TW202041480A - 鑄模助熔劑用礦物產品、鑄模助熔劑、合成矽灰石替代物、其製造方法及水合矽酸鈣的用途 - Google Patents

鑄模助熔劑用礦物產品、鑄模助熔劑、合成矽灰石替代物、其製造方法及水合矽酸鈣的用途 Download PDF

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阿布希雪克 班尼吉
比馬爾 庫瑪 薩卡
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法商伊梅斯切公司
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Abstract

一種製造用於金屬鑄造的鑄模助熔劑用礦物產品的方法包括：提供包含水合矽酸鈣的前驅物材料；以及在等於或大於約800℃的溫度下煅燒所述前驅物材料以生產包含矽酸鈣的煅燒材料。

Description

矽灰石替代物
本發明是有關於用於金屬鑄造的鑄模助熔劑及製造鑄模助熔劑的方法、用於金屬鑄造的鑄模助熔劑用礦物產品及製造礦物產品的方法、合成矽灰石替代物及製造合成矽灰石替代物的方法、以及水合矽酸鈣在鑄模助熔劑、鑄模助熔劑用礦物產品及合成矽灰石替代物的製造中的用途。
矽灰石是鏈狀矽酸鈣（CaSiO3 ）的天然存在礦物形式。矽灰石在陶瓷、油漆、塑膠及冶金中具有工業應用。舉例而言，矽灰石被添加至陶瓷以減少燒製期間的收縮及氣體散展（gas evolution）且在維持亮度的同時增加生坯強度（green strength）與燒製強度（fired strength）二者。矽灰石被添加至油漆以提高耐久性及耐候性且使油漆膜霧面化（mattify）。矽灰石被添加至塑膠以改善抗拉強度（tensile strength）及抗撓強度（flexural strength）且提高在高溫下的穩定性。在冶金中，矽灰石是用於鑄造金屬（例如鋼）的鑄模助熔劑的常見礦物組分。
鑄模助熔劑是在熔融金屬的鑄造期間添加至鑄模的材料。鑄模助熔劑通常是諸如粉末等粒狀材料。因此，鑄模助熔劑有時被稱為鑄造粉末。當被熔融金屬加熱時，鑄模助熔劑一般形成熔渣（slag）。在金屬鑄造期間由鑄模助熔劑形成的熔渣通常用於抑制熔融金屬的氧化，減少熔融金屬的熱損失以抑制過早固化，控制向鑄模的熱傳遞，吸收存在於熔融金屬中的雜質（諸如非金屬夾雜物）及/或在固化的金屬殼體與鑄模之間提供潤滑。天然存在的矽灰石包含於鑄模助熔劑中以增加Al2 O3 吸收、可熔性（fusibility）及熱絕緣品質且降低黏度。
然而，作為天然資源，矽灰石變得稀少，且因此變得昂貴。因此，提供合成矽灰石替代物將是有益的。提供其中天然存在的矽灰石被表現出相似性質的替代材料代替的鑄模助熔劑或鑄模助熔劑用礦物產品亦將是有利的。
根據第一態樣，本發明是有關於一種製造用於金屬鑄造的鑄模助熔劑用礦物產品的方法，所述方法包括：提供包含水合矽酸鈣的前驅物材料；以及在等於或大於約800℃的溫度下煅燒所述前驅物材料以生產包含矽酸鈣的煅燒材料。
根據第二態樣，本發明是有關於一種製造用於金屬鑄造的鑄模助熔劑的方法，所述方法包括：提供包含水合矽酸鈣的前驅物材料；以及在等於或大於約800℃的溫度下煅燒所述前驅物材料以生產包含矽酸鈣的煅燒材料。
根據第三態樣，本發明是有關於一種製造合成矽灰石替代物的方法，所述方法包括：提供包含水合矽酸鈣的前驅物材料；以及在等於或大於約800℃的溫度下煅燒所述前驅物材料以生產包含矽酸鈣的煅燒材料。
根據第四態樣，本發明是有關於根據第一態樣的方法製造的鑄模助熔劑用礦物產品。
根據第五態樣，本發明是有關於根據第二態樣的方法製造的鑄模助熔劑。
根據第六態樣，本發明是有關於根據第三態樣的方法製造的合成矽灰石替代物。
根據第七態樣，本發明是有關於水合矽酸鈣在用於金屬鑄造的鑄模助熔劑或鑄模助熔劑用礦物產品的製造中的用途。
根據第八態樣，本發明是有關於水合矽酸鈣在合成矽灰石替代物的製造中的用途。
參照各圖僅以實例的方式闡述實施例。
意外地發現，在等於或大於約800℃的溫度下煅燒包含水合矽酸鈣的前驅物材料會導致生產出與天然存在的矽灰石相似的煅燒材料。煅燒材料可用作或用於生產鑄模助熔劑、鑄模助熔劑用礦物產品或合成矽灰石替代物。 前驅物材料
