EP4701991A1 - Verfahren zur nasschemischen änderung einer silikatstruktur, dessen reaktionsprodukt nebst anwendung und entsprechendes reaktorsystem - Google Patents

Abstract

Verfahren zur nasschemischen Änderung einer Silikatstruktur, bei dem man den auf den Silizium-Anteil bezogenen Anteil eines in der Silikatstruktur enthaltenen Metalls durch eine innerhalb eines durch eine äußere Begrenzung begrenzten Reaktionsraums erfolgende Einwirkung einer strömenden Behandlungsflüssigkeit innerhalb einer Einwirkzeit zu geringeren Werten hin verschiebt, wobei auch die Silikatstruktur in Bewegung versetzt ist und innerhalb der Einwirkzeit einen Strömungsweg durchströmt, wobei und ein Verhältnis aus der Länge des Strömungswegs bzw. Längenerstreckung der äußeren Begrenzung und der kubischen Wurzel des Reaktionsraumvolumens größer ist als 8, bevorzugt größer als 12, insbesondere größer als 16, dessen Reaktionsprodukt und Reaktorsystem.

Description

VERFAHREN ZUR NASSCHEMISCHEN ÄNDERUNG EINER SILIKATSTRUKTUR, DESSEN REAKTIONSPRODUKT NEBST ANWENDUNG UND ENTSPRECHENDES REAKTORSYSTEM

Die Erfindung betrifft das Gebiet der hydrometallurgischen nasschemischen Löseprozesse. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur nasschemischen Änderung einer Silikatstruktur, bei dem man den auf den Silizium-Anteil bezogenen Anteil eines in der Silikatstruktur enthaltenen Metalls durch eine innerhalb eines durch eine äußere Begrenzung begrenzten Reaktionsraums erfolgende Einwirkung einer strömenden Behandlungsflüssigkeit innerhalb einer Einwirkzeit zu geringeren Werten hin verschiebt, wobei auch die Silikatstruktur in Bewegung versetzt ist und innerhalb der Einwirkzeit einen Strömungsweg durchströmt. Derartige Verfahren sind gut bekannt, etwa durch die im großtechnischen Maßstab erfolgende Gewinnung von reinem Aluminium aus natürlichen Rohstoffen wie etwa Kaolin, wie sie beispielsweise in US 4,239,735 beschrieben ist. Als Behandlungsflüssigkeit schlägt dieses Dokument eine 36%ige Salzsäure (Säurelaugen) vor, um letztlich aus dem mit der Behandlungsflüssigkeit aus der Silikatstruktur gelösten Aluminium mit weiteren Behandlungsschritten im Wesentlichen reine AICI3 ■ 6 H2O Kristalle zu erhalten. Hierzu wird ein Batch-Reaktor herangezogen, in Form eines Rührkessels oder Rührkessel-Kaskaden, in welchen das Material für einen vorgegebenen Zeitraum, etwa zwei Stunden oder vier Stunden der Säurebehandlung ausgesetzt ist. Solche Rührkesselreaktoren sind dem Fachmann für derartige Verfahren ohnehin gut bekannt, ohne Weiteres kommerziell erhältlich und daher hier nicht weitergehend beschrieben. Säurelaugen im Rührkessel für 2 Stunden wird ebenfalls eingesetzt, um auf unübliche Weise gebrannte, nämlich blitzgebrannte (flash-kalzinierte) Alumosilikate zu einem mikroporösen anorganischen Teilchenmaterial werden zu lassen, da an aufgrund des Flashkalzinierens entstandenen Blasen ein Netzwerk aus Kanälen und Poren gebildet wird, wie in DE 698 17 732 T3 beschrieben ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art weitergehend zu verbessern, insbesondere im Hinblick darauf, das gewünschte Endprodukt in einer möglichst zufriedenstellenden Qualität in einer möglichst einfachen Verfahrensgestaltung zu erhalten.

Diese Aufgabe wird in verfahrenstechnischer Hinsicht durch eine Weiterbildung des Verfahrens der eingangs genannten Art gelöst, die im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, dass die Einwirkzeit von der Bewegungsgeschwindigkeit der Silikatstruktur abhängt und ein Verhältnis aus der Länge des Strömungswegs und der kubischen Wurzel des Reaktionsraumvolumens größer ist als 8, bevorzugt größer als 12, insbesondere größer als 16.

Dabei beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, dass eine einfachere Verfahrensgestaltung mit geringerem operativen Aufwand möglich ist, wenn man nicht wie im Stand der Technik auf das durch die Behandlung gewonnene Metall in möglichst Reinform als Endprodukt abzielt, sondern auf die nach der Behandlung noch Metall, jedoch in einem geringeren Verhältnis zum Silizium enthaltende Silikatstruktur. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren hängt die Einwirkzeit somit, anders als bei Rührkesseln oder deren Kaskaden von der Bewegungsgeschwindigkeit der Silikatstruktur ab (Flussreaktor bzw. Durchflussreaktor). Insoweit stellt die Erfindung, wenn diesbezüglich über Merkmale der Begrenzung ausgedrückt, eine Weiterbildung des Verfahrens der eingangs genannten Art bereit, die im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, dass der Reaktionsraum (100) ein länglich gebildeter Reaktionsraum eines Flussreaktors (Durchflussreaktors) mit einer sich von dem am Beginn (a) des Strömungswegs liegenden Reaktionsraumeingang zum am Ende (b) des Strömungswegs liegenden Reaktionsraumausgang erstreckenden Länge der äußeren Begrenzung und einem an einer jeweiligen Längenposition durch die äußere Begrenzung begrenzten Strömungsquerschnitt ist und ein Verhältnis aus der Längenerstreckung der äußeren Begrenzung und der kubischen Wurzel des Reaktionsraumvolumens größer ist als 8, bevorzugt größer als 12, insbesondere größer als 16.

Bevorzugt vorgesehen wird ein Verfahren, bei dem der räumliche Abstand zwischen Beginn und Ende des Strömungswegs geringer ist als die Länge des Strömungswegs, bevorzugt um wenigstens einen Faktor 2, insbesondere um wenigstens einen Faktor 4. Dies erlaubt eine günstigere Realisierung zur Aufbringung eines Energieeintrags in das System.

Bevorzugt vorgesehen wird ein Verfahren, bei dem die kürzeste fluidkommunizierende (eine Fluidkommunikation erlaubende) Verbindung im Reaktionsraum zwischen Beginn und Ende des Strömungswegs bzw. zwischen Reaktionsraumein- und -ausgang nicht geringer ist als 60%, insbesondere nicht geringer ist als 80% der Länge des Strömungswegs. Dies mindert Abweichungen von bevorzugt laminarem Strömungsverhalten. In diesem Zusammenhang wird es bevorzugt, dass die Reynolds Zahl beim Strömen entlang des Strömungswegs 4000 nicht übersteigt, bevorzugt 3000 nicht übersteigt, weiter bevorzugt 2500 nicht übersteigt, insbesondere 2000 nicht übersteigt.

Bevorzugt vorgesehen wird ein Verfahren, bei dem ein in m³/s gemessener Volumenstrom der Behandlungsflüssigkeit nebst mitgeführten Silikatstruktur-Partikeln nicht größer ist als 8%, bevorzugt nicht größer als 2%, insbesondere nicht größer als 0,8% der in m/s gemessenen Bewegungsgeschwindigkeit der Silikatstruktur. Dies erlaubt eine günstige Konfiguration für einen effizienten Energieeintrag. Bevorzugt vorgesehen wird ein Verfahren, bei dem eine von der Behandlungsflüssigkeit und den mitströmenden Silikatstruktur-Partikeln durchströmter Querschnitt (der Strömungsquerschnitt) über den Strömungsweg gemittelt nicht größer ist als 4 dm², bevorzugt nicht größer als 1 dm², nochmals weiter bevorzugt nicht größer als 40 cm², nochmals weiter bevorzugt nicht größer als 20 cm², weiter bevorzugt nicht größer als 6 cm², insbesondere nicht größer als 4 cm² oder sogar als 2 cm². Dieser Querschnitt könnte der einer rohrförmigen, insbesondere schlauchförmigen Begrenzung sein. In diesem Zusammenhang wird als Begrenzung ein Schlauch vorgesehen, insbesondere aus einem Kunststoffmaterial, etwa einem PFA Schlauch. Der Schlauch könnte in einer Nut eines Wandheizungssystems eingelegt sein und/oder spulenartig aufgewickelt angeordnet sein. Bevorzugt ist der Quotient aus der Fläche der äußeren Begrenzung und dem Volumen des Reaktionsraums in cm’¹ gemessen größer als TT^1/2/10, bevorzugt größer als TT^1/2/5, weiter bevorzugt als (n75)^1/2, sogar als (4n76)^1/2.

Bevorzugt vorgesehen wird ein Verfahren, bei dem der Reaktionsraum einem von einer Energiequelle, insbesondere Heizeinrichtung, bereitgestellten Energieeintrag unterworfen ist.

Bevorzugt vorgesehen wird ein Verfahren, bei dem die Silikatstruktur-Partikel in einem zerkleinerten Zustand aufgegeben werden, wobei eine maximale Querabmessung von wenigstens 95% der Silikatstruktur-Teilchen geringer ist als 12%, bevorzugt als 10%, insbesondere als 8% der Durchströmquerschnittabmessung (Durchmesser oder effektiver Durchmesser) des Reaktionsraums, und/oder eine Querabmessung von wenigstens 50% der Silikatstruktur-Teilchen größer ist als 0,04 %, bevorzugt größer als 0,1 %, insbesondere größer als 0,3 % des Durchströmquerschnitts. Bevorzugt ist zudem die Maximalgröße der Partikel in ihrer größten räumlichen Ausdehnung nicht mehr als 40%, insbesondere als 30% der (insbesondere geringsten) Durchströmungsquerschnittsabmessung des Reaktionsraums.

