TW201627252A - 作為壓製品之包含鈣鎂化合物之組合物 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示組合物，其包含至少一種鈣鎂化合物及在由以下組成之群中選擇之第二化合物：B2O3、NaO3、鋁酸鈣、矽酸鈣、鐵酸鈣(例如Ca2Fe2O5或CaFe2O4)、Al、Mg、Fe、Mn、Mo、Zn、Cu、Si、CaF2、C、CaC2、CaSi、CaMg、CaFe、FeMn、FeSi、FeSiMn、FeMo、TiO2、鉬、銅、鋅之氧化物或氫氧化物，及其混合物，該組合物係呈利用鈣鎂化合物之經壓製及成形粒子形成之壓製品之形式，其具有小於20%之碎裂測試指數；及該組合物之製造方法。

Description

作為壓製品之包含鈣鎂化合物之組合物
本發明係關於包含至少一種符合式aCaCO3.bMgCO3.xCaO.yMgO.zCa(OH)2.tMg(OH)2.uI之鈣鎂化合物之組合物，其中I係雜質；a、b、z、t及u各自係0且50%之質量分率，x及y各自係0且100%之質量分率，且基於該至少一種鈣鎂化合物之總重量，x+y50重量%。
鈣鎂化合物用於許多工業中，例如煉鋼、氣體處理、水及淤渣處理、農業、建築工業、土木工程...。其可以卵石或團塊或細粒(大小通常小於7mm)形式使用。然而，在某些工業中，卵石形狀較佳。例如，在氧氣轉爐或電弧爐中添加鈣鎂化合物期間之煉鋼中係如此。
為有利於該等化合物之運輸、處置及使用，可較便利地採用壓製品。
若干年來，許多領域一直尋求將最初呈粉末狀形式之化合物轉變為壓製品(例如壓塊或錠劑)以有利於並保障其運輸、處置及使用。
然而，由於該等粉末之化學組成或物理特徵而使得以容許工業操作之充足速率及以對於最後應用而言充足的品質及機械強度壓製呈粉末形式之某些化合物、具體而言將其壓製成錠劑尤其困難。實際上，一些粉末可能具有極強的黏附(seizing)能力，此可使得其在壓製成錠劑後難以自模具取出。
黏附在本發明之含義內意指在自壓製裝置取出錠劑時生成之阻力，其可定義為施加於錠劑上以便將其自模具取出之力。
在鈣鎂化合物(例如石灰或煆燒白雲石)之情形下，由於該等化合物之化學性質而使得難以壓製成錠劑。實際上，該等化合物表面處氫鍵之存在可增加粉末與壓製裝置之模具之壁間之黏著程度，此使得難以自壓製裝置取出所得錠劑。
因此，業內仍需要生產呈粉末形式之化合物、具體而言鈣鎂化合物之工業壓製品(意味著具有良好機械強度、均勻品質及容許生產力高至足以與工業開發相容之充足速率)，該等化合物傾向於生成黏附。
石灰生產者始終維持卵石鈣鎂化合物與在煆燒之前及期間以及在後續處置及操作期間所生成細粒之間之物質平衡。然而，在某些情形下，產生過量細粒。然後，該等細粒可以壓塊或諸如此類之形式聚結在一起，此不僅使得可移除過量細粒，且亦藉由添加該等壓塊或諸如此類以人工方式增加卵石鈣鎂化合物之產生。
該等壓塊或諸如此類之機械強度通常低於卵石鈣鎂化合物。在其儲存或其處置期間，其經常亦具有遠遠低於卵石鈣鎂化合物之抗老化性。通常，宏觀缺陷之存在以及在晶粒間之界面處不存在強化學鍵係該等不太好性質之起源。此解釋，實際上，鈣鎂化合物之細粒之壓塊目前在工業上之使用並不多。考慮藉由此類方法形成之壓製品之低品質，估計壓塊提供小於50%之產率，此乃因在此類方法之產量下存在許多不可用壓製品，此需要再循環步驟。
就本發明之意義而言，術語宏觀缺陷意指可用裸眼、在光學顯微鏡下或者利用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察到之任何類型之裂隙、裂縫、裂開平面及諸如此類。
數年來，使用若干添加劑(例如硬脂酸鈣或紙纖維)以增加鈣鎂化 合物之壓塊或諸如此類之強度及耐久性，但未得到足夠改良。此外，在許多情形下，目前用於其他成型工業產品之添加劑之使用受限，鈣鎂化合物之壓塊之製造尤其如此，此乃因鈣鎂化合物與水劇烈反應或由於該等添加劑對鈣鎂化合物之壓塊之最終用途之潛在副效應。
專利US 7,105,114主張使用0.5重量%至5重量%之含有假塑性碳鏈之黏合劑之(白雲質)熟石灰細粒的壓塊方法，該等假塑性碳鏈顯著改良壓塊之機械性質且無上文提及之不便。然而，該方法僅引起獲得在下落介於0.9m與1.8m之間(下落介於3英尺與6英尺之間)後一半碎裂之壓塊，此代表完全不足機械強度。
基於鈣鎂化合物之壓塊或諸如此類亦可藉由於引起該等壓塊或諸如此類燒結之極高溫度下實施熱處理來固結。例如，在烘焙之白雲石壓塊之情形下，已知於高於1200℃且甚至理想地高於1,300℃之溫度下1小時至幾小時之熱處理引起該等壓塊之機械性質增加。然而，於極高溫度下之此一熱處理導致上述壓塊之紋構特徵時間依賴性的改變，其尤其導致比表面積及孔體積二者大大降低。此亦伴隨對水之反應性大大降低，如EN 459-2：2010 E標準中所述，此對於某些應用具有許多問題。
因此，業內需要研發含有鈣鎂化合物之工業壓製產品，其可因下落抗性之極明顯改良、以及較佳地在潮濕氣氛中遠遠更好之抗老化性、同時保存鈣鎂化合物成型之前之固有性質(結構特性)(具體而言其比表面積及/或其孔體積)而區分於如目前已知呈壓塊形式之產品。
本發明之目標係藉由提供如起初所提及之組合物來克服現有技術狀態之缺點，該組合物包含至少一種符合式CaCO3.bMgCO3.xCaO.yMgO.zCa(OH)2.tMg(OH)2.uI之鈣鎂化合物之粒子，其中I表示雜質，a、b、z、t及u各自係0且50%之質量分率，x及y各自係0且100%之質量分率，其中x+y50%，具 體而言其與至今已知產品之區別在於高下落抗性以及在潮濕氣氛中良好的抗老化性，同時具有有利的紋構特徵，具體而言高比表面積及/或孔體積。
此壓製產品較佳係基於鈣及/或鎂之氧化物(例如包含鈣、鎂或白雲質生石灰或煆燒白雲石(dolime，calcined dolomite))之壓製產品。在此產品中，a、b、z、t及u可取介於0%與50%之間之任何值。
組合物可源自或多或少煆燒、或多或少水合或未水合之天然產品，但其將始終包含至少50重量%生產品(即基於鈣及/或鎂之氧化物)。組合物亦可起源於一種或若干種鈣或鎂化合物之混合物。組合物可包含一種以上如上文所述鈣鎂化合物或其他添加之礦物或有機產品。
利用習用方法可容易地測定鈣鎂化合物中CaCO3、MgCO3、CaO、MgO、Ca(OH)2及Mg(OH)2之含量。例如，其可藉由X螢光分析(其程序闡述於EN 15309標準中)以及燒失量之量測及CO2體積之量測(根據EN 459-2：2010 E標準)來測定。
在最簡單情形下，亦可利用相同方法測定組合物中呈氧化物形式之鈣及鎂之含量。在更複雜情形(例如含有不同礦物或有機添加劑之組合物)下，熟習此項技術者將能夠使表徵技術之組適於應用於測定呈氧化物形式之鈣及鎂之該等含量。作為實例且以非排他性方式，可採用視情況在惰性氣氛下實施之熱重分析(TGA)及/或熱差分析(TDA)或另外採用與Rietvelt型半定量分析相關之X射線繞射分析(XRD)。
為解決此問題，根據本發明提供如起初所指示之組合物，其特徵在於-該至少一種鈣鎂化合物係呈粒子之形式，-基於組合物之總重量，該組合物具有大於或等於20重量%之呈 氧化物形式之累加鈣及鎂含量，-該組合物進一步包含至少一種在由以下組成之群中選擇之第二化合物：B2O3、NaO3、鋁酸鈣、矽酸鈣、鐵酸鈣(例如Ca2Fe2O5或CaFe2O4)、金屬Al、金屬Mg、金屬Fe、金屬Mn、金屬Mo、金屬Zn、金屬Cu、元素Si、CaF2、C、CaC2、合金(例如CaSi、CaMg、CaFe、FeMn、FeSi、FeSiMn、FeMo)；TiO2、基於鉬之氧化物、基於銅之氧化物、基於鋅之氧化物、基於鉬之氫氧化物、基於銅之氫氧化物、基於鋅之氫氧化物及其混合物，-該組合物係呈壓製品之形式，每一壓製品均係利用鈣鎂化合物之經壓製及成形粒子形成，該等壓製品具有小於20%之碎裂測試指數。
