状使得周边壁14包括以直角两两排列设置的四个板。

当然，根据炉的其他实施方式，槽可以具有不同的形状。特别地，炉底和周边壁可以具有不同的形状并且彼此形成不同的角以最优化槽的入口和出口之间的流以及熔池中原材料的分布和熔化材料的排出。

称为入口板的周边壁14的这四个板中的一个包括槽15的入口孔9，该入口孔允许原材料7的装载系统2通向槽15。

称为出口板的与入口板相对的板包括槽15的出口孔12，还称为浇铸孔，其可以将槽15连接至熔化材料的排出系统3。

因此在炉1的纵向方向上从槽15的入口孔9至出口孔12进行材料流的流通。

根据该槽15的尺寸，原材料在槽15中停留或多或少的较长时间。

旨在与熔池11接触的槽15的实验室表面，即槽15的内表面包括在20m²和200m²之间，优选地等于约100m²。

槽15以及顶盖5的壁内部覆盖有与铝酸钙是化学惰性的耐火材料。

槽15和/或顶盖5的耐火材料选自凝聚的耐火材料或电熔铸耐火材料和/或它们的混合物中的一种。

更精确地，使用的耐火材料的性质可以取决于它们在炉中的位置(顶盖，槽)和有关的应力。因此，可以将凝聚或电熔铸耐火材料用于顶盖5以及将电熔铸耐火材料用于槽15。

这两种凝聚和电熔铸耐火材料族首先通过它们的下述成形方法进行区分：用于电熔铸耐火材料的铸型(foundry type)的浇铸和在凝聚的耐火材料情况下的烧结。

因此，凝聚的耐火材料是通过单向或等压压制、通过振动浇铸(vibrocasting)或通过滑移浇铸(注浆成型，slip-casting)获得的具有或大或小的颗粒的烧结陶瓷材料。它们由可以达到20％的开孔率表征，在等压压制材料的情况下开口率下降。在该类中，区分了耐火产物的多种化学组成。在下文的表1中总结了凝聚的耐火材料的最常见的化学组成。

以重量百分比给出这些化学组成。有时以形式A/B给出化合物(MgO、CrO₃、Al₂O₃、ZrO₂、SiO₂、CaO、FeO₃)的重量百分比，这意味着讨论的凝聚的耐火材料相对于所述凝聚的耐火材料的总重量按重量计包含A％至B％的化合物。

表1

组分

MgO

CrO₃

Al₂O₃

ZrO₂

SiO₂

CaO

FeO₃

氧化镁

95/98

-

0.5

-

0.4/3

1.5/1.8

0.5

镁铬

50/81

15/30

4/10

0/1.5

0.6/1.8

7/18

镁锆

73/78

6/18

1

13

6/11

-

0.8

尖晶石

29.5

-

70

-

0.2

0.5

铬铁矿

25

35

-

15

铝硅

50/65

30/40

0/1

铝铬

10/30

60/85

1/4

1/3

0/1

铝尖晶石

4/6

90/96

电熔铸耐火材料具有低于凝聚的耐火材料的孔隙率。它们还具有可以显著增加它们的耐腐性的晶体结构组织(organisation)。

主要区分了四种电熔铸耐火材料族：氧化铝-氧化锆-二氧化硅(AZS)、氧化铝-氧化锆-二氧化硅-铬合金(AZSC)、很高的氧化锆含量(THTZ)和高氧化铝含量(HA)。

下文的表2总结了几种电熔铸耐火材料的化学组成。以重量百分比给出这些化学组成。与表1中一样，有时以形式A'/B'给出化合物的重量百分比，其是指讨论的电熔铸耐火材料相对于所述电熔铸耐火材料的总重量按重量计包含A'％至B'％的化合物。

表2

组分	Al₂O₃	ZrO₂	SiO₂	Na₂O	CaO、TiO₂、Fe₂O₃	Cr₂O₃
							AZS	46/51	32/41	12/15	1.13	0.3	-
THTZ	0.85	94	4.5	0.4	0.3	-
							AZSC	28	27	14	1.1	2.4	27
HA	95			4	0.5

如此形成的槽15适合于容纳熔池11。这种熔池11在此处是熔化的铝酸钙的池。

加热系统10适合于持续加热容纳在槽15中的熔池11。

此处，加热系统10装配顶盖5的内面。

这优先的是包括火焰燃烧器诸如油或气体燃烧器的通过燃烧的加热系统10。

例如，这是空气燃烧加热系统，其中燃烧试剂是来自空气的分子氧(O₂)。

还可以设想氧燃烧加热系统，其中燃烧试剂是来自纯分子氧来源的分子氧(O₂)。

此外，炉1可能包括未在此处示出的热量再生系统。

这种再生系统由耐火材料诸如用于顶盖5或槽15的那些材料制成。

有利地，通常将这种热量再生系统与加热系统10组合以再循环燃烧能。这可以提高炉的热产率。这例如是通过许多通道的耐火砖的堆叠，其中可替换地，循环来自燃烧的气体和用于燃烧的空气或纯分子氧：气体将它们的能量传递至砖，砖在通过空气或纯分子氧期间将其复原。