Bevorzugt vorgesehen wird ein Verfahren, bei dem die Bewegungsgeschwindigkeit auf eine Einwirkzeit von kleiner oder gleich 30 Minuten, bevorzugt kleiner oder gleich 20 Minuten, weiter bevorzugt kleiner oder gleich 15 Minuten, insbesondere kleiner oder gleich 10 Minuten und/oder auf eine Einwirkzeit von wenigstens 20 see. , bevorzugt wenigstens 2 min gesteuert wird. Dies begünstigt die Verschiebung hin zu zwar deutlich geringeren, aber immer noch vorhandenen gewünschten Metallanteilen. Als Länge des Strömungsweg ist bevorzugt wenigstens 1m, insbesondere wenigstens 5m und/oder nicht mehr als 500 m, insbesondere nicht mehr als 300 m vorgesehen. Unter „Metall“ alleinstehend oder in Begriffen wie „Metallanteil“ ist nicht eingeschränkt die ausschließlich metallische Form mit Oxidationsstufe 0 zu verstehen, sondern allgemein auch Mischformen in Form von etwa Misch-Oxiden- Carbonaten oder -Sulfaten wie sie z.B. typischerweise in Schichtsilikaten auftreten.

Bevorzugt vorgesehen wird ein Verfahren, bei dem das Gewichtsverhältnis von Silikatstruktur-Partikeln zu Behandlungsflüssigkeit größer ist als 5%, bevorzugt größer als 10%, weiter bevorzugt als 15%, insbesondere als 20% und/oder 60%, bevorzugt 50%, insbesondere 40% nicht übersteigt.

Bevorzugt vorgesehen wird ein Verfahren, bei dem die strömende, die Silikatstruktur- Partikel mitführende Behandlungsflüssigkeit unter einem Druck von mehr als 1 bar, bevorzugt mehr als 2 bar, insbesondere mehr als 4 bar steht, wobei der Druck bevorzugt 20 bar nicht übersteigt, weiter bevorzugt 18 bar nicht übersteigt, insbesondere 15 bar nicht übersteigt.

Bevorzugt vorgesehen wird ein Verfahren, das unter einer Temperatur von wenigstens 70°C, bevorzugt wenigstens 100°C, weiter bevorzugt wenigstens 120°C, insbesondere wenigstens 140°C beträgt, und/oder 220°C nicht übersteigt, weiter bevorzugt 210°C nicht übersteigt, insbesondere 200°C nicht übersteigt.

Bevorzugt vorgesehen wird ein Verfahren, bei dem die Behandlungsflüssigkeit eine Säure in einer Konzentration von wenigstens 5%, bevorzugt wenigstens 12%, weiter bevorzugt wenigstens 18%, insbesondere wenigstens 24% enthält, wobei die Konzentration bevorzugt geringer ist als 50%, weiter bevorzugt 40% nicht übersteigt, insbesondere 30% nicht übersteigt.

In einer in Betracht gezogenen Verfahrensgestaltung ist vorgesehen, dass die Zusammensetzung der Reaktanden durch eine stromabwärts des Reaktionsraumeingangs von diesem beabstandet erfolgende Zugabe eines Reaktanden, insbesondere von Säure, geändert wird, wobei der Reaktionsraum zwischen Eingang und Zugabestelle bevorzugt zusammenhängend ausgebildet ist. Eine solche Zugabe könnte auch mehr als einmal erfolgen, etwa an nochmals weiter stromabwärts liegenden weiteren Zugabestellen. Beispielsweise könnte die herangezogene Säure oder Säuremischung als Reaktand, insbesondere Salzsäure, auf diese Weise multipel zugegeben werden. Eine derartige Zugabe ist nicht auf eine Zugabe in flüssiger Form eingeschränkt, sie könnte auch durch Einleiten von beispielsweise gasförmigem HCl erfolgen.

Durch diese stufenweise Zugabe an unterschiedlichen Reaktionspunkten entsprechenden Zugabestellen kann die Reaktionskinetik durch Erhöhung der Reaktanden- Konzentration gewünscht beeinflusst werden. Zudem lässt sich hierdurch die Energieeffizienz des Verfahrens beeinflussen. Auch bei AI:CI Verhältnissen von geringer als 1 :3 kann eine hohe Löserate des Aluminiums erzielt werden. Als Alternative für HCl käme z.B. auch eine AICh-Lösung in Betracht.

Eine beispielsweise bei Acidolyse mit Salzsäure (= Reaktant 2) auftretende Hauptreaktion kann wie folgt kurz beschrieben werden:

AI2O3 * 2SiO₂ * 2H₂O + 6HCI -> 2AICL + 2SiO₂ + 5H₂O

Als Nebenreaktion auftreten kann:

Me_xO_y + 2_y * HCl -> x * MeCI(₂y_(X)) + y * H₂O

Wobei Me für Fe, Ca, K, Na, Sr, Mg etc. steht. Als Rohstoff (= Reaktant 1) kann wie bereits gesagt Meta-Kaolin (kalziniertes Kaolin) von je nach ursprünglicher Lagerstätte unterschiedlicher Qualität herangezogen, oder andere vergleichbare Stoffe (z.B. Enriched- Kaolin, nicht kalziniert). Von kalzinierten Tonen (Metakaolin) werden bevorzugt Nicht-Flash kalzinierte Tone bevorzugt, bei denen die Schichtstruktur keinen durch ein Flash-Kalzinieren hervorgerufenen Einwirkungen unterworfen wird.

Ein dem Flussreaktor zugeführtes Reaktionsgemisch (als erste Suspension bezeichnet), kann zunächst in einem Anmischbehälter aus Wasser, z.B. Salzsäure und Rohstoff vorgelegt werden. Die Vorratsquelle der Säure kann bevorzugt räumlich getrennt von einem den Reaktor enthaltenden Schutzbehälter aufgestellt werden.

Diese erste Suspension kann z.B. bei Raumtemperatur ständig gerührt und mittels einer Pumpeinrichtung in den Flussreaktor gepumpt werden (es versteht sich, dass die Pump- und Durchflusseinstellungen vom Gesamtsetting abhängen und insbesondere im Rahmen der oben angegebenen Werte eingestellt werden können, Gleiches gilt für die Temperatur- und Druckeinstellungen).

Nach erfolgter Reaktion kann das Reaktionsgemisch (nachfolgend als zweite Suspension bezeichnet) in einem Slurry-Behälter aufgefangen werden. Hinsichtlich des auf den Silizium-Anteil bezogenen Anteil des enthaltenden Metalls, der durch die Behandlung im Reaktionsraum zu geringen Werten hin verschoben wird, wird es bevorzugt, dass diese Verschiebung durch ein Herauslösen des Metalls aus der Silikat-Struktur zu Stande kommt, wobei bevorzugt mehr als 60%, weiter bevorzugt mehr als 70%, insbesondere mehr als 75%, sogar mehr als 77% des Metalls, bevorzugt in zahlreichen Beispielen Aluminium, herausgelöst werden. Es wird jedoch ebenfalls bevorzugt, dass mehr als 3%, bevorzugt mehr als 5%, weiter bevorzugt mehr als 7%, sogar mehr als 9% des ursprünglich enthaltenen Metalls, insbesondere Aluminium, in der Silikat-Struktur verbleiben.

Steuerungstechnisch ist insbesondere vorgesehen, eine Dosierung des Reaktanden, etwa HCl, in Form einer Regelung vorzunehmen, insbesondere über inlineerfolgende pH- Messungen und/oder Viskositätsmessungen der Reaktionslösung. Im Zusammenhang mit dem vergleichsweise geringen Reaktorvolumen kann somit durch präzises Zudosieren eine ansonsten je nach schwankendem Ausgangsmaterial potentiell drohende Gefahr einer Überdosierung verringert bzw. vermieden werden. Auch die Temperatur des Prozesses wird bevorzugt überwacht. Insbesondere wird an einem oder mehreren der folgenden Positionen des Verfahrens die Temperatur durch insbesondere extern angebrachte Temperaturfühler aufgezeichnet: Im Anmischbehälter, nahe der Pumpe für das Pumpen in den Reaktionsraum, dem Slurry-Behälter zum Auffangen des Reaktionsgemisches. Weitere Temperaturaufzeichnungen können zwischen Heizreaktoren vorgesehen werden, welche die den Energieeintrag für die Reaktion bewirkende Wärme erzeugen, ggf. auch zwischen einem Heizreaktoraustritt und einem Kühlwasserbadeintritt, wie auch im Kühlwasserbad bzw. am Kühlwasserbadaustritt. Ebenfalls kann die Raumtemperatur gemessen und der Steuerung zugeführt werden.

Bevorzugt vorgesehen wird ein Verfahren, bei dem die medienberührenden Innenflächen der äußeren Begrenzung korrosionsbeständig ausgebildet sind, und als Material insbesondere eines oder mehr aus der Gruppe SiC, Glas, Keramik oder einem Kunststoff wie beispielsweise PTFE oder PFA aufweist. Bevorzugt vorgesehen wird ein Verfahren, bei dem man die nach dieser Verschiebung/Einwirkung noch Metall enthaltende Silikatstruktur nach Durchströmen des Strömungswegs von der Behandlungsflüssigkeit trennt. Die Trennung könnte durch eine kontinuierlich ablaufende Abtrennung erfolgen, jedoch auch in einer Batch-Weise, wobei Letztere durchaus auch bevorzugt ist. Beispielsweise kann für die Trennung eine Kammerfilterpresse herangezogen werden.

Die bei der Trennung entstehende Flüssigphase, welche Polyaluminiumchlorid enthält, kann in einem Behälter vorgegebener Dimension aufgefangen werden, dessen Fassungsvermögen bevorzugt ein Vielfaches des Reaktorvolumens ist. Sie kann ggf. weiter analysiert und bei Bedarf an interessierte Abnehmer transportiert oder noch weiter verarbeitet werden.

Bevorzugt vorgesehen wird ein Verfahren, bei dem die (Ausgangs-)Silikatstruktur aus einem natürlichen Aluminiumsilikat gebildet ist, insbesondere einem Schichtsilikat, bevorzugt Kaolin oder durch dessen Dehydrierung (aber auch bevorzugt durch übliches Kalzinieren, d.h. nicht durch Flash-Kalzinieren) entstandenes Metakaolin.