壓製品意指以錠劑形式經壓製或壓縮之細粒或細粒混合物(大小通常小於7mm)。
就本發明之意義而言，錠劑意指利用工業壓製或壓縮細粒之技術由於兩個衝頭(一個在高位置，另一個在低位置)對置於腔中之該等細粒之組合作用而成型之物體。因此，錠劑之術語將屬錠劑、軟錠劑或其他壓縮錠劑之類別之全部成形物體，及通常具有不同的三維整體形狀(例如實質上圓柱形、八角形、立方形或矩形形狀)且在物體之下部(底部)部分與上部(頂部)部分之間具有小的不對稱的該等成形物體歸入一組。該技術通常使用旋轉壓機或液壓壓機。
該類型之工業壓製方法提供每一壓製裝置(壓機)大於或等於0.1tph(噸/小時，ton per hour)、較佳大於或等於0.5tph、有利地大於或等於1tph之生產力。如使用(例如)液壓壓機或旋轉壓機(例如來自Eurotab之Titan旋轉壓機)在該製程中製得之工業壓製品在其下部部分與其上部部分之間呈現表面差別。因此，呈錠劑形式之本發明之工業壓製產品將呈現不對稱形狀，此尤其容許達到高生產力位準，此使得 本發明壓製品可達到工業應用亦及工業認可。實際上，不對稱形狀亦可減少最終壓製品之缺陷。
具體而言，在呈現總體圓柱形三維形狀之壓製品之情形下，若該不對稱現象突出，則此不對稱將產生可視為斜截錐之壓製品。
有利地，錠劑上部部分之表面(頂部部分之表面)及下部部分之表面(底部部分之表面)之間之差異大於或等於0.5%，較佳大於或等於1%，且低於或等於10%，較佳低於或等於5%，具體而言低於或等於3%，尤其約2%。
該差異為相對差異，其係藉由根據[(上部部分之表面-下部部分之表面)/壓製品之中值區段]用底部部分之(下部)表面減去頂部部分之(上部)表面並藉由將結果除以壓製品之中值區段來計算。上部部分(頂部部分)在本文中經指定大於壓製品之下部部分(底部部分)。中值直徑對應於在壓製品高度之中間量測之直徑。當在例示性實施例中壓製品在模具中時，上部部分之表面在生產期間係面朝上之表面，而下部部分之表面係面朝下之表面。當然，端視製造壓製品之製程、設備，亦可係相反之情形。類似地，當如同在地板或在桌子上一般在表面上放置時，上部部分之表面亦可面朝下或在任一方向上。就本發明之意義而言，術語碎裂測試指數意指最初0.5kg大小超過10mm之產品在4次兩米下落後生成之小於10mm之細粒的質量%。該4次下落係藉由使用長度為2m且直徑為40cm且具有可移除底部之管(貯器)達成。貯器之基底係厚度為3mm之聚丙烯板。貯器擱置於混凝土地上。
藉由考慮內部結構，呈錠劑形式之本發明壓製產品相對於來自石灰石或白雲石卵石之煆燒之卵石產品將有所區別。與來自煆燒之具有均勻表面(其中組成粒子難辨別)之卵石產品不同，藉由簡單裸眼觀察、利用光學顯微鏡或利用掃描電子顯微鏡(SEM)，可容易地顯示本發明壓製產品之組成粒子。
此外，亦可藉由考慮內部結構區別呈錠劑形式之本發明壓製產品與迄今已知之呈壓塊及諸如此類形式之產品。與目前已知之呈壓塊及諸如此類形式之產品不同，本發明之壓製產品無宏觀缺陷或宏觀缺陷，例如裂隙或裂縫，其對下落抗性具有負面影響，該等目前已知之呈壓塊及諸如此類形式之產品含有幾百微米至幾微米長及幾微米至幾百微米寬之裂縫，其可藉由簡單裸眼觀察、在光學顯微鏡下或者在掃描電子顯微鏡(SEM)下容易地檢測到。
根據本發明，組合物作為對下落及潮濕氣氛中老化具有高度抗性之壓製產品出現，此對於不可應用細粒之後續使用尤為重要。因此，本發明之組合物容許在鈣鎂化合物之應用中利用d100小於或等於7mm之微細鈣鎂化合物粒子，其迄今仍禁用。
因此，本發明之該至少一種鈣鎂化合物至少係利用生石灰、生白雲質石灰、鎂質生石灰石或煆燒白雲石(來自天然石灰石或白雲石之煆燒)形成，且可包含熟石灰、熟白雲石石灰、鎂質熟石灰。
雜質尤其包含所有彼等在天然石灰石及白雲石中遇到者，例如矽鋁化合物型黏土、二氧化矽、基於鐵或錳之雜質...。
因此，本發明之組合物亦可包含鈣或鎂之碳酸鹽，例如來自天然石灰石或白雲石之燃燒之未燃燒物質或來自鈣鎂化合物之再碳酸化之其他產品。最後，其亦可包含來自鈣鎂化合物之水合(熟化)之鈣或鎂之氫氧化物。
在本發明組合物之替代方案中，鈣鎂化合物完全或部分地源自副產品、尤其來自轉爐之鋼工業礦渣之再循環。該等礦渣通常具有40%至70% CaO及3%至15% MgO之質量含量。
在本發明之較佳實施例中，該第二化合物係在由以下組成之群中進行選擇：B2O3、NaO3、鋁酸鈣、矽酸鈣、鐵酸鈣(例如Ca2Fe2O5或CaFe2O4)、金屬Al、金屬Mg、金屬Fe、金屬Mn、金屬Mo、金屬 Zn、金屬Cu、元素Si、CaF2、C、CaC2、合金(例如CaSi、CaMg、CaFe、FeMn、FeSi、FeSiMn、FeMo)；TiO2、基於鉬之氧化物、基於銅之氧化物、基於鋅之氧化物、基於鉬之氫氧化物、基於銅之氫氧化物、基於鋅之氫氧化物及其混合物，基於組合物之總重量，該第二化合物係以等於或大於1重量%之含量包含於組合物中。
在本發明組合物之具體實施例中，該第二化合物係在由以下組成之群中進行選擇：B2O3、NaO3、金屬Al、金屬Mg、金屬Fe、金屬Mn、金屬Mo、金屬Zn、金屬Cu、元素Si、CaC2、合金(例如CaSi、CaMg、CaFe、FeMn、FeSi、FeSiMn、FeMo)；TiO2、基於鉬之氧化物、基於銅之氧化物、基於鋅之氧化物、基於鉬之氫氧化物、基於銅之氫氧化物、基於鋅之氫氧化物及其混合物，且基於組合物之總重量係以等於或低於20重量%、較佳等於或低於10重量%、具體而言等於或低於5重量%之含量包含於組合物中。
在本發明組合物之另一具體實施例中，第二化合物係在由以下組成之群中進行選擇：CaF2、鐵酸鈣(例如Ca2Fe2O5或CaFe2O4)及其混合物，且基於組合物之總重量係以等於或低於40重量%、較佳等於或低於30重量%、具體而言等於或低於20重量%之含量包含於組合物中。
在本發明組合物之再其他具體實施例中，該第二化合物係在由以下組成之群中進行選擇：鋁酸鈣、矽酸鈣、碳及其混合物，且基於組合物之總重量係以等於或低於60重量%、較佳等於或低於50重量%、具體而言等於或低於40重量%之含量包含於組合物中。
在本發明之有利替代方案中，基於該至少一種鈣鎂化合物之總重量，該至少一種鈣鎂化合物之質量分率使得x+y60重量%、較佳75重量%、優先地80重量%、具體而言85重量%、且甚至更優先地90重量%、更具體而言93重量%或甚至95重量%。
在此有利替代方案中，該至少一種鈣鎂化合物大多數係基於鈣及/或鎂之氧化物之化合物且因此係活性鈣鎂化合物。
在尤其有利的實施例中，基於該至少一種鈣鎂化合物之總重量，該至少一種鈣鎂化合物之質量分率使得x60重量%、較佳75重量%、優先地80重量%、具體而言85重量%且甚至更優先地90重量%、更具體而言93重量%或甚至95重量%。
在此有利實施例中，該至少一種鈣鎂化合物大多數係基於氧化鈣之化合物且因此係活性鈣化合物。
在另一有利實施例中，基於總組合物，本發明組合物之呈氧化物形式之累加鈣及鎂含量大於或等於40重量%、有利地60重量%、較佳80重量%、具體而言85重量%、具體而言90重量%、優先93重量%或甚至等於95重量%。