根据未示出的炉的替代物，可以将熔池的加热系统设置为电动的。

这种加热系统可以包括例如可浸入的电极或布置在槽底部的电极。

这些电极可以是由钼制成的电极。

此外，从全局角度看，顶部有顶盖5的槽15形成容纳熔池11的部分密闭的腔室。

可以选择容纳在该腔室中在槽15上的气体的组成。

有利地，此处，使部分密闭的腔室适合于接收在槽15上形成还原气氛的包含一氧化碳(CO)的气体混合物。

更精确地，所述还原气氛包含与容纳在槽15中的熔池11的表面接触的气体。

在通过上文所描述的炉1的燃烧的加热系统10，即空气燃烧加热系统或氧燃烧加热系统的情况下，腔室中的气氛自然包含来自燃烧的一氧化碳(CO)。

特别地，可以通过精确控制燃烧反应以及具体地燃烧试剂(O₂)和燃料(油，气体)试剂的化学计量来控制包含在腔室中的气体的一氧化碳(CO)含量。

有利地，还可以设想添加向腔室供应一氧化碳(CO)的供应系统(未示出)。

在具有通过燃烧的加热系统10的炉1中，整个腔室中的一氧化碳(CO)的含量是不均匀的，即在腔室的所有点处是不等同的。一般而言，出于上文提到的化学计量的原因，靠近火焰燃烧器其通常较高。

那么将其称为一氧化碳(CO)的“平均”含量。在通过炉1的烟气排放口(未示出)从腔室排放的气体中评估一氧化碳(CO)的该“平均”含量。其例如通过布置在排烟管中的传感器进行测量，其中向排烟管中打开所述排烟口。

在替代物包括电力加热系统的情况下，炉必需设置有用于添加一氧化碳(CO)的人工系统。

电炉也可以包括用于监测包含在腔室中的气氛的一氧化碳(CO)含量的装置。

该监测一氧化碳(CO)含量的装置可以精确调节腔室中一氧化碳(CO)的含量。

例如将一氧化碳(CO)纯净地注入到其中与环境空气混合的腔室中。还可以以与空气的混合物的形式直接引入。

其还可以以腔室仅包含一氧化碳(CO)的方式纯净地注入。

此外，如图5中所示，炉1的装载系统2连接到槽15的入口孔9。

该装载系统2包括允许用于存储并且甚至均化原材料7的漏斗形状的筒仓(silo)6、和允许经由该槽15的入口孔9将这些原材料7引入到槽15中的入口坡道(access ramp)8。

入口坡道8是一端连接到筒仓6的出口并且另一端向槽15的入口孔9敞开的管道。

原材料7可以通过重力经由入口坡道8从筒仓6循环到槽15的入口。可以设置推动系统(未示出)以促进这种循环。

实际上，此处，所述原材料7包含氧化铝(Al₂O₃)和/或铝(Al)的原材料来源以及氧化钙(CaO)和/或钙(Ca)的原材料来源。

氧化铝(Al₂O₃)和/或铝(Al)的所述原材料来源是指包含一组原子Al₂O₃和/或铝原子的任何化合物。

类似地，氧化钙(CaO)和/或钙(Ca)的所述原材料来源是指包含原子CaO的CaO组和/或钙原子的任何化合物。

因而，可替换地，筒仓6可能可以包含能够分别接收氧化铝(Al₂O₃)和/或铝(Al)的所述原材料来源以及氧化钙(CaO)和/或钙(Ca)的所述原材料来源的两个单独的隔间(未示出)。例如可以认为这些单独的隔间在下游向位于所述筒仓6出口上游的筒仓6的共用部分中敞开。在该共用部分中，然后混合氧化铝(Al₂O₃)和/或铝(Al)的所述原材料来源以及氧化钙(CaO)和/或钙(Ca)的所述原材料来源以形成原材料7。