Weiter betrifft die Erfindung ein Reaktorsystem mit einer durch eine äußere Begrenzung begrenzten Reaktionsraum, ausgelegt und gesteuert zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Aspekte. So kann der den Strömungsweg definierende Reaktionsraum eine oder mehrere von dessen Eingang und untereinander getrennte Zugabeöffnungen zur Bildung der oben erläuterten Zugabestellen aufweisen. Zudem kann der Reaktorraum an eine Heizeinrichtung angekoppelt sein, um einen Energieeintrag zu ermöglichen. Hinsichtlich der Beheizungstechnik wird zum einen an eine Direktbeheizung gedacht, etwa in Form einer oder mehrerer elektrischer Heizeinrichtungen, beispielsweise über Widerstandsheizung, oder auch Mikrowellenstrahlung. Es wird jedoch auch an eine indirekte Beheizung über ein Wärmeträgermedium gedacht, bevorzugt in Form von Thermoöl oder Heißdampf. Auch können Kombinationen direkter und indirekter Beheizung vorgesehen sein. In einer möglichen konstruktiven Gestaltung des Flussreaktors können beispielsweise zwei übereinanderstehende Hohlzylinder vorgesehen werden, und ein den Reaktionsraum begrenzender Schlauch (auch Reaktionsschlauch bezeichnet) von außen um die Zylinder gewickelt sein. Der Reaktionsschlauch ist ausreichend hochtemperaturbeständig und ausreichend beständig gegen die verwendeten Chemikalien. Der Reaktionsschlauch kann beispielsweise aus einem glatten Schlauch aus einem Kunststoff bestehen und zudem mit einer äußeren Verstärkung versehen sein, etwa einer Umflechtung aus z.B. Edelstahl. Der Schlauch selbst kann als glatter Schlauch aus einem Material wie PTFE als Seele gebildet sein.

Bei diesem konkreten Beispiel kann der Reaktionsschlauch derart aufgewickelt sein, dass sich ein Volumen des Reaktionsraums von wenigstens 0,2 I, weiter bevorzugt wenigstens 0,4 I, insbesondere wenigstens 0,6 I ergibt, bevorzugt ist das Volumen des Reaktionsraums nicht größer als 8 I, weiter bevorzugt nicht größer als 6 I, nochmals weiter bevorzugt nicht größer als 4 I, insbesondere nicht größer als 2 I. In einem konkreten Ausführungsbeispiel könnte das Reaktionsvolumen ca. 0,75 I betragen.

Für das an das Innere der Hohlzylinder angekoppelte Heizsystem kann ein externes Ölbad herangezogen werden, als Temperierflüssigkeit ein Thermal-HS-ÖI z.B. auf Silikonbasis verwendet werden.

In einer bevorzugten Gestaltung wird der Volumenstrom durch den Reaktionsraum auf wenigstens einen Liter pro Stunde gesteuert, bevorzugt wenigstens zwei Liter pro Stunde, weiter bevorzugt wenigstens drei Liter pro Stunde, auch höher wie etwa vier Liter pro Stunde oder mehr. Ebenfalls wird es bevorzugt, wenn dieser Volumenstrom (Durchfluss) nicht mehr als 20 Liter pro Stunde beträgt, ebenfalls bevorzugt nicht mehr als 16 Liter pro Stunde, weiter bevorzugt nicht mehr als 12 Liter pro Stunde, sogar nicht mehr als 8 Liter pro Stunde. Es versteht sich, dass die Erfindung auch größere Anlagen in Betracht zieht, die insgesamt einen auch deutlich höheren Gesamtdurchfluss erreichen. Für derartige Gestaltungen wird es jedoch bevorzugt, mehrere Reaktionsräume parallel zu beschicken, so dass die oben genannten Werte bevorzugt in wenigstens einem, bevorzugt mehreren, insbesondere der überwiegenden Anzahl der herangezogenen parallelen Reaktionsräume erreicht werden.

Der Flussreaktor kann als Plug-Flow-Reaktor ausgelegt sein. Es wird jedoch auch an Varianten mit Bereichen turbulenter Strömung gedacht. Auch dann wird es bevorzugt, wenn die mittlere Aufenthaltsdauer (Volumen des Reaktionsraums/Durchsatz) nicht mehr als 30%, bevorzugt nicht mehr als 20%, insbesondere nicht mehr als 10% von einer durch rein laminare Strömung definierter Referenzdauer bei ansonsten gleichen Bedingungen abweicht. Hinsichtlich der für das Durchströmen des Flussreaktors eingesetzten Pumpentechnik ist die Erfindung nicht grundsätzlich eingeschränkt. Bevorzugt kommen jedoch Schlauchquetschpumpen und/oder Zahnradpumpen zum Einsatz. Bevorzugt ist wenigstens eine Pumpe im Reaktionsraum vorgelagert. Es kann jedoch auch eine weitere Pumpe stromabwärts des Reaktionsraums vorgesehen sein, beispielsweise zwischen eine Filtereinrichtung und einen dem Reaktionsraum nachgelagerten Tank.

Die Steuerung der Anlage kann bevorzugt auf Inline-Messwerte wie z.B. pH und/oder Viskosität zurückgreifen. Beispielsweise könnten entsprechende Messsonden inline vorgesehen sein, etwa am oder nahe des Ausgangs des Reaktionsraums. Ein Abtrennen der Silikat-Strukturteilchen könnte etwa in Form einer Membranfilterpresse erfolgen, eine Trocknung des abgetrennten Materials durch übliche Trockentechnik. Zur Bereitstellung/als Quelle von Behandlungsflüssigkeit und (Ausgangs-)Silikat-Struktur können Ausgangsbehälter vorgesehen werden. Zu diesen könnte eine Rückführung von saurem Waschwasser erfolgen, welches dem Trennschritt nachgelagert abgezogen wird.

Bei den auf diese Weise gewonnenen Silikatstruktur-Partikeln sind Eigenschaften feststellbar, die sie als z.B. Zusatzstoffe für z.B. Baustoffe wie etwa Beton günstig einsetzbar erscheinen lassen.

Die Erfindung betrifft somit auch im Allgemeinen ein Material, das als Zusatzstoff für einen nach Wasserzugabe fließfähigen und unter Ausbildung von festigkeitsbildenden CSH- Phasen erstarrungsfähigen Baustoff wie etwa Beton einsetzbar ist.

Derartige Zusatzstoffe für z.B. Zemente, Mörtel, Betone oder andere hydraulische Bindemittel sind in der Technik vielfach bekannt und dienen der Verbesserung einzelner oder auch mehrerer Eigenschaften der Baustoffe im Einsatz bis hin zu den daraus gefertigten Teilen. In der historischen Entwicklung von Baustoffsystemen auf Grundlage derartiger Baustoffe ohnehin bekannt sind die seit langer Zeit eingesetzten zugfestigkeitssteigernden Verstärkungsmittel etwa in Form von Bewehrungsstählen oder in Form von Faserverstärkungen durch Zusatzstoffe in Form von zugegebenen Fasern aus diversen Materialien. Des Weiteren gibt es typische auch kommerziell erhältliche Mikrosilica, die vielfach und üblicherweise als Zusatzstoffe eingesetzt werden, mit ihren sehr hohen SiÜ2- Gehalten, z.B. von 97% (z.B. white microsilica Q1 der BCK Bau-Chemie-Kontor VertriebsGmbH) und anderen gezielt limitierten Bestandteilen, etwa Aluminium mit maximal 0,3 Gew.% (gemessen in AI2O3). Zum anderen ist etwa in EP 0 517 869 B1 beschrieben, wie einem auf Portland-Zement basierendem System ein Carbonatdonor mit dem Ziel, rasch höhere Festigkeiten zu erreichen, zugegeben wird. Zusatzstoffe wie z.B. Natriumcarbonat, Natriumsulfat, Calciumhydroxid sind in DE 4223494 C2 beschrieben, ebenfalls zum Erreichen hoher Frühfestigkeiten. Ein weiteres beschleunigtes System ist in DE 4313148 beschrieben, bei dem Portland-Zement unter gezieltem Verzicht auf aluminathaltige Erstarrungsbeschleuniger ein Sulfatträger und ein Erstarrungsverzögerer sowie Zusatzstoffe in Form von Mikrosilica oder, Metakaolin als rückprallmindernder Zusatzstoff (für Spritzbeton), sowie Natriumcitrat und Ligninsulfat zugegeben wird. Auch eine Zugabe von Gluconat ist bekannt, etwa aus DE 10141864 A1. In DE 197 54 826 A1 ist eine gesonderte Zumischung einer reaktiven CaSO₄-Verbindung offenbart, damit sich nach der Härtungsphase möglichst kein Sekundäretrengit mehr bildet. In DE 21 2012 000 163 U1 wird ein Betonzusatzstoff mit einem puzzolanischen Träger, aus Flugasche in kugeliger Kornform für ein photokatalytisches Material offenbart. Die Zugabe von Halogeniden wird in EP 1 719 742 A1 eingangs als zur Beschleunigung der CSH-Phasenbildung als besonders effektiv beschrieben. Diese Schrift schlägt allerdings als Zusatzstoff hochfeines Calciumhydroxid mit sehr hoher spezifischer Oberfläche bzw. geringen Korngrößen zur Bildung hoher Frühfestigkeiten vor. Jeder der oben aufgeführten Zusatzstoffe hat seine jeweils eigenen spezifischen Vor- und Nachteile.

Der Erfindung liegt aus materialtechnischer Sichtweise im Allgemeinen auch die Aufgabe zugrunde, einen Zusatzstoff der zuvor genannten Art vorteilhaft weiterzubilden, insbesondere mit Blick auf eine geeignete Kombination von sowohl technischen, wie z.B. eine zufriedenstellende erreichte Druckfestigkeit und insbesondere zufriedenstellende Biegefestigkeit, als auch das Erscheinungsbild des Endprodukts betreffenden Eigenschaften.