在尤其有利實施例中，基於總組合物，本發明組合物之呈氧化物形式之鈣之含量大於或等於40重量%、有利地60重量%、較佳80重量%、具體而言85重量%、具體而言90重量%、優先93重量%或甚至等於95重量%。
有利地，該壓製品具有小於15%、較佳小於10%、具體而言小於8%之碎裂測試指數。更具體而言，根據本發明，該等壓製品具有小於6%之碎裂測試指數。更有利地，該等壓製品具有小於4%之碎裂測試指數。且甚至更有利地，該等壓製品具有小於3%之碎裂測試指數。
有利地，本發明組合物之比表面積(在真空下在190℃下脫氣至少2小時後藉由測壓法利用氮吸附來量測並根據如ISO 9277：2010E標準中所述之多點BET方法計算)大於或等於0.4m2/g、較佳大於或等於0.6m2/g、更優先地大於或等於0.8m2/g且甚至更優先地大於或等於1.0m2/g且具體而言大於或等於1.2m2/g，其遠大於通常具有小於或等於 0.1m2/g之比表面積之燒結產品的比表面積。
以此方式，如與上述燒結壓塊相比，尤其藉由保存鈣鎂化合物在其成型之前之固有性質/結構特徵，組合物具有相對高之比表面積。
該組合物之特徵亦在於其總孔體積(根據ISO 15901-1：2005E標準之第1部分利用汞壓入藉由孔隙度法測定，其係用在30000psia(207Mpa)下量測之骨密度與在0.51psia(3.5kPa)下量測之表觀密度之間之差除以骨密度)大於或等於20%、較佳大於或等於25%且甚至更優先地大於或等於30%，其遠大於通常具有小於或等於10%之總孔體積之燒結產品的總孔體積。
有利地，如與上述燒結壓塊相比，尤其藉由保存鈣鎂化合物在其成型之前之固有性質/結構特徵，本發明之組合物具有相對高之總孔體積。
有利地，該組合物在壓製品內具有均勻密度分佈。使用單軸壓機之建議壓製方法實際上容許形成壓製品，其中密度沿縱向方向(即沿衝頭之縱向位移軸)及沿橫向方向(即垂直於衝頭之縱向位移軸)實質上相同。
低密度梯度可沿縱向方向存在，尤其在僅一個衝頭相對於另一者移動時，在活動衝頭之側上發現最高密度，且在衝頭不活動之相對側上發現最低密度。
根據本發明，在30℃下於75%相對濕度(即22.8g/m3絕對濕度)下進行1級加速老化測試2小時後，該等壓製品亦具有小於20%、較佳小於10%之碎裂測試指數。
就本發明之意義而言，加速老化測試意指在氣候室中以0.5kg的大小大於或等於10mm且以單層形式放置於自身置於貯器上方之柵格上之產品開始進行老化2小時，以使產品與潮濕氣氛之間之接觸最 佳，即產品之該等組成型壓製品中之每一者皆與其他壓製品間隔開至少1cm。老化期間質量之增加對水吸收及因此組合物之水合進行定量。
以全體產品開始獲得老化後量測之碎裂測試指數，亦即即使加速老化測試自身生成細粒，亦在最終結果中對其進行適當計數。加速老化測試可在不同溫度及相對濕度條件(及因此絕對濕度)下實施以便調節其強度。使用在1(較不嚴格測試)至4(最嚴格測試)範圍內之4個強度等級；-等級1：30℃及75%相對濕度產生22.8g/m3之絕對濕度；-等級2：40℃及50%相對濕度產生25.6g/m3之絕對濕度；-等級3：40℃及60%相對濕度產生30.7g/m3之絕對濕度；-等級4：40℃及70%相對濕度產生35.8g/m3之絕對濕度。
有利地，在40℃下於50%相對濕度(即25.6g/m3絕對濕度)下進行2級加速老化測試2小時後，該等壓製品具有小於20%、較佳小於10%之碎裂測試指數。
更有利地，在40℃下於60%相對濕度(即30.7g/m3絕對濕度)下進行3級加速老化測試2小時後，該等壓製品具有小於20%、較佳小於10%之碎裂測試指數。
甚至更有利地，在40℃下於70%相對濕度(即35.8g/m3絕對濕度)下進行4級加速老化測試2小時後，該等壓製品具有小於20%、具體而言小於10%、更具體而言小於5%且甚至最具體而言小於3%之碎裂測試指數。
根據本發明，組合物可進一步包含至少一種在由以下組成之群中選擇之第三化合物：在由黏合劑、潤滑劑及其混合物組成之群中選擇之有機添加劑、在由基於鋁之氧化物、基於矽之氧化物、基於鐵之氧化物、基於錳之氧化物及其混合物組成之群中選擇之氧化物、在由 基於鋁之氫氧化物、基於矽之氫氧化物、基於鐵之氫氧化物、基於錳之氫氧化物及其混合物組成之群中選擇之氫氧化物，基於組合物之總重量，其含量較佳等於或大於1重量%且等於或低於40重量%。
可藉由總碳%與礦物源之碳%之間之差計算本發明之組合物中存在之有機碳%。總碳係(例如)根據ASTM C25(1999)標準藉由C/S分析量測且礦物源之碳係(例如)根據EN 459-2：2010 E標準藉由定量CO2體積來測定。
可看出，基於組合物之總重量，本發明組合物可進一步包含一或多種具體而言含量包含於1重量%至40重量%且較佳5重量%至30重量%範圍內之基於鋁之氧化物(以Al2O3當量表示)，例如金剛砂、軟水鋁石或其他非晶形氧化鋁。
基於組合物之總重量，本發明組合物亦可進一步包含一或多種具體而言包含於1重量%至40重量%且較佳5重量%至30重量%範圍內之含量的基於鋁之氫氧化物(以Al2O3當量表示)，例如軟水鋁石、三水鋁石或其他硬水鋁石。
基於組合物之總重量，組合物可包含一種或若干種具體而言包含於1重量%至30重量%且較佳5重量%至20重量%範圍內之含量的基於矽之氧化物(以SiO2當量表示)，例如熱解二氧化矽或其他沈澱二氧化矽。
在有利實施例中，可看出，基於組合物之總重量，組合物亦可包含一種或若干種具體而言包含於1重量%至30重量%且較佳5重量%至20重量%範圍內之含量的基於矽之氫氧化物(以SiO2當量表示)。
在另一實施例中，基於組合物之總重量，本發明之組合物進一步包含一種或若干種具體而言包含於1重量%至30重量%且較佳5重量%至20重量%範圍內之含量的基於鐵之氧化物(以Fe2O3當量表示)，例如赤鐵礦、磁鐵礦或其他方鐵礦。
在另一實施例中，本發明之組合物進一步包含一種或若干種具體而言包含於1重量%至30重量%且較佳5重量%至20重量%範圍內之含量的基於鐵之氫氧化物(基於組合物之總重量，以Fe2O3當量表示)，例如針鐵礦或其他褐鐵礦。
在又一實施例中，基於組合物之總重量，本發明之組合物包含一種或若干種具體而言包含於1重量%至10重量%且較佳1重量%至5重量%範圍內之含量的基於錳之氧化物(以MnO當量表示)，例如軟錳礦或其他一氧化錳MnO。
在又一實施例中，基於組合物之總重量，本發明之組合物包含一種或若干種具體而言包含於1重量%至10重量%且較佳1重量%至5重量%範圍內之含量的基於錳之氫氧化物(以MnO當量表示)。
在本發明組合物之具體實施例中，該等粒子具有可藉由光學顯微鏡或掃描電子顯微鏡觀察之小於或等於7mm之大小，且在壓製之前具有如(例如)藉由篩分所量測小於或等於7mm、具體而言小於或等於5mm之粒子大小d100。
根據本發明，因此，組合物以壓製品形式出現，該等壓製品最初係以由d100小於或等於7mm之鈣鎂化合物粒子構成之細粒開始獲得且最終對下落及潮濕氣氛中之老化具有高度抗性，此對於不可應用細粒之後續使用尤為重要。因此，如上文所述，本發明之組合物尤其容許在鈣鎂化合物之應用中利用d100小於或等於7mm之微細鈣鎂化合物粒子，其迄今仍禁用。
符號dX代表直徑(以mm表示)，相對於該直徑所量測粒子之X質量%較小或相等。