不管考虑用于装载系统2的替代物，该装载系统2可以向熔池11供应原材料7，且该供应是连续的。

另外，同样如图5中所示，炉1的排出系统3连接到槽15的出口孔12。

液体铝酸钙16物质的排出系统3包括一侧连接到槽15的出口孔12并且另一侧向铝酸钙的冷却区(未示出)敞开的排出管13。

槽15的出口孔12是所谓的“溢流”出口，其中熔化材料即熔化的铝酸钙通过将熔化材料即熔化的铝酸钙溢流到排出管13中从槽15中排出。

有利地，该溢流出口孔12与熔池11的非常高的温度兼容。

方法

在剩余的描述中，我们将具体提供关于在上文所描述的工业炉1中由操作员实施的制造铝酸钙的方法的更多细节。

显著地，根据该方法：

a)将具有小于或等于6000μm的中值直径d50的氧化铝(Al₂O₃)和/或铝(Al)的所述原材料来源以及氧化钙(CaO)和/或钙(Ca)的所述原材料来源的细颗粒连续引入到容纳持续加热的熔池11的由耐火材料制成的槽15中以熔化原材料的所述细颗粒，以及

b)在槽15的出口处连续收集液体铝酸钙16物质。

在步骤a)之前的步骤中，操作员制备熔池11。

为此，当启动炉1时，最初用铝酸钙的初步混合物装载槽15。

以获得熔化的铝酸钙的液体物质而没有未熔化的产品的方式通过加热系统10来加热该初步混合物。然后在开始实施根据本发明的制造方法时，该液体物质形成存在于槽15中的初始熔池。

通过该初始熔池形成熔池11，向其中添加氧化铝(Al₂O₃)和/或铝(Al)的所述原材料来源以及氧化钙(CaO)和/或钙(Ca)的所述原材料来源，进而将其熔化。

因此，在剩余的描述中，熔池11是指熔化的铝酸钙的液体物质，而没有未熔化的产品。

初始熔池的体积使得其与槽15的溢流出口孔12齐平。

最初装载到槽15中的铝酸钙的初步混合物的Al/Ca质量比，即包含在该初步混合物中的铝(Al)的总重量和钙(Ca)的总重量之间的比，接近于操作员想要在槽15的出口处回收的铝酸钙的Al/Ca质量比，但是不必与后者相同。

实际上，包含在槽15中-即形成熔池11的铝酸钙的Al/Ca质量比-由于在步骤a)中引入原材料7在方法过程中变化。因此，必须理解在槽15的出口处收集的铝酸钙的Al/Ca质量比可以不同于最初装载到槽15中的铝酸钙的Al/Ca质量比。

在槽15的出口处收集的铝酸钙的Al/Ca质量比倾向于变得等于引入的原材料的Al/Ca质量比。

因此，存在下述过渡态(transitional regime)，在该过渡态期间在槽的出口处收集的铝酸钙的Al/Ca质量比不同于引入的原材料的Al/Ca质量比。

在过渡态结束时，在槽的出口处收集的铝酸钙的Al/Ca质量比等于在槽入口处引入的原材料的Al/Ca质量比。

常规地，认为过渡态的持续时间最多等于颗粒在槽15中的停留时间的5倍。

例如，对于约1小时的停留时间，认为过渡态在5小时之后完成。

在步骤a)中，操作员用包含氧化铝(Al₂O₃)和/或铝(Al)的原材料来源以及氧化钙(CaO)和/或钙(Ca)的原材料来源的原材料7对装载系统2进行装载。

在该步骤a)中，操作员经由槽15的入口孔9将氧化铝(Al₂O₃)和/或铝(Al)的所述原材料来源以及氧化钙(CaO)和/或钙(Ca)的所述原材料来源以细颗粒的形式引入到炉1中。

此处，“细颗粒”是指具有小于或等于6000μm的中值直径d50的游离粉末。

认为游离粉末是固体材料的分级状态(fractioned state)，其然后是非常小的片的形式。

有利地，具有这种中值直径d50的游离粉末具有有利于在熔池11中熔化它们的大的比表面积。

具有小于或等于6000μm的中值直径d50的这些组细颗粒是例如具有以下中值直径d50的那些：6mm；5mm；4mm；3mm；2mm；1mm；500μm；250μm；150μm；100μm；50μm；25μm以及更低。

优选地，适用于根据本发明的方法的细颗粒的中值直径d50大于或等于25μm且小于或等于6mm。

实际上，具有小于25μm的中值直径d50的细颗粒可以导致炉1堵塞。具有大于6mm的中值直径d50的细颗粒通过在熔池11中以及然后在槽的出口处产生未熔化的产品可以使铝酸钙的产量和/或质量下降。

更优选地，细颗粒具有包括在100μm和1000μm之间的中值直径d50。

还更优选地，它们具有包括在150μm和500μm之间的中值直径d50。

理想地，细颗粒的中值直径d50是250μm。

此外，细颗粒的最大直径是可以选择最适用于进行本发明的细颗粒的另一个特征尺寸。

最大直径是定义为下述直径的参考直径，在该直径之下设置100％的使用的细颗粒。

换句话说，考虑的该组颗粒的所有细颗粒具有比最大直径更小的直径。

优选地，细颗粒具有小于或等于20000μm，即小于或等于2cm的最大直径。

因而，具有以下最大直径的这些组细颗粒可以适用于进行本发明：20000μm；19000μm；18000μm；17000μm；16000μm；15000μm；14000μm；13000μm；12000μm；11000μm；10000μm；9000μm；8000μm；7000μm；6000μm；5000μm；4000μm；3000μm；2000μm以及更低。