前驅物材料包含水合矽酸鈣。前驅物材料可為水合矽酸鈣（即由水合矽酸鈣組成）。前驅物材料可實質上由水合矽酸鈣組成。前驅物材料可包含不小於約10重量%、例如不小於約20重量%、或不小於約30重量%、或不小於約40重量%、或不小於約50重量%、或不小於約60重量%、或不小於約70重量%、或不小於約80重量%或不小於約90重量%的水合矽酸鈣。前驅物材料可包含至多約100重量%、例如不大於約99重量%、或不大於約95重量%、或不大於約90重量%、或不大於約80重量%、或不大於約70重量%、或不大於約60重量%或不大於約50重量%的水合矽酸鈣。前驅物材料可包含約10重量%至約100重量%、例如約10重量%至約99重量%、或約10重量%至約90重量%、或約10重量%至約80重量%、或約10重量%至約70重量%、或約10重量%至約60重量%、或約10重量%至約50重量%、或約20重量%至約100重量%、或約20重量%至約99重量%、或約20重量%至約90重量%、或約20重量%至約80重量%、或約20重量%至約70重量%、或約20重量%至約60重量%、或約20重量%至約50重量%、或約30重量%至約100重量%、或約30重量%至約99重量%、或約30重量%至約90重量%、或約30重量%至約80重量%、或約30重量%至約70重量%、或約30重量%至約60重量%、或約30重量%至約50重量%、或約40重量%至約100重量%、或約40重量%至約99重量%、或約40重量%至約90重量%、或約40重量%至約80重量%、或約40重量%至約70重量%、或約40重量%至約60重量%、或約40重量%至約50重量%、或約50重量%至約100重量%、或約50重量%至約99重量%、或約50重量%至約90重量%、或約50重量%至約80重量%、或約50重量%至約70重量%、或約50重量%至約60重量%、或約60重量%至約100重量%、或約60重量%至約99重量%、或約60重量%至約90重量%、或約60重量%至約80重量%、或約60重量%至約70重量%、或約70重量%至約100重量%、或約70重量%至約99重量%、或約70重量%至約90重量%、或約70重量%至約80重量%、或約80重量%至約100重量%、或約80重量%至約99重量%、或約80重量%至約90重量%、或約90重量%至約100重量%、或約90重量%至約99重量%的水合矽酸鈣。
將理解，水合矽酸鈣可以水合矽酸鈣礦物（即矽酸鈣水合礦物）的形式存在於前驅物中。
存在於前驅物材料中的水合矽酸鈣可包括（例如是）呈雪矽鈣石（tobermorite）形式的水合矽酸鈣。雪矽鈣石是具有化學式Ca5 Si6 O16 (OH)2 ·4H2 O的水合矽酸鈣的礦物形式。雪矽鈣石結晶為斜方晶系中具有空間群C2221 的雙楔類。雪矽鈣石通常具有以a = 11.17埃、b = 7.38埃、c = 22.94埃、β = 90°界定的單位晶胞（unit cell）。雪矽鈣石可為雪矽鈣石-11埃（tobermorite-11 Å）或雪矽鈣石-14埃（tobermorite-14 Å）。
另外或作為另一選擇，存在於前驅物中的水合矽酸鈣可包括（例如是）呈柱矽鈣石（afwillite）（即結晶為單斜晶系、坡面晶類、空間群為Cc的Ca3 (SiO3 OH)2 ·2H2 O）、六水矽鈣石（jennite）（即結晶為三斜晶系、軸面晶類、空間群為
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的Ca9 Si6 O18 (OH)6 ·8H2 O）或矽灰石膏（thaumasite）（即結晶為六方晶系、錐面晶類、空間群為P63 的Ca3 Si(OH)6 (CO3 )(SO4 )·12H2 O）形式的水合矽酸鈣。
存在於前驅物材料中的水合矽酸鈣可以不同礦物形式的混合物提供。
存在於前驅物材料中的水合矽酸鈣可包含不小於約10重量%、例如不小於約20重量%、或不小於約30重量%、或不小於約40重量%、或不小於約50重量%、或不小於約60重量%、或不小於約70重量%、或不小於約80重量%或不小於約90重量%的雪矽鈣石。存在於前驅物材料中的水合矽酸鈣可包含至多約100重量%、例如不大於約99重量%、或不大於約90重量%、或不大於約80重量%、或不大於約70重量%、或不大於約60重量%或不大於約50重量%的雪矽鈣石。存在於前驅物材料中的水合矽酸鈣可包含約10重量%至約100重量%、例如約10重量%至約99重量%、或約10重量%至約90重量%、或約10重量%至約80重量%、或約10重量%至約70重量%、或約10重量%至約60重量%、或約10重量%至約50重量%、或約20重量%至約100重量%、或約20重量%至約99重量%、或約20重量%至約90重量%、或約20重量%至約80重量%、或約20重量%至約70重量%、或約20重量%至約60重量%、或約20重量%至約50重量%、或約30重量%至約100重量%、或約30重量%至約99重量%、或約30重量%至約90重量%、或約30重量%至約80重量%、或約30重量%至約70重量%、或約30重量%至約60重量%、或約30重量%至約50重量%、或約40重量%至約100重量%、或約40重量%至約99重量%、或約40重量%至約90重量%、或約40重量%至約80重量%、或約40重量%至約70重量%、或約40重量%至約60重量%、或約40重量%