在本發明之尤其有利的實施例中，鈣鎂化合物之該等粒子在壓製之前具有小於或等於3mm、具體而言小於或等於2mm之d90。
更具體而言，鈣鎂化合物之該等粒子在壓製之前具有小於或等 於1mm、具體而言小於或等於500μm之d50，且具有大於或等於0.1μm、具體而言大於或等於0.5μm、具體而言大於或等於1μm之d50。
根據本發明之另一有利實施例，該等壓製品具有例如選自錠劑之群之整體規則且均勻的形狀，此係自經由乾式途徑使細粒成形之方法形成之產品之典型形狀，但該等壓製品之下部(底部)部分與上部(頂部)部分之間具有小的不對稱，且具有包含於10mm與100mm之間、較佳大於或等於15mm、較佳大於或等於20mm且較佳小於或等於70mm、具體而言小於或等於50mm之大小(例如中值直徑)。
壓製品之大小意指彼等橫過(例如)具有正方形網篩之篩或絲網之大小。
更具體而言，就本發明之意義而言，該等壓製品之每個壓製品的平均重量為至少1g、較佳至少5g、優先至少10g且具體而言至少15g。
在本發明之較佳實施例中，該等壓製品之每個壓製品的平均重量為小於或等於200g、較佳小於或等於150g、優先地小於或等於100g且具體而言小於或等於50g。
有利地，該等壓製品具有包含介於1.5g/cm3與3g/cm3之間、有利地介於1.5g/cm3與2.8g/cm3之間且較佳介於1.7g/cm3與2.6g/cm3之間之表觀密度(體積質量)。
在本發明之有利實施例中，該壓製品包括通孔。
該等壓製產品之形狀易於與傳統上在卵石石灰石或煆燒白雲石煆燒後獲得之卵石鈣鎂化合物區分。
本發明組合物較佳以具有大於1m3之體積含量之工業容器類型包裝，例如大袋、容器、儲倉及其他，其較佳經密封以便運輸及儲存，以避免CaO及/或MgO在環境濕度下反應。在一些情形下，貨車、火車或船可將來自一個呈儲存儲倉形式之工業容器之工業壓製品運輸至 另一工業容器(例如另一儲存儲倉)，但在任一情形下，均應儘可能的快，如對於許多生鈣鎂石灰化合物而言。
在隨附申請專利範圍中指示本發明組合物之其他實施例。
本發明亦係關於包含若干個連續層以形成多層結構之複合材料，其中至少一個層係利用本發明組合物之該壓製產品形成。
在隨附申請專利範圍中指示本發明之複合材料之其他實施例。
本發明亦係關於製備呈壓製品形式之組合物之方法，其包含以下連續步驟：a)提供至少一種符合式aCaCO3.bMgCO3.xCaO.yMgO.zCa(OH)2.tMg(OH)2.uI之鈣鎂化合物之粒子，其中I表示雜質，a、b、z、t及u各自係0且50%之質量分率，x及y各自係0且100%之質量分率，其中基於鈣鎂化合物之總重量，x+y50重量%b)向至少一種鈣鎂化合物之粒子中添加至少一種第二化合物，該第二化合物係在由以下組成之群中進行選擇：B2O3、NaO3、鋁酸鈣、矽酸鈣、鐵酸鈣(例如Ca2Fe2O5或CaFe2O4)、金屬Al、金屬Mg、金屬Fe、金屬Mn、金屬Mo、金屬Zn、金屬Cu、元素Si、CaF2、C、CaC2、合金(例如CaSi、CaMg、CaFe、FeMn、FeSi、FeSiMn、FeMo)；TiO2、基於鉬之氧化物、基於鋅之氧化物、基於銅之氧化物、基於鉬之氫氧化物、基於銅之氫氧化物、基於鋅之氫氧化物及其混合物，基於組合物之總重量，該第二化合物之含量等於或大於1重量%，c)混合該等粒子及第二化合物直至達成均勻組合物為止，d)將該均勻組合物提供於在兩個衝頭之間在具有包含介於1cm2與40cm2之間、有利地包含介於1cm2與20cm2之間、較佳介於1cm2與10cm2之間、具體而言介於2cm2與10cm2之間之區段之限制空間中， e)藉由施加包含介於200MPa與800MPa之間、較佳包含介於250MPa與600MPa之間、更優先地介於300MPa與500MPa之間且甚至更優先地介於350MPa與500MPa之間之壓製壓力，壓製該均勻組合物用於形成具有三維形狀之壓製產品，f)釋放該壓製壓力，及g)自該限制空間頂出該壓製產品。
有利地，本發明方法包含h)將所得壓製產品包裝至如先前所提及之容器中、較佳密封之另一步驟。
如先前所提及，藉由在該壓製產品之下部部分與上部部分之間生成表面差別使得在工業規模上自限制空間取出所得壓製產品變成可能且有效。此特性可在較佳實施例中藉由使用內壁界定至少該具有向下減少之區段之限制空間之模具獲得。更準確而言，限制空間中容納壓製品之下部區段較佳低於限制空間中容納壓製品之上部區段。
實際上，由於壓製品之不對稱形狀，其表面在取出步驟剛開始即幾乎不再與壓製裝置之壁接觸，因此限制黏附之問題以及減少最終壓製品之缺陷。此有利於壓製品自容納壓製品之限制空間取出，因此該限制空間僅充當方向性嚮導。
因此，本發明製程容許與工業開發相容之高生產率。
具體而言，本發明製程提供每壓製裝置大於或等於0.1tph(噸/小時)、較佳大於或等於0.5tph、有利地大於或等於1tph且低於或等於20tph之生產力。
有利地，本發明製程提供每壓製裝置大於或等於100cpm(壓製品數/分鐘)、較佳大於或等於500cpm、具體而言大於或等於1000cpm且低於或等於20,000cpm、較佳低於或等於10,000cpm之生產力。
彼等生產力值係對於壓製設備(壓機)表示的。顯然，若同時使用若干壓製設備，則生產力將相應地增加。
在本發明方法之具體實施例中，該第二化合物係在由以下組成之群中選擇：B2O3、NaO3、金屬Al、金屬Mg、金屬Fe、金屬Mn、金屬Mo、金屬Zn、金屬Cu、元素Si、CaC2、合金(例如CaSi、CaMg、CaFe、FeMn、FeSi、FeSiMn、FeMo)；TiO2、基於鉬之氧化物、基於銅之氧化物、基於鋅之氧化物、基於鉬之氫氧化物、基於銅之氫氧化物、基於鋅之氫氧化物及其混合物，且基於組合物之總重量其係以等於或低於20重量%、較佳等於或低於10重量%、具體而言等於或低於5重量%之含量包含於組合物中。
在本發明方法之另一具體實施例中，該第二化合物係在由以下組成之群中進行選擇：CaF2、鐵酸鈣(例如Ca2Fe2O5或CaFe2O4)及其混合物，且基於組合物之總重量其係以等於或低於40重量%、較佳等於或低於30重量%、具體而言等於或低於20重量%之含量包含於組合物中。
在本發明方法之再其他具體實施例中，該第二化合物係在由以下組成之群中進行選擇：鋁酸鈣、矽酸鈣、碳及其混合物，且基於組合物之總重量其係以等於或低於60重量%、較佳等於或低於50重量%、具體而言等於或低於40重量%之含量包含於組合物中。
有利地，在將該均勻組合物提供於限制空間中之該步驟d)之前，本發明方法包含添加在由以下組成之群中選擇之第三化合物之另一步驟：在由黏合劑、潤滑劑及其混合物組成之群中選擇之有機添加劑、在由基於鋁之氧化物、基於矽之氧化物、基於鐵之氧化物、基於錳之氧化物及其混合物組成之群中選擇之氧化物、在由基於鋁之氫氧化物、基於矽之氫氧化物、基於鐵之氫氧化物、基於錳之氫氧化物及其混合物組成之群中選擇之氫氧化物，該第三化合物針對莫氏標度(Mohs scale)具有大於或等於5之硬度，及小於或等於200μm、較佳小於或等於150μm且更優先地小於或等於100μm之粒子大小d100。