通常，以保证所有细颗粒在这些细颗粒在炉的槽中的停留时间期间完全熔化的方式来选择细颗粒的最大直径。因此该最大直径取决于炉的槽的尺寸。

细颗粒的最大直径越大，允许完全熔化这些细颗粒的停留时间增加越多，并且需要较大的炉的尺寸越多。

非常有利地，可以容易且快速地使根据本发明的方法适应于多种尺寸的颗粒。

根据购买和/或生产这些细颗粒的价格和炉1的尺寸确定使用的细颗粒的最大直径。

迄今为止，所有颗粒由于它们较小而更加昂贵，因为它们通常需要粉碎步骤。因此经济上令人感兴趣的是使用尽可能大的颗粒，该颗粒不需要任何特定的粉碎或特定的压实。但是熔化最大的颗粒所需的长槽长度限定了较大的炉尺寸，因此构造和维护这种炉的成本较高。

在降低购买和/或生产最小颗粒的价格的情况下，使用这些颗粒而不是大的颗粒将可能变得有利，并且可以降低颗粒的最大直径。

举例来说，图1示出了可以用于根据本发明的方法中的第一组矾土细颗粒的粒度曲线。

在该图1中，纵坐标轴给出了与颗粒的总重量相比以重量百分比表示的颗粒的量，而横坐标轴给出了在对数等级上以微米(μm)计的颗粒的直径。

此处示出的粒度曲线是所谓的“累积”曲线，即在该粒度曲线上的各个点表示具有比对应于研究的曲线点的直径更小或与其相等的直径的颗粒的百分比。

例如，该粒度曲线表示第一组颗粒的70％的颗粒具有小于或等于100μm的直径。

同样，在这第一组颗粒中，中值直径d50等于60μm，即第一组的50％颗粒具有小于或等于60μm的直径。

在此处颗粒的最大直径是300μm，其是指这第一组颗粒的100％颗粒具有小于或等于300μm的直径。

图2至4示出了可以用于根据本发明的方法中的第二、第三和第四组细颗粒的粒度图。

图2、3和4的柱状图给出了具有比在每个柱底部指出的直径更小或与其相等的直径的颗粒的重量百分比。

例如，图2的柱状图表示适用于本发明的第二组颗粒的中值直径d50包括在0.5毫米(mm)和1mm之间。可以粗略估计所述中值直径d50在这种情况下是约0.9mm。

在该图2中，可以看出该第二组颗粒的最大直径是2mm。

类似地，图3和4中的柱状图分别表示适用于本发明的第三组细颗粒的中值直径d50包括在1mm和2mm之间，以及适用于本发明的第四组细颗粒的中值直径d50包括在2mm和3.15mm之间。

可以粗略估计对应于图3中所示的图的第三组颗粒的所述中值直径d50是约1.4mm，以及对应于图4中所示的图的第四组颗粒的中值直径d50是约3mm。

对应于图3中所示的图的第三组颗粒的最大直径是4mm。对应于图4中所示的图的第四组颗粒的最大直径是20mm。

通常，可以根据在实施本发明的方法期间使用的原材料7的类型改变细颗粒的中值直径d50。

特别地，氧化铝和/或铝的原材料来源的细颗粒的中值直径d50可以不同于氧化钙和/或钙的细颗粒来源的中值直径d50。

有利地，根据本发明，可以设想在引入到熔池11中之前使用粉碎机将氧化铝(Al₂O₃)和/或铝(Al)的原材料来源以及氧化钙(CaO)和/或钙(Ca)的来源设置成粒度尺寸。

换句话说，可以设想以获得其中值直径d50是期望的那种的一组细颗粒的方式降低原材料的颗粒的直径。

此外，优选地，氧化铝(Al₂O₃)和/或铝(Al)的原材料来源相对于氧化铝(Al₂O₃)和/或铝(Al)的所述原材料来源的总重量包含按重量计至少30％、甚至至少40％或50％的氧化铝(Al₂O₃)和/或铝(Al)。

优选地，氧化钙(CaO)和/或钙(Ca)的原材料来源相对于氧化钙(CaO)和/或钙(Ca)的所述原材料来源的总重量包含按重量计至少50％、甚至至少70％或90％的氧化钙(CaO)和/或钙(Ca)。