Hierzu stellt Erfindung bereit eine Weiterbildung eines als einen solchen Zusatzstoff der zuvor genannten Art einsetzbares Material, das im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, dass das silikathaltige Teilchen aufweisende Material Aluminium aufweist, wobei die Summe des Aluminium-Anteils des Materials, gerechnet als AI2O3, dem Anteil eines etwaigen und bevorzugt vorgesehenen Anteils an Titan des Materials, gerechnet als TiO?, und einem etwaigen, bevorzugt vorgesehenen Anteil von Zirkonium des Materials, gerechnet als ZrC>2, wenigstens 0,6% beträgt, der Al-Gehalt jedoch geringer ist als 32%, bevorzugt geringer als 24%, insbesondere geringer als 16%, wobei die Prozentwerte (hier und im Folgenden) jeweils als Gewichtsprozent (Gew.%) zu verstehen sind. In einer bevorzugten Gestaltung ist der auf AI2O3 bezogene Al-Gehalt wenigstens 0,36%, bevorzugt wenigstens 0,42%, insbesondere wenigstens 0,48%, es wird jedoch auch an Anteile von wenigstens 0,6%, auch wenigstens 0,75% gedacht. Für weitere bevorzugte Ausführungsformen wird in diesem Zusammenhang auch an Al-Gewichtsprozentanteile (bezogen auf AI2O3) von mehr als 3%, bevorzugt mehr als 3,6%, insbesondere mehr als 4,2% gedacht. Während der Hauptmaterialanteil durch Silizium (bezogen auf SiC>2) gebildet ist, insbesondere mit als SiC>2 gerechneten Anteilen von mehr als 64%, bevorzugt mehr als 80%, weiter bevorzugt mehr als 84%, insbesondere mehr als 88%, ist insbesondere bei höheren Al-Anteilen auch an Si-Anteile von weniger als 94,5%, auch weniger als 94%, sogar als 93,5% gedacht. In Varianten mit etwas geringeren Aluminium-Anteilen, bzw. anderen Anteilen der Mitglieder der Gruppe für die oben genannte Summe wird auch an höhere Si- Anteile gedacht, etwa 95% oder mehr, 96% oder mehr, oder auch 97% oder mehr. Die Silikatmatrix der Teilchen ist bevorzugt schichtartig aufgebaut. Das Material weist reaktives SiC>2 auf und wirkt puzzolanisch.

In einer besonders bevorzugten Variante beträgt der Titan-Anteil, gerechnet als TiC>2, wenigstens 0,2%, bevorzugt wenigstens 0,3%, weiter bevorzugt wenigstens 0,4%, wobei auch an Varianten von wenigstens 0,5% gedacht wird. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist Zr, gerechnet als ZrÜ2, in wenigstens 0,02 %, bevorzugt in wenigstens 0,03 %, weiter bevorzugt in wenigstens 0,04 % enthalten. Hinsichtlich TiC>2 wird jedoch auch an Werte von geringer 0,96%, bevorzugt geringer 0,88%, weiter bevorzugt geringer 0,8 % auch geringer 0,75% gedacht. Der ZrC>2- Anteil ist bevorzugt geringer als 1 ,0 %, bevorzugt geringer 0,8%, auch geringer 0,5%, sogar geringer als 0,3%.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die oben erwähnten Anteile von AI, Ti und Zr in ihren zuvor auch quantifizierten Anteilen Bestandteil der Silikatmatrix der Teilchen sind, also in die Silikatmatrix bzw. Silikat-Struktur der Teilchen eingebunden sind, und nicht lediglich in Form weiterer Teilchen zugegeben sind oder nur an den Teilchen mit der Silikatmatrix haften. Insoweit finden sich diese Anteile aufgrund ihrer Einbindung in die Silikatmatrix auch im Inneren der Teilchen, welche selbst bevorzugt mesoporös sind - im Gegensatz zu einer Mikroporosität, wie sie beim Flash-Kalzinieren aufgrund des Blasenbildungseffekts des Flash-Kalzinierens entstehen würde. Erfindungsgemäß nicht ausgeschlossen wäre jedoch das Enthalten weiterer dieser Bestandteile oder weiterer Materialanteile im Material in nicht in die Silikatmatrix eingebundener Weise. Die Erfindung schließt somit nicht Materialien aus, welche ein Komposit-Material aus den zuvor erläuterten silikathaltigen Teilchen mit den in deren Silikatmatrix eingebundenen Anteilen als eine erste Komponente und einer zweiten Komponente (oder noch weiteren Komponenten) aufweist, wobei sich die bislang und folgend angegebenen Werte einschließlich der oben angegebenen Obergrenze für den Al-Gehalt dann auf diese erste Komponente beziehen würde.

In einer weiteren Variante ist vorgesehen, dass in die Silikatmatrix der Teilchen eingebunden sind Eisen, gerechnet als Fe2O3, von 0,01%, auch 0,02%, bevorzugt jedoch nicht mehr als 1 ,5%, weiter bevorzugt nicht mehr als 0,5%, insbesondere nicht mehr als 0,3%.

Ebenfalls vorgesehen werden können geringe Bestandteile von Calcium, gerechnet als CaO, von bevorzugt nicht mehr als 0,2%, und/oder Magnesium, gerechnet als MgO, von bevorzugt nicht mehr als 0,3%, ggf. auch Kalium, gerechnet als K2O, von bevorzugt nicht mehr als 2%, insbesondere als 1 % eingebunden sein.

In einer weiteren bevorzugten Gestaltung weichen die Teilchen erheblich von einer kugelförmigen Form ab, indem sie eine in einer Raumrichtung gegenüber der Ausdehnung der Teilchen in der dazu orthogonalen Ebene kleine Ausdehnung aufweisen. Bevorzugt sind die Teilchen in diesem Sinne somit plättchenförmig. Bezeichnet d den effektiven Durchmesser der Ausdehnungsfläche eines plättchenförmigen Teilchens (d.h. d=2 (A/u)^1/2, wenn A die Flächenausdehnung des plättchenförmigen Teilchens ist), ist das Verhältnis aus Plättchendicke zu d bevorzugt geringer als 0,4, weiter bevorzugt als 0,24, nochmals weiter bevorzugt als 0,16, insbesondere geringer als 0,13. Dieses Verhältnis ist jedoch bevorzugt größer als 0,03, weiter bevorzugt als 0,04, insbesondere als 0,05, wobei sich die Werte für dieses Verhältnis auf den über die Teilchen des Materials gemittelten Wert (arithmetisches Mittel) beziehen. Bevorzugt haben zudem wenigstens 60%, weiter bevorzugt wenigstens 70%, insbesondere wenigstens 80% der einzelnen Teilchen Verhältnisse in diesen Bereichen. Die flächige Ausdehnung ist bevorzugt entlang der Schichten bei bevorzugt schichtartiger Silikatmatrix.

Über diese gegenüber einer Kugelform asymmetrischen Gestaltung der Teilchen kann zudem eine Wachstumsrichtung der CSH-Phasen anisotrop vorgegeben werden, nämlich mit überwiegender Richtungskomponente orthogonal zu der geringen Ausdehnungsrichtung (Plättchendicke) der jeweiligen Teilchen. Insoweit ist auch vorgesehen, dass die Struktur der Teilchen einen zu einer anisotropen CSH-Phasen- Wachstumsrichtung lenkenden Träger für CSH-Phasen bildet.

Dieser Aspekt der gegenständlichen Erfindung wird auch als eigenständig schutzwürdig offenbart. So offenbart die Erfindung als eigenständig schutzfähig ein als Zusatzstoff für einen nach Wasserzugabe fließfähig unter Ausbildung von festigkeitsbildenden CSH-Phasen erstarrungsfähigen Baustoff einsetzbares, silikathaltige Teilchen aufweisendes Material, mit einem auf AI2O3 bezogenen Aluminiumgehalt der Teilchen von bevorzugt geringer als 32%, weiter bevorzugt geringer als 24%, insbesondere geringer als 16%, bei welchem die Struktur der Teilchen einen zu einer anisotropen CSH- Phasen-Wachstumsrichtung lenkenden Träger für CSH-Phasen bildet. Dies fördert eine Druckfestigkeit und Biegefestigkeit eines Baustoffes, für den der Zusatzstoff eingesetzt wird.

In diesem Zusammenhang ist bevorzugt vorgesehen, dass das Material einen Aktivitätsindex von größer 104%, bevorzugt größer 106%, insbesondere größer 108% gemäß den EN 196-1 :2016 aufweist, und/oder einen auf Biegefestigkeit bezogenen Aktivitätsindex von größer 105%, bevorzugt größer 107%, insbesondere größer 109% aufweist, wobei an die Stelle des Druckfestigkeitstests der genannten Norm für die Bestimmung des Aktivitätsindex ein Biegefestigkeits-Test gemäß EN 196-1 :2016 herangezogen wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die BET-Oberfläche des Materials wenigstens 70 m²/g, bevorzugt wenigstens 100 m²/g, insbesondere wenigstens 130 m²/g, und/oder geringer als 400 m²/g, bevorzugt geringer als 370 m²/g, insbesondere als 340 m²/g, und/oder die Ölzahl des Materials ist größer als 30, bevorzugt als 35, insbesondere als 40, und/oder geringer als 110, bevorzugt geringer als 100, insbesondere geringer als 90. In einer weiter in Betracht gezogenen Ausführungsform (etwa auf Grundlage nicht kalzinierter Tone) ist die BET-Oberfläche geringer als 180 m²/g, weiter bevorzugt geringer als 165 m²/g, insbesondere geringer als 150 m²/g. In einer weiteren angedachten Ausführungsform liegt die BET-Oberfläche des Materials innerhalb dieser Parameter vor einer (etwaigen) die BET- Oberfläche beeinflussenden thermischen Nachbehandlung.

In einerweiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Material einen Weißgrad L* (im LAB-Farbraum) von größer 92, bevorzugt größer 95, nochmals bevorzugt größer 96, insbesondere größer als 97 aufweist. Derartige Werte sind bislang im Stand der Technik über insbesondere schichtartig aufgebaute Silikatstrukturen nicht erreichbar gewesen. Insoweit stellt die Erfindung auch ein puzzoianisches Weißpigment für Baustoffe bereit.