然後可看出，所提供粒子組合物可含有(然而此並非必需)有機性質之添加劑(例如習用黏合劑或潤滑劑)或礦物性質之添加劑(例如基於鋁之氧化物或氫氧化物，具體而言其量為1%至40%且較佳5%至30%，以Al2O3當量表示；基於矽之氧化物或氫氧化物，具體而言其量為1%至30%且較佳5%至20%，以SiO2當量表示；基於鐵之氧化物或氫氧化物，具體而言其量為1%至30%且較佳5%至20%，以Fe2O3當量表示；基於錳之氧化物或氫氧化物，具體而言其量為1%至10%且較佳1%至5%，以MnO當量表示；或針對莫氏標度硬度大於或等於5之其他礦物添加劑，其特徵在於其粒子之大小d100小於或等於200μm、較佳小於或等於150μm且更優先地小於或等於100μm。
有利地，控制用於提供粒子組合物之該步驟且其以放置於該兩個衝頭之間之該限制空間中之該組合物之量始終相同的方式發生。
在本發明方法之另一實施例中，藉助潤滑步驟預先潤滑該兩個衝頭之間之該限制空間，在該潤滑步驟期間，在該兩個衝頭之間之該限制空間之表面上沈積呈粉末形式之潤滑劑(例如硬脂酸鈣或硬脂酸鎂)，該呈粉末形式之潤滑劑與粒子組合物之粒子一起壓製且基於壓製產品之總重量有利地佔介於0.01重量%與0.3重量%之間、較佳介於0.02重量%與0.1重量%之間。因此，此實施例提供外部潤滑之可能性，即潤滑衝頭及模具，其較內部潤滑更經濟，其由直接在欲壓製組合物內添加潤滑劑組成且通常需要0.25重量%至1重量%潤滑劑。此進一步避免向欲壓製組合物中添加補充化合物，藉此避免變性之風險。
此方法容許形成基於一種或若干種鈣鎂化合物且具有極佳下落抗性及良好抗老化性之壓製品。
此外，藉由考慮內部紋構，獲自該方法之此壓製品將區別於至今已知之產品(例如源自使用具有輥之壓機之成型方法的壓塊)。與至今已知之呈壓塊及諸如此類形式之產品不同，本發明之壓製品無宏觀 缺陷，例如裂隙、裂縫或裂開平面，該等至今已知之呈壓塊及諸如此類形式之產品含有幾百微米至幾毫米長及幾微米至幾百微米寬之裂縫，其可藉由利用裸眼簡單觀察、利用光學顯微鏡或者利用掃描電子顯微鏡(SEM)容易地檢測到。
根據一實施例，使用旋轉壓機實施壓縮，但通常，壓製系統可為任何類型，例如，亦可使用液壓壓機。原則上，該等壓製系統包含一或兩個衝頭可在其所形成之內壁部分內側滑動之模具，該等元件形成於其中放置組合物用於壓製之該限制空間。
在利用由該至少一種鈣鎂化合物及該至少一種第二化合物製得之均勻粉末狀組合物填充期間，利用形成底部壁之一個衝頭封閉模具之內壁部分內側之空間。
衝頭之作用施加形成壓製品所需之壓製應力。此所施加壓製應力可由以下組成：使得組合物具有確定壓製壓力，其對於兩個衝頭之間之限制空間對應於某一體積且因此對應於衝頭之某一位置；及視情況維持該等衝頭之位置達可在高達約一百毫秒範圍內之確定時間，同時注意維持此位置達較長持續時間並不有害，而是不具有任何額外益處。
界定壓製品之某一體積之衝頭之該位置界定模具之稱為壓製部分之部分，同時模具之剩餘部分稱為導向部分(該導向部分可在模具之壓製部分之上方及/或下方)。模具之壓製部分係在壓製品生產結束時容納壓製品之部分，乃因填充時間時之體積大於頂出時間時由壓製引起之體積。
內壁內側之壓製部分呈現上部區段及下部區段，其在例示性實施例中分別對應於壓製品之上部部分之表面(頂部部分之表面)及壓製品之下部部分之表面(底部部分之表面)。
在模具內側之壓製部分之上部區段與下部區段之間之差異相應 地大於或等於0.5%、較佳大於或等於1%且低於或等於10%、較佳低於或等於5%、具體而言低於或等於3%、尤其低於或等於2%。
該差異係相對差異，其係根據[(壓製部分之上部區段一壓製部分之下部區段)/壓製部分之中值區段]藉由用模具內側之壓製部分之下部區段減去模具內側之壓製部分之上部區段且藉由將結果除以壓製部分之中值區段來計算。上部區段在本文中經指定大於壓製部分之下部區段。當在例示性實施例中壓製品在模具中時，上部區段係在生產期間面朝上之區段，而下部區段係面朝下之區段。當然，端視製造壓製品之製程、設備，亦可係相反之情形。
在具體實施例中，模具之內側壁呈現較佳直線內部面且界定至少在壓製部分中具有向下減少之區段之空間(稱為限制空間)，且藉由形成壓製部分之底部之衝頭向上頂出壓製品。
在本發明之另一實施例中，預見向下頂出壓製品。在此一情形下，模具之內側壁呈現較佳直線內部面且界定至少在壓製部分中具有向上減少之區段之空間(稱為限制空間)，其中藉由形成壓製部分之頂部之衝頭向下頂出壓製品。
具有衝頭之旋轉壓機於高壓製壓力下操作。原則上，壓製系統包含具有腔形成模具之旋轉平臺，在該等模具中可滑動一或兩個衝頭，該等元件形成放置組合物用於壓製之限制空間。
旋轉壓機之幾何結構及操作容許將力更好地傳輸於欲壓製產品上，此生成於壓製品中之密度分佈之更好均勻化及因此更好機械強度及更少結構缺陷。
此外，使用旋轉壓機用於形成基於鈣鎂氧化物之經壓製產品提供更好地控制壓製品之動力學及運動學之機會，及預堆迭及/或預壓製之可能性，從而提供使粉末更好地壓製且頂出空氣之可能性，藉此避免形成缺陷，例如裂開或頂裂。
有利地，在本發明方法中，然後將該所收集壓製產品在700℃與1200℃之間熱處理包含介於1分鐘與90分鐘之間、較佳大於或等於5分鐘且小於或等於60分鐘、更具體而言大於或等於10分鐘且小於或等於30分鐘之預定時段。
有利地，在高於800℃、有利地高於900℃且低於1100℃、較佳低於1000℃下實施熱處理。
在具體實施例中，熱處理此外包括儘可能短的溫度升高及下降斜坡，以使該熱處理之生產率最佳。
此方法容許形成基於一種或若干種鈣鎂化合物且具有極佳下落抗性及極佳抗老化性之壓製品。
根據實施例，使用水平爐(例如隧道式爐、通過爐、輥窯或其他網帶式窯)實施熱處理。另一選擇為，可使用任何其他類型之習用爐，但不由於(例如)過大磨損導致壓製品之完整性改變。
在再一實施例中，本發明方法進一步包含視情況表面處理該所收集壓製產品之步驟，其係在熱處理(若存在)後在含有CO2及蒸汽之氣流下在大於或等於50℃、較佳大於或等於100℃、較佳大於或等於150℃且小於或等於700℃、有利地小於或等於500℃、較佳小於或等於400℃、具體而言小於或等於300℃、有利地小於或等於250℃之溫度下實施包含介於5分鐘與60分鐘之間、較佳包含介於10分鐘與30分鐘之間之時間段。
有利地，氣流包含包含佔5體積%與25體積%之間且較佳介於5體積%與15體積%之間之蒸汽濃度。
較佳地，氣流包含在氣體中佔介於5體積%與40體積%之間且較佳介於10體積%與25體積%之間之CO2濃度。
更具體而言，所用氣流源自燃燒煙，例如傳統石灰窯。
利用此方法可形成基於一種或若干種鈣鎂化合物且具有極佳下 落抗性及極佳抗老化性之壓製品。
根據實施例，使用穿過頂部進給壓製品且穿過底部進給氣體之垂直逆流反應器實施該表面處理。
有利地，可經由注入該已熱或預先預加熱之氣體直接達成壓製品之溫度增加，如(例如)源自燃燒煙之氣體之情形可如此。
儘管此並非必需，但應出於經濟、環境及可持續活動原因充分瞭解利用燃燒煙而非含有二氧化碳及蒸汽之合成氣體實施此表面處理的益處。
在一個替代方案中，本發明係關於製造包含若干連續層用於形成多層結構之複合材料的方法，其中至少一個層係藉由本發明方法利用組合物之該壓製產品形成，且該方法進一步包含壓製該壓製產品之該至少一個層及另一壓製品層的另一步驟。
在隨附申請專利範圍中指示本發明方法之其他實施例。
本發明之目標亦係本發明組合物或源自本發明方法之組合物的用途，其用於鋼工業、具體而言用於氧氣轉爐或電弧爐中、用於處理煙道氣、用於處理水、用於處理廢淤渣及水、用於農業、建築工業及土木工程(例如用於穩定土壤)中。
在隨附申請專利範圍中指示本發明之其他形式之用途。
以非限制方式且參照隨附實例自下文給出之闡述將明瞭本發明之其他特性、細節及優點。
實例- 實例1.-