在根据本发明的制造方法中，氧化铝(Al₂O₃)和/或铝(Al)的原材料来源优选地选自：矾土诸如一水合矾土(monohydrate bauxite)和/或三水合矾土(trihydratebauxite)、白矾土(white bauxite)、红矾土(red bauxite)、刚玉砂轮、催化剂载体、耐火砖、氢氧化物、冶金氧化铝、煅烧和熔化的氧化铝、铝行业的副产品和具有高氧化铝含量的制造不合格品、或者它们的混合物中的一种。

优选地，在具有电动加热装置的炉的替代物中实施根据本发明的方法期间，氧化铝(Al₂O₃)和/或铝(Al)的原材料来源包含少量铁(Fe)。

还优选地，氧化钙(CaO)和/或钙(Ca)的原材料来源选自：石灰石、石灰和来自消耗石灰石和/或石灰的方法的副产品诸如炼钢或电冶金中的浆料或矿渣或它们的混合物中的一种。

氧化铝(Al₂O₃)和/或铝(Al)的原材料来源以及氧化钙(CaO)和/或钙(Ca)的来源也可以包含可变量的铁(Fe)和二氧化硅(SiO₂)。例如，矾土三水合物(bauxite trihydrate)可以包含按重量计46％至50％的氧化铝(Al₂O₃)、14％至20％的不同氧化程度的铁氧化物和7％至12％的二氧化硅(SiO₂)。

此外，优选地以在成品中，即在槽15的出口处收集的铝酸钙中的Al/Ca质量比包括在0.5和1.7之间、以及优选地在0.9和1.5之间的方式剂量化在根据本发明的方法的步骤a)中引入的氧化铝(Al₂O₃)和/或铝(Al)的原材料来源以及氧化钙(CaO)和/或钙(Ca)的来源。

更优选地，在槽15的出口处收集的铝酸钙中的铝(Al)对钙(Ca)的质量比包括在1和1.1之间。

为了遵守该质量比，当氧化铝(Al₂O₃)和/或铝(Al)的原材料来源以及氧化钙(CaO)和/或钙(Ca)的原材料来源处于具有期望的中值直径d50的细颗粒状态时或在减小它们以具有所述期望的中值直径d50之前，对它们进行剂量化。

然后在混合器中混合它们以形成引入到炉1的槽15中的原材料7。在将原材料减小到具有期望的中值直径d50的细颗粒状态时进行这种混合。

原材料7相对于所述原材料7的总重量更优选地包含按重量计至少70％的由氧化钙(CaO)、氧化铝(Al₂O₃)、铁氧化物(例如Fe₂O₃)和二氧化硅(SiO₂)形成的组合。

在其他方面，相对于所述原材料7的总重量，氧化钙(CaO)、氧化铝(Al₂O₃)、铁氧化物(例如Fe₂O₃)和二氧化硅(SiO₂)表示原材料7的按重量计至少70％。

至少70％是指相对于所述原材料7的总重量，原材料7可以包含按重量计70％、75％、80％、85％、甚至90％的由氧化钙(CaO)、氧化铝(Al₂O₃)、铁氧化物(例如Fe₂O₃)和二氧化硅(SiO₂)形成的组合。

原材料或燃料试剂可以包含其他次生相(minor phase)和/或杂质，诸如硫酸盐SO₃。例如相对于原材料7的总重量，按重量计小于4％、特别地小于3％、小于2％、特别地小于1％的硫酸盐SO₃的含量与本发明相容。

原材料7不包含具体是硫酸钙CaSO₄的来源或具体是氟化化合物的来源的任何原材料。

换句话说，没有具体将硫酸钙CaSO₄或氟化化合物添加到原材料7中。然而，所述原材料7包含杂质并因此可以包含痕量的氟化化合物或硫酸钙。

原材料7可以例如具有以下表3和4中所描述的组成。

表3-使用的原材料7的第一实例

组分	d50(μm)	按重量计的比例
			石灰石	250	48％
所谓的白矾土	100	48％
			二氧化硅	250	4％

表4-使用的原材料7的第二实例

组分	d50(μm)	按重量计的比例
			石灰石	250	38％
所谓的白矾土	100	62％

在将氧化铝(Al₂O₃)和/或铝(Al)的所述原材料来源以及氧化钙(CaO)和/或钙(Ca)的来源输送到炉1的装载系统2以及特别是储存筒仓6之前，操作员可以进行氧化铝和/或铝(Al)的原材料来源和氧化钙(CaO)和/或钙(Ca)的来源的配料和混合。可以通过泵的媒介物或任何其他传输装置进行这种输送。

可替换地，当筒仓6设置有向筒仓6的共用部分敞开的两个单独隔间时，可以直接在炉1的装载系统2的筒仓6中进行氧化铝(Al₂O₃)和/或铝(Al)的所述原材料来源以及氧化钙(CaO)和/或钙(Ca)的来源的配料和混合。