Demnach offenbart die Erfindung als eigenständig schutzfähig auch ein insbesondere als Zusatzstoff für einen nach Wasserzugabe fließfähigen und unter Ausbildung von festigkeitsbildenden CSH-Phasen erstarrungsfähigen Baustoff einsetzbares, silikathaltige Teilchen aufweisendes puzzoianisches Weißpigment, mit einem Weißgrad L* von größer 92, bevorzugt größer 95, nochmals bevorzugt größer 96, insbesondere größer als 97. Dieser auch unabhängige Aspekt der Erfindung lässt sich mit den oben und weiter unten erläuterten weiteren Aspekten der Erfindung ohne Weiteres kombinieren. So ist bevorzugt ein (als AI2O3 gerechneter) Aluminiumgehalt nicht größer als 32%, weiter bevorzugt geringer als 24%, insbesondere geringer als 16%. Insbesondere in diesem Zusammenhang wird auch ein Zr- Gehalt von weniger als 0,6 Gew.%, insbesondere weniger als 0,5 Gew.%, weiter bevorzugt als 0,35 Gew.%, insbesondere als 0,2 Gew.% bevorzugt, wiederum gerechnet als ZrÜ2.

Ebenfalls bevorzugt vorgesehen, dass dgs der Teilchen geringer ist als 70 pm, bevorzugt geringer als 60 pm, weiter bevorzugt geringer als 50 pm. Auch wird bevorzugt, dass bei Nass-Siebung mit einer Maschenweite von 125 pm der Rückstand geringer ist als 2%, und/oder bei einer Nass-Siebung mit Maschenweite von 63 pm der Rückstand geringer ist als 3%.

In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung ist hinsichtlich der Größenverteilung zudem vorgesehen, dass der Durchgang bei Nass-Siebung mit Maschenweite von 25 pm geringer ist als 40%, bevorzugt als 30%, insbesondere als 20%. In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung ist hierzu vorgesehen, dass der Durchgang bei Nass-Siebung mit Maschenweite von 20 pm geringer ist als 40%, bevorzugt als 30%, insbesondere als 20%. In einer nochmals weiter bevorzugten Ausgestaltung ist hierzu vorgesehen, dass der Durchgang bei Nass-Siebung mit Maschenweite von 15 pm geringer ist als 40%, bevorzugt als 30%, insbesondere als 20%. Dies liefert eine gute Kombination aus zufriedenstellender Aktivität und nicht zu hohem Wasserbedarf bei einem Einsatz des Materials in einer Baustoffmischung. Dies kann beispielsweise durch Trennung eines zuvor eine andere Größenverteilung aufweisenden Materials erreicht werden, insbesondere in Form einer gezielten Neumischung von dessen nach Größe sortierter Teilmengen. In einer bevorzugten Ausgestaltung gehen die Teilchen aus einem insbesondere natürlichen Ausgangsstoff hervor, der ebenfalls plättchenartige Gestalt hat, wobei hinsichtlich der Abmessungen ebenfalls die oben angegebenen Werte bevorzugt werden. Bevorzugt wird zudem ein Formfaktor des Ausgangsmaterials von größer 24, bevorzugt größer 27, insbesondere größer 30 und/oder kleiner 56, bevorzugt kleiner 53, insbesondere kleiner 50.

Im Übrigen wird herstellungstechnisch bevorzugt, dass die Teilchen aus einem Prozess hervorgehen, in welchem ein aluminiumhaltiges Schichtsilikat, insbesondere Kaolin, ggf. nach Dehydrierung in Metakaolin umgewandelt, durch Einwirkung einer Säure eine Verschiebung seines auf den Si-Anteil bezogenen Al-Anteil zu geringeren Werten erfahren hat. In diesem Zusammenhang wird es bevorzugt, dass die Einwirkzeit der Säure, etwa HCl, geringer ist als 30 min, bevorzugt geringer als 20 min, weiter bevorzugt geringer als 12 min, weiter bevorzugt geringer als 15 min, insbesondere geringer oder gleich 10 min, wobei Einwirkzeiten von wenigstens 2 min bevorzugt werden, bevorzugt in einem Flussreaktor, insbesondere einem Plug-Flow-Reaktor. Für Varianten mit noch höherer Verschiebung des Si-Gehalts zum Al-Gehalt zugunsten des Si-Gehalts könnten die Einwirkzeiten jedoch auch länger gewählt werden, etwa auch über ein mehrstufiges Verfahren gearbeitet werden.

Besonders bevorzugt ist das aluminiumhaltige Schichtsilikat ausgewählt aus der Gruppe nichtkalzinierter Schichtsilikate und kalzinierter, aber nicht flashkalzinierter Schichtsilikate. Von letzteren sind bevorzugt während einer Zeit von wenigstens 2 Minuten kalzinierte Schichtsilikate, insbesondere in einem Drehrohrofen kalzinierte Schichtsilikate. So kann eine (aufgrund des Blasenbildungseffekts) Mikroporosität der Schichtstruktur vermieden werden.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein das erfindungsgemäße Material als Komponente aufweisende Stoffmischung sowie Sortiment, aufweisend wenigstens zwei unterschiedliche Materialien oder solche Stoffmischungen nach jeweils einem der vorhergehenden Aspekte, wobei ein Unterschied im Al-Gehalt, Ti-Gehalt, der BET- Oberfläche, Korngröße und/oder der Reaktivität liegt, einzeln oder in Kombination.

Des Weiteren betrifft die Erfindung die Verwendung eines Materials nach einem der vorangegangenen Aspekte als Zusatzstoff für einen nach Wasserzugabe fließfähigen und unter Ausbildung von festigkeitsbildenden CSH-Phasen erstarrungsfähigen Baustoff. Eine von der Erfindung bereitgestellte Silikatstruktur, die aus einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Aspekte erzeugt und aus dem nach dem Trennungsschritt abgetrennten (und getrockneten) Silikatstruktur gewonnen wird, stellt eine bevorzugte Ausgestaltung eines solchen Materials gemäß obiger materialtechnischer Sichtweise dar. Vor dem Trocknen könnte die nach dem Trennungsschritt gewonnene Festphase auch noch gereinigt werden, beispielsweise durch Waschvorgänge mit Wasser, auch wiederholte Waschvorgänge mit Wasser, beispielsweise bis das Waschwasser pH-neutral ist.

Bei den auf diese Weise gewonnenen Silikatstruktur-Partikeln (im Folgenden auch: des Materials) mit vermindertem Metallgehalt kann es sich bevorzugt um Teilchen handeln, die über das Verfahren mit Prozessparametern wie etwa der Einwirkzeit, Konzentration der Medien, Druck und/oder Temperatur, gebildet werden und eine oder mehrere der oben aus materialtechnischer Sichtweise bereits aufgeführten Eigenschaften und insbesondere der folgenden Eigenschaften aufweisen:

Die Teilchen können als Metall Aluminium aufweisen, wobei die Summe des Aluminium-Anteils, gerechnet als AI2O3, dem Anteil eines etwaigen und bevorzugt vorgesehenen Anteils an Titan, gerechnet als TO2, und einem etwaigen, bevorzugt vorgesehenen Anteil von Zirkonium, gerechnet als ZrC>2, wenigstens 0,6% beträgt, der Al- Gehalt jedoch geringer ist als 32%, bevorzugt geringer als 24%, insbesondere geringer als 16%, wobei die Prozentwerte (hier und im Folgenden) jeweils als Gewichtsprozent (Gew.%) zu verstehen sind.

Der auf AI2O3 bezogene Al-Gehalt kann wenigstens 0,36%, bevorzugt wenigstens 0,42%, insbesondere wenigstens 0,48% aufweisen, es wird jedoch auch an Anteile von wenigstens 0,6%, auch wenigstens 0,75% gedacht. Für weitere bevorzugte Ausführungsformen wird in diesem Zusammenhang auch an Al-Gewichtsprozentanteile (bezogen auf AI₂O₃) von mehr als 3%, bevorzugt mehr als 3,6%, insbesondere mehr als 4,2% gedacht. Während der Hauptmaterialanteil durch Silizium (bezogen auf SiÜ2) gebildet ist, insbesondere mit als SiC>2 gerechneten Anteilen von mehr als 64%, bevorzugt mehr als 80%, weiter bevorzugt mehr als 84%, insbesondere mehr als 88%, ist insbesondere bei höheren Al-Anteilen auch an Si-Anteile von weniger als 94,5%, auch weniger als 94%, sogar als 93,5% gedacht. In Varianten mit etwas geringeren Aluminium-Anteilen, bzw. anderen Anteilen der Mitglieder der Gruppe für die oben genannte Summe wird auch an höhere Si- Anteile gedacht, etwa 95% oder mehr, 96% oder mehr, oder auch 97% oder mehr. Die Silikatmatrix der Teilchen ist bevorzugt schichtartig aufgebaut.

Der Titan-Anteil, gerechnet als TiO₂, kann wenigstens 0,2%, bevorzugt wenigstens 0,3%, weiter bevorzugt wenigstens 0,4% betragen, wobei auch an Varianten mit wenigstens 0,5% gedacht wird. Weiter kann Zr, gerechnet als ZrO₂, in wenigstens 0,02 %, bevorzugt in wenigstens 0,03 %, weiter bevorzugt in wenigstens 0,04 % enthalten sein. Hinsichtlich TiO₂ wird jedoch auch an Werte von geringer 0,84%, bevorzugt geringer 0,8%, auch geringer 0,75% gedacht. Der ZrO₂- Anteil ist bevorzugt geringer als 1 ,0 %, bevorzugt geringer 0,8%, auch geringer 0,5%, sogar geringer als 0,3%.

Es ergibt sich, dass die oben erwähnten Anteile von AI, Ti und Zr in ihren zuvor auch quantifizierten Anteilen Bestandteil der Silikatmatrix der Teilchen sind, also in die Silikatmatrix bzw. Silikat-Struktur der Teilchen eingebunden sind, und nicht lediglich in Form weiterer Teilchen zugegeben sind oder nur an den Teilchen mit der Silikatmatrix haften. Insoweit finden sich diese Anteile aufgrund ihrer Einbindung in die Silikatmatrix auch im Inneren der Teilchen, welche selbst bevorzugt überwiegend mesoporös sind. Aus den so erzeugten Teilchen ließe sich auch ein Komposit-Material bilden, nämlich aus den so hergestellten silikathaltigen Teilchen mit den in deren Silikatmatrix eingebundenen Anteilen als eine erste Komponente und einer zweiten Komponente (oder noch weiteren Komponenten), wobei sich die bislang und folgend angegebenen Werte einschließlich der oben angegebenen Obergrenze für den Al-Gehalt dann auf diese erste Komponente beziehen würde.