使用粉末混合器Gericke GCM450，其容量為10dm3，提供有半徑為7cm且以350rpm(即2.6m/s)旋轉之標準刀片。以連續模式使用此混合器來製備包含85重量%之生石灰細粒(0-3mm)及15重量%之CaF2粉末(氟石CaF2)(0-6mm)之混合物。粉末之總流速為300kg/h且滯 留時間為3.5s。所得混合物極其均勻，意味著基於組合物之總重量，每次自最終混合物取出之10g不同試樣之CaF2之量均佔介於14重量%與16重量%之間。
使用«Titan»型旋轉壓機Eurotab。該旋轉壓機包含內壁界定至少該具有向下減少之區段之限制空間之模具。限制空間中容納壓製品之下部區段低於限制空間中容納壓製品之上部區段，以有利於壓製品自限制空間頂出且提供至少100cpm(壓製品數/分鐘)之生產力。以約三十公斤0-3mm之熟石灰細粒開始，將12.7g此混合物連續倒入具有實質上圓柱形形狀對於壓製部分具有向下減少之區段且具有約21mm之直徑之工具之每一模具中。在500MPa之壓縮下實施壓縮，且衝頭之閉合速度為115mm/s且維持時間為100ms。
獲得若干公斤實質上圓柱形壓製品，其各自具有12.6g之重量及21.4mm之平均值之中值直徑。壓製品之上部(頂部)部分之上部直徑具有21.51mm之平均值且壓製品之下部部分(底部)之下部直徑具有21.29mm之平均值，此分別產生具有363mm2之平均值之上部部分之上部表面及具有356mm2之平均值之下部部分之下部表面。因此，根據壓製品之平均中值區段報告之該等壓製品之平均上部表面與平均下部表面之間之差異等於2.06%[(平均上部部分之上部表面-下部部分之下部表面)/壓製品之中值區段]。高度係15.9mm且密度係2.20g/cm3。該等壓製品具有均勻品質且無宏觀缺陷。
該等壓製品形成1.8m2/g之比BET表面積(如在真空下在190℃下脫氣至少2小時後藉由測壓法利用氮吸附來量測並根據如ISO 9277：2010E標準中所述之多點BET方法計算)且具有34%之總汞孔體積(如根據ISO 15901-1：2005E標準之第1部分藉由引入汞藉由孔隙度法測定，其係用在30000psia下量測之骨密度與在0.51psia下量測之表觀密度之間之差除以骨密度)。
以0.5kg該等壓製品開始藉由連續實施4次兩米下落來實施碎裂測試。對在該4次下落結束時生成之小於10mm之細粒之量進行稱重。獲得2.8%之碎裂測試指數。
實例2.-
使用粉末混合器Gericke GCM450，其容量為10dm3，提供有半徑為7cm且以350rpm(即2.6m/s)旋轉之標準刀片。以連續模式使用此混合器來製備包含85重量%之生石灰細粒(0-3mm)及15重量%之CaF2粉末(氟石CaF2)(0-6mm)之混合物。粉末之總流速為300kg/h且滯留時間為3.5s。所得混合物極其均勻，意味著基於組合物之總重量，每次自最終混合物取出之10g不同試樣之CaF2之量均佔介於14重量%與16重量%之間。
使用如實例1中所闡述之«Titan»型旋轉壓機Eurotab。以約三十公斤0-3mm之熟石灰細粒開始，將12.7g此混合物連續倒入具有實質上圓柱形形狀對於壓製部分具有向下減少之區段且具有約21mm之直徑之工具之每一模具中。在430MPa之壓縮下實施壓縮，且衝頭之閉合速度為115mm/s且維持時間為100ms。
獲得若干公斤實質上圓柱形的壓製品，其各自具有12.6g之重量及21.5mm之平均值之中值直徑。高度係17.4mm且密度係2.1g/cm3。
該等壓製品具有均勻品質且無宏觀缺陷。該等壓製品形成1.6m2/g之比BET表面積(如在真空下在190℃下脫氣至少2小時後藉由測壓法利用氮吸附來量測並根據如ISO 9277：2010E標準中所述之多點BET方法計算)且具有42%之總汞孔體積(如根據ISO 15901-1：2005E標準之第1部分藉由引入汞藉由孔隙度法測定，其係用在30000psia下量測之骨密度與在0.51psia下量測之表觀密度之間之差除以骨密度)。
以0.5kg該等壓製品開始藉由連續實施4次兩米下落來實施碎裂測試。對在該4次下落結束時生成之小於10mm之細粒之量進行稱 重。獲得7.9%之碎裂測試指數。
實例3.-
使用粉末混合器Gericke GCM450，其容量為10dm3，提供有半徑為7cm且以350rpm(即2.6m/s)旋轉之標準刀片。以連續模式使用此混合器來製備包含70重量%之生石灰細粒(0-3mm)及30重量%之CaF2粉末(氟石CaF2)(0-6mm)之混合物。粉末之總流速為300kg/h且滯留時間為3.5s。所得混合物極其均勻，意味著基於組合物之總重量，每次自最終混合物取出之10g不同試樣之CaF2之量均佔介於28重量%與32重量%之間。
使用如實例1中所闡述之«Titan»型旋轉壓機Eurotab。以約三十公斤由50% 0-3mm之生石灰細粒及50% 0-3mm之生白雲石細粒組成的混合物開始，將12.5g此混合物連續倒入具有實質上圓柱形形狀對於壓製部分具有向下減少之區段及約21mm之直徑之工具之每一模具中。在590MPa之壓力下實施壓縮，且衝頭之閉合速度為115mm/s且維持時間為105ms。
獲得若干公斤壓製品，其各自具有12.5g之重量及21.4mm之平均值之中值直徑。高度係15.6mm且密度係2.32g/cm3.該等壓製品具有均勻品質且無宏觀缺陷。
該等壓製品形成1.5m2/g之BET比表面積且具有35%之總汞孔體積。
以0.5kg該等壓製品開始藉由連續實施4次兩米下落來實施碎裂測試。對在該4次下落結束時生成之小於10mm之細粒之量進行稱重。獲得5.2%之碎裂測試指數。
實例4.-
使用粉末混合器Gericke GCM450，其容量為10dm3，提供有半徑為7cm且以350rpm(即2.6m/s)旋轉之標準刀片。以連續模式使用 此混合器來製備包含70重量%之生石灰細粒(0-3mm)及30重量%之CaF2粉末(氟石CaF2)(0-6mm)之混合物。粉末之總流速為300kg/h且滯留時間為3.5s。所得混合物極其均勻，意味著基於組合物之總重量，每次自最終混合物取出之10g不同試樣之CaF2之量均佔介於28重量%與32重量%之間。
使用如實例1中所闡述之«Titan»型旋轉壓機Eurotab。以約三十公斤0-3mm之熟石灰細粒開始，將9.4g該等細粒連續倒入具有實質上圓柱形形狀對於壓製部分具有向下減少之區段及約21mm之直徑之工具之每一模具中。在480MPa之壓力下實施壓縮，且衝頭之閉合速度為115mm/s且維持時間為100ms。
獲得若干公斤壓製品，其各自具有13.5g之重量及21.3mm之平均尺寸(中值直徑)。高度係17.85mm且密度係2.1g/cm3。
該等壓製品形成1.3m2/g之BET比表面積且具有40%之總汞孔體積。
以0.5kg該等壓製品開始藉由連續實施4次兩米下落來實施碎裂測試。對在該4次下落結束時生成之小於10mm之細粒之量進行稱重。獲得8.5%之碎裂測試指數。
實例5.-
使用粉末混合器Gericke GCM450，其容量為10dm3，配備有半徑為7cm且以350轉/分鐘(即2.6m/s)用於旋轉之標準刀片。以連續模式使用此混合器以便製備由89.75重量%之0-3mm熟石灰細粒及10.25重量%之碳(Blaskohle Luxcarbon 97 DCE 0-2mm)及甘油(97.5重量%碳及2.5重量%甘油)之混合物組成之混合物。粉末之總流速係300kg/h且停留時間係3.5s。所得混合物極為均勻。此意味著自最終混合物獲取之不同10g試樣之碳含量始終佔介於9%與11%(相對+/- 10%)之間。