有利地，根据按照本发明的制造方法，在步骤a)中，熔池11的温度包括在1300℃和1700℃之间。

更优选地，该温度包括在1400℃和1600℃之间。

此外，特别有利地，本发明提出以获得具有受控矿物形态(controlledmineralogy)的铝酸钙的方式控制包含在由炉1的顶盖5和槽15形成的腔室中的气体的局部压力。

因此，有利地，也在步骤a)中，将熔池11放置在还原气氛下。

在化学中，很常见地，还原剂是在氧化-还原反应期间可以将一个或多个电子转移到称为氧化剂的另一种化学物质的化学物质。相反，氧化剂是能够在氧化-还原反应期间捕获一个或多个电子的化学物质。

“还原气氛”在此处是指通过减少包含的氧化剂的比例已经降低了其氧化能力的气氛。

特别地，此处，还原气氛包含了与空气相比降低含量的作为氧化剂化合物的分子氧O₂。

而且，此处，还原气氛包含与通常的空气相比以及与特别是比分子氧O₂相比更能还原的气体比例。

此处，其中放置熔池11的所述还原气氛包含一氧化碳(CO)。

特别地，根据本发明的方法提出控制包含在位于熔池11上方的气氛中的一氧化碳(CO)的含量。

此处还原气氛中的一氧化碳(CO)的所述平均含量包括在约0.1％和100％之间。

相对于分析气体的总材料的量，还原气氛一氧化碳(CO)的含量可以是例如以摩尔计等于0.09％；0.1％；0.15％；0.2％；0.5％；0.8％；1％；5％；10％；20％；30％；40％；50％；60％；70％；80％；90％或100％。

特别有利地，控制位于熔池11上方的还原气氛的一氧化碳(CO)的含量可以控制在槽15的出口处获得的铝酸钙的矿物相，以及特别是矿物相C12A7。

实际上，申请人发现当位于熔池11上方的气氛富含一氧化碳(CO)时，获得的铝酸钙富含相C12A7。相反也是正确的。

还特别有利的是控制在槽15的出口处收集的铝酸钙中包含的矿物相C12A7的比例，因为该矿物相C12A7影响这种铝酸钙用作水凝粘合剂的反应性。

更精确地，矿物相C12A7是铝酸钙凝固化的加速剂。换句话说，铝酸钙在与水接触时硬化更快，因为与这些铝酸钙可以包含的其他矿物相相比，它们包含更大的矿物相C12A7比例。

因此，根据本发明的方法有利地可以控制产生的铝酸钙的快速凝固化。

此外，有利地，根据本发明，在步骤a)中，在所述熔池11中所述细颗粒的停留时间小于24小时。

该停留时间优选地包括在30分钟和9小时之间，以及更优选地等于8小时。

这些停留时间较短，使得可以保证令人满意的输出量。

不都具有完全相同直径的颗粒不是都以相同的速度在槽15中位移。因此，停留时间在此处是在熔池11中所述细颗粒的平均停留时间。

在该停留时间结束时，操作员在槽15的出口处获得期望的产物，即没有任何未熔化的原材料的液体铝酸钙16物质。

液体铝酸钙16物质是一组渐进的物理-化学反应的结果，该反应允许对氧化铝(Al₂O₃)和/或铝(Al)的原材料来源以及氧化钙(CaO)和/或钙(Ca)的来源进行干燥、脱水、脱碳酸以形成铝酸钙。

在根据本发明的方法过程中，在炉1的槽15中容纳的熔池11中进行这些物理-化学反应，且这为单个步骤，其对操作成本是一个优势。

在这些物理-化学反应期间，以及在原材料7熔化期间，在熔池11中产生气泡。

这些气泡通过搅拌参与熔池11，即铝酸钙的熔池的均化。

可替换地，可以设置的是在步骤a)之前在预热步骤中开始细颗粒的干燥、脱水和脱碳酸。根据该替代物，在熔池11中没有产生气泡，因为其中没有导致脱碳酸。

在步骤b)中，在其停留在熔池11中之后，原材料的细颗粒变为液体铝酸钙16物质，熔池11的体积增加使得液体铝酸钙16物质通过槽15的出口孔12溢流。

通过炉1的排出系统3的排出管13排出这种液体铝酸钙16物质。

因此，在炉1的操作期间，将原材料的固体细颗粒引入到槽15中增大了熔池11的体积，并且存在于所述槽15中的液体铝酸钙16物质的一部分向上(end up)从而通过槽15的出口孔12溢流。