Es kann vorgesehen sein, dass in die Silikatmatrix der Teilchen eingebunden sind auch Eisen, gerechnet als Fe₂Os, von 0,01 %, auch 0,02%, bevorzugt jedoch nicht mehr als 5%, weiter bevorzugt nicht mehr als 1 ,5%, insbesondere nicht mehr als 0,5%, ebenfalls könnten geringe Bestandteile von Calcium, gerechnet als CaO, von bevorzugt nicht mehr als 0,2%, und/oder Magnesium, gerechnet als MgO, von bevorzugt nicht mehr als 0,3%, ggf. auch Kalium, gerechnet als K₂O, von bevorzugt nicht mehr als 2%, insbesondere als 1% eingebunden sein.

In einer in Betracht gezogenen Gestaltung wird das Verfahren über das Ausgangsmaterial so gesteuert, dass die Teilchen erheblich von einer kugelförmigen Form abweichen, indem sie eine in einer Raumrichtung gegenüber der Ausdehnung der Teilchen in der dazu orthogonalen Ebene kleine Ausdehnung aufweisen. Beispielsweise sind die Teilchen in diesem Sinne dann plättchenförmig. Bezeichnet d den effektiven Durchmesser der Ausdehnungsfläche eines plättchenförmigen Teilchens (d.h. d=2 (A/TT)^1/2, wenn A die Flächenausdehnung des plättchenförmigen Teilchens ist), ist das Verhältnis aus Plättchendicke zu d beispielsweise geringer als 0,4, auch als 0,24, auch als 0,16, auch als 0,13, sogar geringer als 0,1. Dieses Verhältnis ist jedoch bevorzugt größer als 0,03, weiter bevorzugt als 0,04, insbesondere als 0,05, wobei sich die Werte für dieses Verhältnis auf den über die Teilchen des Materials gemittelten Wert (arithmetisches Mittel) beziehen. Beispielsweise haben zudem wenigstens 60%, auch wenigstens 70%, sogar wenigstens 60%, weiter bevorzugt wenigstens 70%, insbesondere wenigstens 80% der einzelnen Teilchen-Verhältnisse in diesen Bereichen. Die flächige Ausdehnung ist bevorzugt entlang der Schichten bei bevorzugt schichtartiger Silikatmatrix.

Die BET-Oberfläche des Materials nach dem Verfahren und vor einer etwaigen thermischen Nachbehandlung ist dann bevorzugt wenigstens 70 m²/g, bevorzugt wenigstens 100 m²/g, insbesondere wenigstens 130 m²/g, und/oder geringer als 400 m²/g, bevorzugt geringer als 370 m²/g, insbesondere als 340 m²/g, und/oder die Ölzahl des Materials ist größer als 30, bevorzugt als 35, insbesondere als 40, und/oder geringer als 110, bevorzugt geringer als 100, insbesondere geringer als 90. In einer weiter in Betracht gezogenen Ausführungsform (etwa auf Grundlage nicht kalzinierter Tone) ist die BET-Oberfläche geringer als 180 m²/g, weiter bevorzugt geringer als 165 m²/g, insbesondere geringer als 150 m²/g.

Ebenfalls bevorzugt vorgesehen, dass dgs der Teilchen geringer ist als 70 pm, bevorzugt geringer als 60 pm, weiter bevorzugt geringer als 50 pm. Auch wird bevorzugt, dass bei Nass-Siebung mit einer Maschenweite von 125 pm der Rückstand geringer ist als 2%, und/oder bei einer Nass-Siebung mit Maschenweite von 63 pm der Rückstand geringer ist als 3%.

In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung ist hinsichtlich der Größenverteilung zudem vorgesehen, dass der Durchgang bei Nass-Siebung mit Maschenweite von 25 pm geringer ist als 40%, bevorzugt als 30%, insbesondere als 20%. In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung ist hierzu vorgesehen, dass der Durchgang bei Nass-Siebung mit Maschenweite von 20 pm geringer ist als 40%, bevorzugt als 30%, insbesondere als 20%. In einer nochmals weiter bevorzugten Ausgestaltung ist hierzu vorgesehen, dass der Durchgang bei Nass-Siebung mit Maschenweite von 15 pm geringer ist als 40%, bevorzugt als 30%, insbesondere als 20%. Somit hat ein überwiegender bis deutlich überwiegender Anteil des Materials eine entsprechende Mindestteilchengröße.

Das Material kann dann einen Weißgrad L* (im LAB-Farbraum) von größer 86, bevorzugt größer 92, weiter bevorzugt größer 95, nochmals bevorzugt größer 96, insbesondere größer als 97 aufweisen. Insoweit lässt sich ein Produkt des erfindungsgemäßen Verfahrens auch als puzzolanisches Weißpigment für Baustoffe einsetzen.

Wenn die Teilchen aus einem natürlichen Ausgangsstoff hervorgehen, können dessen zerkleinerte Teilchen ebenfalls plättchenartige Gestalt haben, wobei hinsichtlich der Abmessungen ebenfalls die oben angegebenen Werte bevorzugt werden. Bevorzugt wird zudem ein Formfaktor des Ausgangsmaterials von größer 24, bevorzugt größer 27, insbesondere größer 30 und/oder kleiner 56, bevorzugt kleiner 53, insbesondere kleiner 50.

Ein derartiges Produkt des erfindungsgemäßen Verfahrens könnte wie oben gesagt somit geeignet als Zusatzstoff für einen nach Wasserzugabe fließfähigen unter Ausbildung von festigkeitsbildenden CSH-Phasen erstarrungsfähigen Baustoff verwendet werden, um z. B. dessen Biegefestigkeit zu erhöhen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Figuren, von denen

Fig. 1 eine schematische Darstellung für ein System zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.

Kernstück der in Fig. 1 rein schematisch dargestellten Reaktoranordnung 1000 ist der Reaktionsraum 100, der von einer äußeren Begrenzung 110 begrenzt ist. Innerhalb des Reaktionsraums 100 von in diesem Ausführungsbeispiel ca. 0,5 I Volumen wird ein Volumenströmen einer Behandlungsflüssigkeit f mit mitgeführten Partikeln p einer Silikatstruktur erzeugt, in diesem Ausführungsbeispiel Kaolin, entlang eines Strömungswegs s von a nach b einer Länge von in diesem Ausführungsbeispiel ca. 25m und unterliegt während dieser Bewegung einer Metall aus den Silikatstruktur-Partikeln p herauslösenden Einwirkung. In diesem Ausführungsbeispiel wird durch die in Form einer Säure, hier beispielsweise Salzsäure, hier etwa 33%ige, vorliegenden Behandlungsflüssigkeit ein Teil des im Kaolin enthaltenen Aluminiums herausgelöst. Eine Quelle der Behandlungsflüssigkeit f ist mit 60 bezeichnet, wobei gezielt konzentrierte Salzsäure über Dosierer 80 auch noch im Bereich des Reaktionswegs zugeführt werden kann oder erst zugeführt wird, um die Säurekonzentration auf einem gewünschten Niveau zu halten. Über Rezirkulation 70 kann Behandlungsflüssigkeit auch wieder rezirkuliert werden, und die Zufuhr konzentrierter Säure entsprechend angepasst werden. Bezugszeichen 90 bezeichnet eine den Reaktor mit Wärme beaufschlagenden Energiequelle.

Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung nicht auf die in diesem Ausführungsbeispiel dargestellten Komponenten und Dimensionierungen eingeschränkt ist. So sind durchaus auch Variationen, insbesondere in der Dimensionierung denkbar. Für eine insgesamt in Betracht gezogene Hochskalierung wird jedoch nicht nur an größere Dimensionen der einzelnen Komponenten bzw. insbesondere des Reaktionsraums gedacht, sondern auch an den multiplen Paralleleinsatz von Reaktionsräumen und ggf. weiteren Komponenten innerhalb einer Gesamtanlage.

Die Ausgangspartikel p sind zerkleinerte Kaolin-Fragmente, könnten jedoch auch Metakaolin-Fragmente oder andere zerkleinerte Erze sein, bevorzugt jedoch Aluminium enthaltende Schichtsilikate, die aus einer Quelle 50 bereitgestellt werden (bevorzugt sind die Metakaolin-Fragmente oder Schichtsilikate nicht flash-kalziniert); Einzelheiten über Zerkleinerungsprozesse auf Dimensionen von hier bevorzugt im Bereich 10-500 micron sind dem Fachmann bekannt und werden hier nicht weitergehend erläutert.

In konkreten Ausgestaltungen wurde eine Acidolyse von Meta-Kaolin (20% Slurry) mit HCl in einem Flussreaktor wie oben beschrieben durchgeführt. Die Säure wurde als 22%ige Salzsäure zugegeben, als Durchfluss wurde in mehreren Testreihen ein um einen Säuredurchfluss von 5,6 Liter pro Stunde im Bereich von +-15% variiert, und eine Soll- Verweilzeit von 8 Minuten in einem Bereich von ebenfalls +- ca. 15%. Zwischen Heizreaktoraustritt und Kühlwasserbadeintritt bestand eine Temperatur von 145°C. Die Zusammensetzungen des eingesetzten Meta-Kaolins variierten geringfügig im Bereich üblicher Zusammensetzungswerte, herausgelöst wurden zwischen 80 und 87% des Aluminiums. In weiteren konkreten Beispielen wurde eine Acidolyse von Meta-Kaolin (10% Slurry) nicht mit Salzsäure, sondern mit AICH als Säure durchgeführt. Der Durchfluss lag hier für diverse Testbeispiele etwas niedriger als bei den vorherigen Beispielen im Bereich zwischen 2,3 und 4,4 Liter pro Stunde, entsprechend höher waren die Verweilzeiten (ca. 10 bis 20 Minuten). Die Temperatursteuerung war im Wesentlichen die gleiche wie der vorherigen Beispiele. In diesem Beispiel variierte die herausgelöste Menge an Aluminium gegenüber dem ursprünglich vorhandenen Aluminium im Rohmaterial zwischen 78 und 81%. Das Metakaolin kann jeweils aus einem Kalzinieren in einem Drehrohrofen über mehrere Minuten gewonnen werden.