使用如實例1中所闡述之«Titan»型旋轉壓機Eurotab。以約三十公 斤混合物開始，將12.8g此混合物連續倒入具有實質上圓柱形形狀對於壓製部分具有向下減少之區段及約21mm之直徑之工具之每一模具中。在500MPa之壓力下實施壓縮，且衝頭之閉合速度為115mm/s且維持時間為105ms。
獲得若干公斤壓製品，其各自具有12.8g之重量及21.4mm之平均中值直徑。壓製品之上部(頂部)部分之上部直徑具有21.48mm之平均值且壓製品之下部部分(底部)之下部直徑具有21.32mm之平均值，此分別產生具有362mm2之平均值之上部部分之上部表面及具有357mm2之平均值之下部部分之下部表面。因此，根據壓製品之平均中值區段報告之該等壓製品之平均上部表面與平均下部表面之間之差異等於1.50%[(平均上部部分之上部表面-下部部分之下部表面)/壓製品之中值區段]。高度係16.4mm且密度係2.25g/cm3。該等壓製品具有均勻品質且無宏觀缺陷。
以0.5kg該等壓製品開始藉由連續實施4次兩米下落來實施碎裂測試。對在該4次下落結束時生成之小於10mm之細粒之量進行稱重。獲得5.0%之碎裂測試指數。
實例6.-
使用粉末混合器Gericke GCM450，其容量為10dm3，配備有半徑為7cm且以350轉/分鐘(即2.6m/s)用於旋轉之標準刀片。以連續模式使用此混合器以便製備由45重量%之0-3mm熟石灰細粒、15重量%之金屬Al 0-200μm、30重量%之Al2O3(0-3mm)及10重量%熟石灰組成之混合物。粉末之總流速係300kg/h且停留時間係3.5s。所得混合物極為均勻。此意味著自最終混合物獲取之不同10g試樣之鋁化合物(金屬Al或Al2O3)之含量始終佔介於13%與17%及28%與32%(相對+/- 10%)之間。
使用如實例1中所闡述之«Titan»型旋轉壓機Eurotab。將12.8g此 混合物連續倒入具有實質上圓柱形形狀對於壓製部分具有向下減少之區段及約21mm之直徑之工具之每一模具中。在470MPa之壓力下實施壓縮，且衝頭之閉合速度為115mm/s且維持時間為105ms。
獲得若干公斤圓柱形壓製品，其各自具有12.8g之重量及21.2mm之中值直徑。高度係16.4mm且密度係2.25g/cm3。該等壓製品具有均勻品質且無宏觀缺陷。
該等壓製品形成4.8m2/g之BET比表面積且具有37%之總汞孔體積。
以0.5kg該等壓製品開始藉由連續實施4次兩米下落來實施碎裂測試。對在該4次下落結束時生成之小於10mm之細粒之量進行稱重。獲得3.0%之碎裂測試指數。
顯而易見，本發明決不限於上述實施例且可對其提供許多修改形式而不背離隨附申請專利範圍之範圍。

Claims (29)

  1. 一種組合物，其包含至少一種符合式aCaCO3.bMgCO3.xCaO.yMgO.zCa(OH)2.tMg(OH)2.uI之鈣鎂化合物，其中I係雜質；a、b、z、t及u各自係0且50%之質量分率，x及y各自係0且100%之質量分率，且基於該至少一種鈣鎂化合物之總重量，x+y50重量%，其特徵在於該至少一種鈣鎂化合物係呈粒子形式，基於該組合物之總重量，該組合物具有大於或等於20重量%之呈氧化物形式之累加鈣及鎂含量，該組合物進一步包含至少一種在由以下組成之群中選擇之第二化合物：B2O3、NaO3、鋁酸鈣、矽酸鈣；鐵酸鈣，例如Ca2Fe2O5或CaFe2O4；金屬Al、金屬Mg、金屬Fe、金屬Mn、金屬Mo、金屬Zn、金屬Cu、元素Si、CaF2、C、CaC2；合金，例如CaSi、CaMg、CaFe、FeMn、FeSi、FeSiMn、FeMo；TiO2、基於鉬之氧化物、基於銅之氧化物、基於鋅之氧化物、基於鉬之氫氧化物、基於銅之氫氧化物、基於鋅之氫氧化物及其混合物，該組合物係呈壓製品形式，每一壓製品係利用鈣鎂化合物之經壓製及成形粒子形成，該等壓製品具有小於20%之碎裂測試指數。
  2. 如請求項1之組合物，其中該在由以下組成之群中選擇之第二化合物係以基於該組合物之總重量等於或大於1重量%之含量包含於該組合物中：B2O3、NaO3、鋁酸鈣、矽酸鈣；鐵酸鈣，例如Ca2Fe2O5或CaFe2O4；金屬Al、金屬Mg、金屬Fe、金屬Mn、金屬 Mo、金屬Zn、金屬Cu、元素Si、CaF2、C、CaC2；合金，例如CaSi、CaMg、CaFe、FeMn、FeSi、FeSiMn、FeMo；TiO2、基於鉬之氧化物、基於銅之氧化物、基於鋅之氧化物、基於鉬之氫氧化物、基於銅之氫氧化物、基於鋅之氫氧化物及其混合物。
  3. 如請求項1或2之組合物，其中該第二化合物係在由以下組成之群中選擇：B2O3、NaO3、金屬Al、金屬Mg、金屬Fe、金屬Mn、金屬Mo、金屬Zn、金屬Cu、元素Si、CaC2；合金，例如CaSi、CaMg、CaFe、FeMn、FeSi、FeSiMn、FeMo；TiO2、基於鉬之氧化物、基於銅之氧化物、基於鋅之氧化物、基於鉬之氫氧化物、基於銅之氫氧化物、基於鋅之氫氧化物及其混合物，且基於該組合物之總重量，該第二化合物係以等於或低於20重量%、較佳等於或低於10重量%、具體而言等於或低於5重量%之含量包含於該組合物中。
  4. 如請求項1至3中任一項之組合物，其中該第二化合物係在由以下組成之群中選擇：CaF2；鐵酸鈣，例如Ca2Fe2O5或CaFe2O4，及其混合物，且基於該組合物之總重量，其係以等於或低於40重量%、較佳等於或低於30重量%、具體而言等於或低於20重量%之含量包含於該組合物中。
  5. 如請求項1至3中任一項之組合物，其中該第二化合物係在由以下組成之群中選擇：鋁酸鈣、矽酸鈣、碳及其混合物，且基於該組合物之總重量，該第二化合物係以等於或低於60重量%、較佳等於或低於50重量%、具體而言等於或低於40重量%之含量包含於該組合物中。
  6. 如請求項1至5中任一項之組合物，其中基於該至少一種鈣鎂化合物之總重量，該至少一種鈣鎂化合物之質量分率使得x+y 60重量%、較佳地75重量%、優先地80重量%、且仍更優先地90重量%、更具體而言93重量%或甚至95重量%。
  7. 如請求項1至6中任一項之組合物，其中該等壓製品具有小於15%、有利地小於10%、具體而言小於8%、較佳小於6%且更優先地小於4%、具體而言小於3%之碎裂測試指數。
  8. 如前述請求項中任一項之組合物，其中基於該組合物之總重量，該呈氧化物形式之累加鈣及鎂含量係大於或等於40重量%、有利地60重量%、較佳地80重量%、具體而言90重量%、優先地93重量%或甚至等於95重量%。
  9. 如前述請求項中任一項之組合物，其進一步包含至少一種在由以下組成之群中選擇之第三化合物：在由黏合劑、潤滑劑及其混合物組成之群中選擇之有機添加劑、在由基於鋁之氧化物、基於矽之氧化物、基於鐵之氧化物、基於錳之氧化物及其混合物組成之群中選擇之氧化物、在由基於鋁之氫氧化物、基於矽之氫氧化物、基於鐵之氫氧化物、基於錳之氫氧化物及其混合物組成之群中選擇之氫氧化物，基於該組合物之總重量，該第三化合物之含量較佳等於或大於1重量%且等於或低於40重量%。
  10. 如前述請求項中任一項之組合物，其中該等粒子具有可藉由光學顯微鏡或藉由掃描電子顯微鏡觀察到之小於或等於7mm之大小，且在壓製之前具有小於或等於7mm、具體而言小於或等於5mm之粒子大小d100。