连续地和同时地进行步骤a)和b)两者。

因此，同时地，在不间断的情况下，在槽15的入口孔9处将固体细颗粒引入到槽15中(步骤a)，以及在出口孔12处收集液体铝酸钙16物质(步骤b)。

在炉的入口和出口之间产生的材料流连续地从入口流至出口。

由于熔池11的粘度，细颗粒缓慢地在入口孔9和出口孔12之间循环。同样地，它们停留在槽15中足够长以在其中熔化并进行反应从而增加了液体铝酸钙16物质。

通过经由出口孔12排出铝酸钙16物质产生了在槽15中从入口孔9到出口孔12的材料流。

因此，显著地，根据本发明的方法可以连续地制造铝酸钙。

在步骤b)之后的步骤中，操作员冷却液体铝酸钙16物质。

优选地，该冷却在连接到排出系统3的冷却区中自然发生，即在环境温度下发生。

可替换地，可以设想以受控的方式冷却液体铝酸钙物质。特别地，可以设想根据本领域技术人员已知的任何方法，诸如用压缩空气吹制、在水中回火或用于在鼓风炉粒化浆料或生产石棉中的方法，来冷却液体铝酸钙物质。

一旦完成冷却，铝酸钙16物质是以渣块的形式。渣块是铝酸钙的硬化物质。根据选择的冷却类型，渣块可以具有不同的形状和尺寸。一般而言，该渣块是以具有高达数十厘米的直径范围的块体或硬粒料的形式。

那么更优选地通过传送带或任何其他运输工具的方式将由此获得的渣块排出到可以存储其的车间(过道，hall)或筒仓中。

可以或多或少精细地粉碎这种渣块以形成铝酸钙水泥，即具有活性水凝性质的粉末形式的铝酸钙。

优选地，通过球磨机(内衬有遮板并装载有钢球的进行旋转的圆柱形设备)进行所述渣块的粉碎。

可替换地，可以在具有竖直砂轮的粉碎机中或在具有耐磨损的充分并适合于减小成小直径的任何类型的粉碎机中进行粉碎。

因此获得的铝酸钙水泥可以用于例如建筑化学或耐火化学的应用中。

此外，铝酸钙水泥然后可以经受各种处理或与其他化合物混合。例如，添加添加剂诸如硫酸钙、飞灰、火山灰、石膏可能是为了稳定各种应用中铝酸钙水泥的价格。

实施例

以下实施例1至4可以实现腔室的气氛中一氧化碳(CO)的含量对控制获得的铝酸钙水泥的矿物相的重要性。

此外，这些实施例证明了根据本发明的方法可以获得包含受控含量的矿物相C12A7的铝酸钙。

在下文中，表5示出了为了进行实施例1至4实施的所有的实验条件。

特别地，在该表5中，相对于气氛的组分的总重量，以重量百分比，即按重量计的一氧化碳(CO)的形式给出一氧化碳(CO)的含量。

此外，Al/Ca质量比对应于铝的总重量相对于包含在最终获得的铝酸钙中的钙的总重量的比。因此，以遵守最终产物中这种Al/Ca质量比的方式计算引入到炉中的含铝和含钙原材料的量。在将它们引入到炉中之前，混合和均化这些原材料。

在实施例1至4中，通过以1:1.68的矾土：石灰石质量比均匀混合以下各项获得原材料7：

-白矾土，相对于白矾土粉末的总重量，包含按重量计86.5％的氧化铝Al₂O₃、5.6％的二氧化硅SiO₂、2.1％的铁氧化物Fe₂O₃和0.1％的烧失量(烧失物质，loss on ignition)，以及

-石灰石，相对于石灰石粉末的总重量，包含按重量计54.1％的石灰CaO和42％的烧失量，

此处的烧失量将挥发性要素诸如矾土情况下的残余水分或石灰石情况下的二氧化碳CO2组合在一起。

因此在炉的入口处引入的原材料可以获得包括在1和1.1之间的在槽的出口处获得的最终铝酸钙中的石灰对氧化铝质量比C/A(参见表5)。

直径d50对应于引入到炉中的原材料的所有细颗粒的以微米给出的中值直径。实际上，在实施例1至4中，石灰石和矾土的细颗粒具有250微米的中值直径d50。

最后，停留时间对应于熔池中细颗粒的平均停留时间。其以小时形式给出。

在实施例1中，使用的炉是燃烧炉。一氧化碳(CO)的含量对于燃烧是固有的。其在炉的排烟口处测得。使用的原材料是所谓的白矾土，其包含非常少的铁或甚至完全不含铁，即小于10％，优选地小于5％的铁和石灰石。