Im Anschluss an den Strömungsweg s werden die Silikatstruktur-Teilchen q mit verringertem Metallgehalt in einer Trenneinrichtung 200 von der Behandlungsflüssigkeit fm (jetzt mit herausgelöstem Metall angereichert) getrennt. Die Trenneinrichtung 200 kann, bei kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Abführung, eine oder mehrere Trennstufen haben, mit beispielsweise der Filtertechnik einer Membranfilterpresse oder einer Filtertechnik auf Grundlage eines Vakuumbandfilters, Vakuumtrommelfilters, Zentrifugieren, Sedimentieren und dergleichen. Zudem können die Silikatstruktur-Partikel q mit verringertem Metallgehalt auch noch in einer Aufbereitungsstufe 300 (Trocknen, Chopper) aufbereitet, beispielsweise getrocknet werden. Die mit dem herausgelösten Metall angereicherte Behandlungsflüssigkeit fm kann dann ggf. weiteren, hier nicht mehr erläuterten Bearbeitungsschritten oder Verwendungszwecken zugeführt werden. Die Silikatstruktur- Teilchen q können dann als Trockenstoff, etwa Pulver oder Granulat, oder auch als Suspension aufbereitet, z.B. als Zusatzstoffe für z.B. Beton herangezogen werden, etwa auch als Pigment. Bevorzugt ist die Struktur oder zugrundeliegenden Schichtstrukturen noch insoweit erhalten, dass es keinem Flash-Kalzinieren ausgesetzt wurde.

Eine mit dem Bezugszeichen 99 versehene, schematisch angedeutete Steuerung für das Verfahren steuert die Prozessparameter wie Konzentration der Medien, Druck, Temperatur, Energieeintrag im Reaktorraum usw. über im Einzelnen nicht vollständig dargestellte Pumpeneinrichtungen oder Heizeinrichtungen.

In einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung liegt das Material in trockener pulverförmiger Form vor, also in Form von Partikeln, und einer Zusammensetzung in Gewichtsprozent nach chemischer Analyse (gemäß EN 196-2:2013) mit Anteilen von

Weitere Bestandteile mit nochmals geringeren Anteilen sind nicht mehr weiter aufgeführt.

Eine Überprüfung auf wasserlösliche Substanzen im Material gemäß EN ISO 87-3 betrug 0,29%. Das Material enthält lösliches Chlorid, bestimmt gemäß EN ISO 87-13 von weniger als 0,01%, und einen Gesamt-Chlorgehalt bestimmt gemäß ISO 1158 von geringer als 0,01%.

Der Glühverlust des Materials bestimmt gemäß EN 450-1 beträgt 7,97%.

Dieses Material des ersten Ausführungsbeispiels zeigt bei den nachfolgend beschriebenen Prüfungen, bei denen die Zugabe des Materials bezogen auf eine Zementmenge eines Referenzzements, nämlich CEM I 42,5 R 5% beträgt, folgende Ergebnisse: Die Druckfestigkeitsbestimmung erfolgte gemäß EN 196-1 :2016, die angegebenen Werte sind die Mittelwerte von jeweils sechs separat behandelten Proben.

Als Erstarrungsbeginn für den Referenzzement mit dem zugegebenen Material von Beispiel 1 setzte die Erstarrung nach 180 min nur 5 min später ein als im Referenzzement selbst. Das Erstarrungsende wurde auf 240 min bestimmt (Bestimmung jeweils nach EN 196-3:2017).

Weitere Vergleichsversuche mit einer anderen Referenz, nämlich einem gleichen Basiszement bei gleicher (1 ,5%) Zugabe handelsüblicher Mikrosilica ergab eine geringfügig geringere Druckfestigkeit, jedoch eine um 12% höhere Biegefestigkeit.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Hauptbestandteile des Materials (Anteile mit nur geringen Spuren an Inhalt weggelassen):

Für dieses Beispiel wurde eine Partikelgröße von nicht größer als 100 pm bestimmt, mit einem XD 50 von etwa 12 pm. Bei einem plane value von ca. 57.000 cm²/g, einem Aktivitätsindex von 108% und einem Weißgrad L* von 98,2 zeigt sich auch hier eine günstige Eigenschaft als Zugabestoff für beispielsweise Beton, aufgrund der relativen Leichtigkeit und dem hohen Weißgrad.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel hat das Material die folgende Zusammensetzung: wobei wiederum weitere nur spurenartig enthaltene Elemente nicht weitergehend aufgeführt sind.

In einem nochmals weiteren Ausführungsbeispiel hat das Material die Zusammensetzung:

In einem nochmals weiteren Ausführungsbeispiel hat das Material die Zusammensetzung:

Bei der Herstellung des partikelförmigen Materials der oben erläuterten Ausführungsbeispiele wurden natürliche Ausgangsstoffe, nämlich hier ein aufgereinigtes Kaolinit in einem Reaktor unter Druck und Energiezufuhr in Form von Wärme einer Behandlung mit Salzsäure (22-prozentig) ausgesetzt. Nach Auslösen eines Teils des Aluminiums durch die Salzsäure wurden die Teilchen des Materials nach Filtration erhalten, wobei die Schichtstruktur des Ausgangsmaterials im Wesentlichen (bis auf gewisse Delaminationseffekte) erhalten blieb und somit im Wesentlichen plättchenförmige Teilchen vorliegen. Die mesoporöse Silikatmatrix der Teilchen enthält weiterhin eingebunden das Aluminium in einer gewünschten Menge sowie auch weitere Bestandteile wie oben erläutert. Zudem kann durch Vermeiden eines Flash-Kalzinierens der Blasenbildungseffekt vermieden werden und eine mesoporöse Struktur (und keine mikroporöse Struktur) erhalten werden.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden Materialien wie in den vorhergehenden Beispielen geschaffen und mit einem Sieb nach Partikelgrößen getrennt (z.B. Maschenweite 20 pm), und der grobkörnigere Anteil als Material bereitgestellt, oder mit einem Bruchteil des zuvor ausgefilterten Anteils gemischt und als Material bereitgestellt. Bevorzugt bleiben wenigstens 60 Gew.-% der Teilchen aus dem grobkörnigeren Anteil.

Es versteht sich, dass die Erläuterungen in den beiden voranstehenden Absätzen zum Herstellungsprozess, wenn auch bevorzugt, beispielhaft sind und auch andere Silikatstrukturen als Ausgangsmaterial herangezogen werden können, etwa andere Schichtsilikate, Gerüstsilikate, Art der Aufbereitung des Ausgangsstoffes wie Zerkleinerungsgrad etc., oder andere variierbar sind. Bevorzugt wird jedoch wie oben mehrfach erläutert auf ein Flash-Kalzinieren verzichtet. Ebenfalls versteht es sich, wenn auch bevorzugt, die Erfindung nicht durch Einzelheiten eines solchen Herstellungsprozesses eingeschränkt ist, etwa in Bezug auf die herangezogene Säure oder Säure-Kombination, Einwirkzeiten, spezielle Reaktortypen und ähnliches.

Die Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele eingeschränkt. Vielmehr können die Merkmale der obigen Beschreibung wie auch der nachstehenden Ansprüche einzeln oder in Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

A n s p r ü c h e

1. Verfahren zur nasschemischen Änderung einer Silikatstruktur (p), bei dem man den auf den Silizium-Anteil bezogenen Anteil eines in der Silikatstruktur (p) enthaltenen Metalls durch eine innerhalb eines durch eine äußere Begrenzung (110) begrenzten Reaktionsraums (100) erfolgende Einwirkung einer strömenden Behandlungsflüssigkeit (f) innerhalb einer Einwirkzeit zu geringeren Werten hin verschiebt, wobei auch die Silikatstruktur in Bewegung versetzt ist und innerhalb der Einwirkzeit einen Strömungsweg (s) durchströmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwirkzeit von der Bewegungsgeschwindigkeit der Silikatstruktur abhängt und ein Verhältnis aus der Länge des Strömungswegs und der kubischen Wurzel des Reaktionsraumvolumens größer ist als 8, bevorzugt größer als 12, insbesondere größer als 16.

2. Verfahren zur nasschemischen Änderung einer Silikatstruktur (p), insbesondere nach Anspruch 1 , bei dem man den auf den Silizium-Anteil bezogenen Anteil eines in der Silikatstruktur (p) enthaltenen Metalls durch eine innerhalb eines durch eine äußere Begrenzung (110) begrenzten Reaktionsraums (100) erfolgende Einwirkung einer strömenden Behandlungsflüssigkeit (f) innerhalb einer Einwirkzeit zu geringeren Werten hin verschiebt, wobei auch die Silikatstruktur in Bewegung versetzt ist und innerhalb der Einwirkzeit einen Strömungsweg (s) durchströmt, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktionsraum (100) ein länglich gebildeter Reaktionsraum eines Flussreaktors mit einer sich von dem am Beginn (a) des Strömungswegs liegenden Reaktionsraumeingang zum am Ende (b) des Strömungswegs liegenden Reaktionsraumausgang erstreckenden Länge der äußeren Begrenzung und einem an einer jeweiligen Längenposition durch die äußere Begrenzung begrenzten Strömungsquerschnitt ist und ein Verhältnis aus der Längenerstreckung der äußeren Begrenzung und der kubischen Wurzel des Reaktionsraumvolumens größer ist als 8, bevorzugt größer als 12, insbesondere größer als 16.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der direkte räumliche Abstand zwischen Beginn (a) und Ende (b) des Strömungswegs geringer ist als die Länge des Strömungswegs, bevorzugt um wenigstens einen Faktor 2, insbesondere um wenigstens einen Faktor 4.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die kürzeste fluidkommunizierende Verbindung zwischen Beginn und Ende des Strömungswegs bzw. zwischen Reaktionsraumeingang und Reaktionsraumausgang nicht geringer ist als 60%, insbesondere als 80% der Länge des Strömungswegs.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein in m³/s bemessener Volumenstrom der Behandlungsflüssigkeit nebst mitgeführten Silikatstruktur- Partikeln nicht größer ist als 8%, bevorzugt nicht größer als 2%, insbesondere nicht größer als 0,8% der in m/s bemessenen Bewegungsgeschwindigkeit der Silikatstruktur.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine von der Behandlungsflüssigkeit und den mitströmenden Silikatstruktur-Partikeln durchströmter Querschnitt über den Strömungsweg gemittelt nicht größer ist als 4 dm², bevorzugt nicht größer als 1 dm², insbesondere nicht größer als 6 cm².