  11. 如前述請求項中任一項之組合物，其中該至少一種鈣鎂化合物之該等粒子在壓製之前具有小於或等於3mm之d90。
  12. 如前述請求項中任一項之組合物，其中該至少一種鈣鎂化合物之該等粒子在壓製之前具有小於或等於1mm之d50。
  13. 如前述請求項中任一項之組合物，其中該等壓製品具有例如選自菱形錠、錠劑、壓縮錠劑之群之自經由乾式途徑使細粒成型之方法形成之產品典型之整體規則且均勻之形狀，但該等壓製品之下部(底部)部分與上部(頂部)部分之間具有小的不對稱，且具有包含介於10mm與100mm之間、較佳大於或等於15mm、較佳大於或等於20mm且較佳小於或等於70mm、較佳小於或等於50mm之大小。
  14. 如前述請求項中任一項之組合物，其中該等壓製品具有至少1g、較佳至少5g、優先地至少10g且具體而言至少15g之每個壓製品的平均重量。
  15. 如前述請求項中任一項之組合物，其中該等壓製品具有小於或等於200g、較佳小於或等於150g、優先地小於或等於100g且具體而言小於或等於50g之每個壓製品的平均重量。
  16. 如前述請求項中任一項之組合物，其中該等壓製品具有包含介於1.5g/cm3與3g/cm3之間、有利地介於1.5g/cm3與2.8g/cm3之間且較佳介於1.7g/cm3與2.6g/cm3之間之表觀密度。
  17. 如前述請求項中任一項之組合物，其中該壓製品包括通孔。
  18. 如前述請求項中任一項之組合物，其中基於在光學顯微鏡下檢查或進一步利用掃描電子顯微鏡(SEM)檢查的簡單目視檢查，該壓製品無宏觀缺陷。
  19. 一種複合材料，其包含若干個用於形成多層結構的連續層，其中至少一個層係利用如前述請求項中任一項之組合物之該壓製產品形成。
  20. 一種製造呈壓製品形式之組合物之方法，其包含以下步驟：a)提供至少一種符合式aCaCO3.bMgCO3.xCaO.yMgO.zCa(OH)2.tMg(OH)2.uI之鈣鎂化合 物之粒子，其中I表示雜質，a、b、z、t及u各自係0且50%之質量分率，x及y各自係0且100%之質量分率，且基於該鈣鎂化合物之總重量，x+y50重量%，b)向至少一種鈣鎂化合物之該等粒子中添加至少一種第二化合物，該第二化合物係在由以下組成之群中選擇：B2O3、NaO3、鋁酸鈣、矽酸鈣；鐵酸鈣，例如Ca2Fe2O5或CaFe2O4；金屬Al、金屬Mg、金屬Fe、金屬Mn、金屬Mo、金屬Zn、金屬Cu、元素Si、CaF2、C、CaC2；合金，例如CaSi、CaMg、CaFe、FeMn、FeSi、FeSiMn、FeMo；TiO2、基於鉬之氧化物、基於銅之氧化物、基於鋅之氧化物、基於鉬之氫氧化物、基於銅之氫氧化物、基於鋅之氫氧化物及其混合物，基於該組合物之總重量，該第二化合物之含量等於或大於1重量%，c)混合該等粒子及該第二化合物直至達成均勻組合物為止，d)將該均勻組合物提供於兩個衝頭之間具有包含介於1cm2與40cm2之間、有利地包含介於1cm2與20cm2之間、較佳介於1cm2與10cm2之間、具體而言介於2cm2與10cm2之間之區段之限制空間中，e)藉由施加包含介於200MPa與800MPa之間、較佳包含介於250MPa與600MPa之間、更優先地介於300MPa與500MPa之間且甚至更優先地介於350MPa與500MPa之間之壓製壓力壓製該均勻組合物來形成具有三維形狀之壓製產品，f)釋放該壓製壓力，及g)自該限制空間頂出該壓製產品。
  21. 如請求項20之方法，其中該第二化合物係在由以下組成之群中選擇：B2O3、NaO3、金屬Al、金屬Mg、金屬Fe、金屬Mn、金屬Mo、金屬Zn、金屬Cu、元素Si、CaC2；合金，例如CaSi、 CaMg、CaFe、FeMn、FeSi、FeSiMn、FeMo；TiO2、基於鉬之氧化物、基於銅之氧化物、基於鋅之氧化物、基於鉬之氫氧化物、基於銅之氫氧化物、基於鋅之氫氧化物及其混合物，且基於該組合物之總重量，該第二化合物係以等於或低於20重量%、較佳等於或低於10重量%、具體而言等於或低於5重量%之含量包含於該組合物中。
  22. 如請求項20或21之方法，其中該第二化合物係在由以下組成之群中選擇：CaF2；鐵酸鈣，例如Ca2Fe2O5或CaFe2O4，及其混合物，且基於該組合物之總重量，該第二化合物係以等於或低於40重量%、較佳等於或低於30重量%、具體而言等於或低於20重量%之含量包含於該組合物中。
  23. 如請求項20或21之方法，其中該第二化合物係在由以下組成之群中選擇：鋁酸鈣、矽酸鈣、碳及其混合物，且基於該組合物之總重量，該第二化合物係以等於或低於60重量%、較佳等於或低於50重量%、具體而言等於或低於40重量%之含量包含於該組合物中。
  24. 如請求項20至23中任一項之方法，其在將該均勻組合物提供於限制空間中之該步驟d)之前包含添加第三化合物之另一步驟，該第三化合物係在由以下組成之群中選擇：在由黏合劑、潤滑劑及其混合物組成之群中選擇之有機添加劑、在由基於鋁之氧化物、基於矽之氧化物、基於鐵之氧化物、基於錳之氧化物及其混合物組成之群中選擇之氧化物、在由基於鋁之氫氧化物、基於矽之氫氧化物、基於鐵之氫氧化物、基於錳之氫氧化物及其混合物組成之群中選擇之氫氧化物，該第三化合物針對莫氏標度(Mohs scale)具有大於或等於5之硬度，及具有小於或等於200μm、較佳小於或等於150μm且更優先地小於或等於100μm之粒 子大小d100。
  25. 如請求項20至24中任一項之方法，其中藉助潤滑步驟預先潤滑限制於該兩個衝頭之間之該空間，在該潤滑步驟期間，在限制於該兩個衝頭之間之該空間之表面上沈積呈粉末形式之潤滑劑，例如硬脂酸鈣或硬脂酸鎂，該呈粉末形式之潤滑劑係與該粒子組合物之該等粒子一起壓製，且基於該壓製產品之總重量有利地佔介於0.01重量%與0.3重量%之間、較佳介於0.02重量%與0.1重量%之間。
  26. 如請求項20至25中任一項之方法，其中隨後將該所收集之壓製產品在700℃與1200℃之間熱處理達包含介於1分鐘與90分鐘之間、較佳大於或等於5分鐘且小於或等於60分鐘、更具體而言大於或等於10分鐘且小於或等於30分鐘之預定時間段。
  27. 如請求項20至26中任一項之方法，其進一步包含表面處理該所收集壓製產品之步驟，其係視情況在熱處理(若存在)後在含有CO2及蒸汽之氣流下在大於或等於50℃、較佳大於或等於100℃且較佳大於或等於150℃且小於或等於700℃、有利地小於或等於500℃、較佳小於或等於400℃、具體而言小於或等於300℃、有利地小於或等於250℃之溫度下實施包含介於5分鐘與60分鐘之間、較佳包含介於10分鐘與30分鐘之間之時間段。
  28. 一種製備複合材料之方法，該複合材料包含若干連續層以便形成多層結構，其中至少一個層係藉由如請求項20至27中任一項之方法利用該組合物之該壓製產品形成，且該方法進一步包含在該頂出步驟之前用於該壓製產品之該至少一個層及用於另一壓製品層的另一壓製步驟。
  29. 一種如請求項1至19之組合物或源自如請求項20至28之方法之組合物之用途，其係用於煉鋼、具體而言用於鹼性氧氣轉爐、用 於電弧爐或用於二次冶金中、用於處理煙道氣、用於處理水、用於處理淤渣及廢水、用於農業、用於建築工業及土木工程，例如用於土壤穩定。
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