在实施例2、3和4中，使用的炉是设置有用于添加气体的系统的电炉。使用的原材料也是白矾土和石灰石。

在实施例2中，将一氧化碳(CO)的含量选择为等于100％。通过用于添加气体的系统将这种一氧化碳(CO)直接引入到炉中。

在实施例3和4中，将一氧化碳的含量选择为等于0％。

在实施例3中，用于添加气体的系统以将熔池放置在100％氮气氛中的方式引入分子氨(N₂)。

在实施例4中，用于添加气体的系统以将熔池放置在空气中的方式在大气压下引入空气。

表5

根据用X射线衍射的方法评估了获得的铝酸钙水泥的最终组成。

在Calcium Aluminate Cement:Proceeding of the Centenary ConferenceAvignon 30June 2008"Quantitative mineralogical chemical and applicationinvestigations of high Alumina Cements from different sources"H.Pollmann&Al中更详细地描述了用X射线衍射的这种方法。

特别地，使用的用X射线衍射的方法实际上分别对应于法国和欧洲的标准NF EN13925-1和EN 13925-1。

相对于水泥的组成的总重量，在下文的表6、分别在表7中给出了在实施例1、分别在实施例2至4中获得的铝酸钙水泥的按重量计的组成：

表6

表7

此外，在实施根据本发明的方法的其他实施例中，使用与用于实施例1中的那些相同但分别具有约400μm和2mm的中值直径d50的原材料，在实施例1的炉中获得铝酸钙。

尽管将更大中值直径d50的原材料引入到炉中，但是这些铝酸钙在炉的出口处不具有任何未熔化的产品。

在实施根据本发明的方法的最后的实施例中，使用红矾土和石灰石在实施例1的炉中也获得铝酸钙，其中所有的其他实验条件保持与实施例1中所描述的那些相同。

在上文所描述的上述实施例中获得的所有铝酸钙都旨在用于建筑化学或耐火混凝土领域的应用中。

Claims

1.用于在工业炉(1)中制造铝酸钙的方法，根据所述方法：

a)将具有小于或等于6000μm的中值直径d50的氧化铝(Al₂O₃)和/或铝(Al)的原材料来源以及氧化钙(CaO)和/或钙(Ca)的原材料来源的细颗粒连续引入到容纳持续加热的熔池(11)的由耐火材料制成的槽(15)中以熔化原材料的所述细颗粒，以及

b)在所述槽(15)的出口处连续收集铝酸钙(16)液体物质。

2.根据权利要求1所述的制造方法，根据所述方法，在步骤a)中，将所述熔池(11)放置在包含一氧化碳(CO)的还原气氛下。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的制造方法，根据所述方法，在步骤a)中，所述还原气氛包含平均0.1％至100％的一氧化碳(CO)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的制造方法，根据所述方法，所述铝酸钙的所述熔池(11)的温度包括在1300℃和1700℃之间。

5.根据权利要求4所述的制造方法，根据所述方法，所述铝酸钙的所述熔池(11)的温度包括在1400℃和1600℃之间。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的制造方法，根据所述方法，在铝酸钙的所述熔池(11)中原材料的所述细颗粒的停留时间小于24小时。

7.根据权利要求6所述的制造方法，根据所述方法，在铝酸钙的所述熔池(11)中原材料的所述细颗粒的停留时间包括在30分钟和9小时之间。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的制造方法，根据所述方法，在步骤a)中，引入到所述槽(15)中的所述氧化铝(Al₂O₃)和/或铝(Al)的原材料来源选自：矾土、刚玉砂轮、催化剂载体、耐火砖、氢氧化物、冶金氧化铝、煅烧和熔化的氧化铝、铝行业的副产品和具有高氧化铝含量的制造不合格品、或它们的混合物中的一种，并且引入到所述槽(15)中的所述氧化钙(CaO)和/或钙(Ca)的原材料来源选自：石灰石、石灰和来自消耗石灰石和石灰的方法的副产品诸如炼钢或电冶金中的浆料或矿渣、或它们的混合物中的一种。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的制造方法，根据所述方法，原材料的所述细颗粒具有包括在100μm和1000μm之间的中值直径d50。

10.根据权利要求9所述的制造方法，根据所述方法，原材料的所述细颗粒具有包括在150μm和500μm之间的中值直径d50。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的制造方法，根据所述方法，在步骤b)之后，冷却在所述槽(15)的出口处收集的所述液体铝酸钙(16)物质。

12.根据权利要求11所述的制造方法，根据所述方法，自然地或以受控方式进行冷却。

13.根据权利要求11和12中任一项所述的制造方法，根据所述方法，粉碎冷却的铝酸钙(16)物质以形成铝酸钙水泥。

14.根据前述权利要求中任一项所述的制造方法，根据所述方法，将氧化铝(Al₂O₃)和/或铝(Al)的原材料来源以及氧化钙(CaO)和/或钙(Ca)的原材料来源的所述细颗粒以游离粉末的形式引入到所述槽(15)中。