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Silikatstruktur-

Partikel in einem zerkleinerten Zustand aufgegeben werden, wobei eine maximale Querabmessung von wenigstens 95% der Silikatstruktur-Teilchen geringer ist als 12%, bevorzugt als 10%, insbesondere als 8% des Durchströmquerschnitts des Reaktionsraums, und/oder eine Querabmessung von wenigstens 50% der Silikatstruktur-Teilchen größer ist als 0,04%, bevorzugt größer als 0,1 %, insbesondere größer als 0,3% des

Durchströmquerschnitts.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die

Bewegungsgeschwindigkeit auf eine Einwirkzeit von kleiner oder gleich 30 Minuten, bevorzugt kleiner oder gleich 20 Minuten, weiter bevorzugt kleiner oder gleich 15 Minuten, insbesondere kleiner oder gleich 10 Minuten gesteuert wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Volumenverhältnis der Silikatstruktur-Partikel zur Behandlungsflüssigkeit größer ist als 5%, bevorzugt größer als 10%, weiter bevorzugt als 15%, insbesondere als 20% und/oder 60%, bevorzugt 50%, insbesondere 40% nicht übersteigt.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die strömende, die Silikatstruktur-Partikel mitführende Behandlungsflüssigkeit unter einem Druck von mehr als 1 bar, bevorzugt mehr als 2 bar, insbesondere mehr als 4 bar steht, wobei der Druck bevorzugt 20 bar nicht übersteigt, weiter bevorzugt 18 bar nicht übersteigt, insbesondere 15 bar nicht übersteigt.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das unter einer Temperatur von wenigstens 70 °C, bevorzugt wenigstens 100 °C, weiter bevorzugt wenigstens 120 °C, insbesondere wenigstens 140 °C beträgt, und/oder 220 °C nicht übersteigt, weiter bevorzugt 210 °C nicht übersteigt, insbesondere 200 °C nicht übersteigt.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Behandlungsflüssigkeit eine Säure in einer Konzentration von wenigstens 5%, bevorzugt wenigstens 12%, weiter bevorzugt wenigstens 18%, insbesondere wenigstens 24% beträgt, wobei die Konzentration bevorzugt geringer ist als 50%, weiter bevorzugt 40% nicht übersteigt, insbesondere 30% nicht übersteigt.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Zusammensetzung des Reaktionsguts durch stromabwärts des Reaktionsraumeingangs von diesem beabstandet erfolgende Zugabe eines Reaktanden, insbesondere von Säure, geändert wird, wobei der Reaktionsraum zwischen Eingang und Zugabestelle bevorzugt zusammenhängend ausgebildet ist.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die medienberührenden Innenflächen der äußeren Begrenzung korrosionsbeständig ausgebildet sind, und als Material insbesondere eines oder mehr aus der Gruppe SiC, Glas, Keramik oder einem Kunststoff wie beispielsweise PTFE oder PFA aufweist.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem man die nach dieser Verschiebung noch Metall enthaltende Silikatstruktur (q) nach Durchströmen des Strömungswegs von der Behandlungsflüssigkeit trennt.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Silikatstruktur aus einem natürlichen Aluminiumsilikat gebildet ist, insbesondere einem Schichtsilikat, bevorzugt Kaolin oder durch dessen Dehydrierung entstandenes Metakaolin, wobei bevorzugt nichtflashkalzinierte Aluminiumsilikate/Schichtsilikate/Metakaolin und/oder nicht-kalzinierte Aluminiumsilikate/Schichtsilikate/Kaolin herangezogen werden, letztere bevorzugt in einem Ofen, insbesondere Drehrohrofen für wenigstens 2, insbesondere wenigstens 4, bevorzugt wenigstens 6 Minuten gebrannt.

17. Reaktorsystem mit einer durch eine äußere Begrenzung begrenzten Reaktionsraum, ausgelegt und gesteuert zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

18. Als Zusatzstoff für einen nach Wasserzugabe fließfähigen und unter Ausbildung von festigkeitsbildenden CSH-Phasen erstarrungsfähigen Baustoff einsetzbares, silikathaltige Teilchen aufweisendes Material, dadurch gekennzeichnet, dass das Material Aluminium aufweist, wobei die Summe aus dem Aluminium-Anteil, gerechnet als AI2O3, einem Anteil eines etwaigen, bevorzugt vorgesehenen Anteil an Titan, gerechnet als TiO₂, und einem etwaigen, bevorzugt vorgesehenen Anteil von Zirkonium, gerechnet als ZrO₂, wenigstens 0,56 Gew.% beträgt, bevorzugt wenigstens 0,64 Gew.%, insbesondere wenigstens 0,72 Gew.%, dieser auf AI₂O3 bezogene Al-Gehalt jedoch geringer ist als 32 Gew.%, bevorzugt geringer als 24 Gew.%, insbesondere geringer als 16 Gew.%.

19. Material nach Anspruch 18, mit einem auf AI₂O₃ bezogenen Al-Gehalt von wenigstens 0,36 Gew.%, bevorzugt wenigstens 0,42 Gew.%, weiter bevorzugt wenigstens 0,48 Gew.%, nochmals weiter bevorzugt wenigstens 0,6 Gew.%, insbesondere wenigstens 0,75 Gew.%.

20. Material nach Anspruch 19, mit einem Al-Gewichtsprozentanteil von mehr als 3 %, bevorzugt mehr als 3,6 %, insbesondere mehr als 4,2 %, und/oder einem Si-Anteil von weniger als 94,5 %, auch weniger als 94 %, sogar als 93,5 %.

21. Material nach einem der Ansprüche 18 bis 20, mit einem Titananteil von wenigstens 0,2 Gew.-%, bevorzugt wenigstens 0,3 Gew.-%, weiter bevorzugt wenigstens 0,4 Gew.-%, insbesondere wenigstens 0,5 Gew.-%.

22. Material nach einem der Ansprüche 18 bis 21 , mit einem Zirkonium-Anteil, gerechnet als ZrÜ2, von wenigstens 0,02 Gew.%, bevorzugt wenigstens 0,03 Gew.%, weiter insbesondere wenigstens 0,04 Gew.%.

23. Material nach einem der Ansprüche 18 bis 22, bei dem die in den vorherigen Ansprüchen definierten Materialanteile auch in ihren quantifizierten Anteilen Bestandteil der Silikatmatrix der Teilchen sind.

24. Material nach einem der Ansprüche 18 bis 23, bei dem jedenfalls die überwiegende Anzahl der Teilchen eine in einer Raumrichtung gegenüber der Ausdehnung der Teilchen in der dazu orthogonalen Ebene kleine Ausdehnung aufweisen.

25. Material nach einem der Ansprüche 18 bis 24, bei dem die Silikatmatrix der Teilchen schichtartig aufgebaut ist, und insbesondere die flächige Ausdehnung der Teilchen entlang der Schichten der Silikatmatrix verläuft.

26. Material nach einem der Ansprüche 18 bis 25, bei dem die durch die Silikatmatrix gebildete Struktur der Teilchen einen zu einer anisotropen CSH-Phasen-Wachstumsrichtung lenkenden Träger für CSH-Phasen bildet.

27. Material nach einem der Ansprüche 18 bis 26, bei dem das der Teilchen geringer ist als 70 pm, bevorzugt geringer als 60 pm, weiter bevorzugt geringer als 50 pm.

28. Material nach einem der Ansprüche 18 bis 27, dessen BET-Oberfläche wenigstens 70 m²/g ist, bevorzugt wenigstens 100 m²/g, insbesondere wenigstens 130 m²/g, und/oder geringer ist als 400 m²/g, bevorzugt als 370 m²/g, insbesondere als 340 m²/g, und/oder dessen Ölzahl größer ist als 30, bevorzugt als 35, insbesondere als 40, und/oder geringer als 110, bevorzugt geringer als 100, insbesondere geringer als 90.

29. Material nach einem der Ansprüche 18 bis 28, mit einem Aktivitätsindex von größer 104 %, bevorzugt größer 106 %, insbesondere größer 108 %, und/oder einem auf Biegefestigkeit bezogenen Aktivitätsindex von größer 105 %, bevorzugt größer 107 %, insbesondere größer 109 %.

30. Als Zusatzstoff für einen nach Wasserzugabe fließfähigen und unter Ausbildung von festigkeitsbildenden CSH-Phasen erstarrungsfähigen Baustoff einsetzbares, silikathaltige Teilchen aufweisendes Weißpigment, insbesondere nach einem der Ansprüche 18 bis 29, mit einem Weißgrad L* von größer 92, bevorzugt größer 95, nochmals bevorzugt größer 96, insbesondere größer 97.

31. Material nach einem der Ansprüche 18 bis 30 in Form einer Silikatstruktur, die mittels eines Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16 erzeugt und aus der nach dem Trennungsschritt gemäß Anspruch 15 abgetrennten Silikatstruktur erhalten wird.

32. Mehrkomponentige Stoffmischung mit einer ersten Komponente in Form eines Materials nach einem der Ansprüche 18 bis 30 und einer zweiten, insbesondere Quarz aufweisenden Komponente.

33. Sortiment, aufweisend wenigstens zwei bereitgestellte unterschiedliche Materialien nach jeweils einem der Ansprüche 18 bis 30 oder unterschiedlichen Stoffmischungen jeweils nach Anspruch 32, wobei ein Unterschied im Al-Gehalt, der mittleren Korngröße und/oder der BET-Oberfläche liegt.