至約50重量%、或約50重量%至約100重量%、或約50重量%至約99重量%、或約50重量%至約90重量%、或約50重量%至約80重量%、或約50重量%至約70重量%、或約50重量%至約60重量%、或約60重量%至約100重量%、或約60重量%至約99重量%、或約60重量%至約90重量%、或約60重量%至約80重量%、或約60重量%至約70重量%、或約70重量%至約100重量%、或約70重量%至約99重量%、或約70重量%至約90重量%、或約70重量%至約80重量%、或約80重量%至約100重量%、或約80重量%至約99重量%、或約80重量%至約90重量%、或約90重量%至約100重量%或約90重量%至約99重量%的雪矽鈣石。
前驅物材料可包含不小於約10重量%、例如不小於約20重量%、或不小於約30重量%、或不小於約40重量%、或不小於約50重量%、或不小於約60重量%、或不小於約70重量%、或不小於約80重量%或不小於約90重量%的雪矽鈣石。前驅物材料可包含至多約100重量%、例如不大於約99重量%、或不大於約90重量%、或不大於約80重量%、或不大於約70重量%、或不大於約60重量%或不大於約50重量%的雪矽鈣石。前驅物材料可包含約10重量%至約100重量%、例如約10重量%至約99重量%、或約10重量%至約90重量%、或約10重量%至約80重量%、或約10重量%至約70重量%、或約10重量%至約60重量%、或約10重量%至約50重量%、或約20重量%至約100重量%、或約20重量%至約99重量%、或約20重量%至約90重量%、或約20重量%至約80重量%、或約20重量%至約70重量%、或約20重量%至約60重量%、或約20重量%至約50重量%、或約30重量%至約100重量%、或約30重量%至約99重量%、或約30重量%至約90重量%、或約30重量%至約80重量%、或約30重量%至約70重量%、或約30重量%至約60重量%、或約30重量%至約50重量%、或約40重量%至約100重量%、或約40重量%至約99重量%、或約40重量%至約90重量%、或約40重量%至約80重量%、或約40重量%至約70重量%、或約40重量%至約60重量%、或約40重量%至約50重量%、或約50重量%至約100重量%、或約50重量%至約99重量%、或約50重量%至約90重量%、或約50重量%至約80重量%、或約50重量%至約70重量%、或約50重量%至約60重量%、或約60重量%至約100重量%、或約60重量%至約99重量%、或約60重量%至約90重量%、或約60重量%至約80重量%、或約60重量%至約70重量%、或約70重量%至約100重量%、或約70重量%至約99重量%、或約70重量%至約90重量%、或約70重量%至約80重量%、或約80重量%至約100重量%、或約80重量%至約99重量%、或約80重量%至約90重量%、或約90重量%至約100重量%、或約90重量%至約99重量%的雪矽鈣石。
除水合矽酸鈣之外，前驅物材料亦可包含碳酸鈣（CaCO3 ）。存在於前驅物材料中的碳酸鈣可包括（例如是）呈方解石（即結晶為三方晶系、六方偏三角面體晶類、空間群為R
Figure 02_image003
c的碳酸鈣）、文石（即結晶為斜方晶系、雙錐面晶類、空間群為Pmcn的碳酸鈣）及/或六方方解石（即結晶為六方晶系、複六方雙錐面晶類、空間群為P63 /mmc的碳酸鈣）形式的碳酸鈣。
除水合矽酸鈣之外，以及可選地除碳酸鈣之外，前驅物材料可包含二氧化矽（SiO2 ）。存在於前驅物材料中的二氧化矽可包括（例如是）呈石英（例如α-石英或β-石英）、方矽石（cristobalite）、柯矽石（coesite）、鱗矽石（tridymite）及/或重矽石（stishovite）形式的二氧化矽。
前驅物材料可包含水合矽酸鈣、碳酸鈣及二氧化矽。前驅物材料可包含雪矽鈣石、方解石及/或六方方解石及石英。前驅物材料可包含雪矽鈣石、方解石、六方方解石及石英。
除水合矽酸鈣之外，前驅物材料亦可包含矽酸鈣（CaSiO3 ），即非水合矽酸鈣。存在於前驅物材料中的矽酸鈣可包括（例如是）一或多種鏈狀矽酸鈣（calcium inosilicate），即矽酸鈣的具有包括矽酸鹽四面體互鎖鏈的結構的一或多種形式。存在於前驅物材料中的矽酸鈣可包括（例如是）呈矽灰石形式的鏈狀矽酸鈣。矽灰石是具有化學式CaSiO3 的鏈狀矽酸鈣礦物。矽灰石亦可包含少量的鐵、鎂及/或錳來替代鈣。矽灰石通常結晶為三斜晶系、軸面晶類，空間群為P
Figure 02_image005
。亦可發現CaSiO3 以稱為假矽灰石（pseudowollastonite）的形式結晶為單斜晶系、柱體類，空間群為C2/c。因此，存在於前驅物材料中的矽酸鈣可包括（例如是）呈假矽灰石形式的矽酸鈣。
前驅物材料可包含水合矽酸鈣、矽酸鈣、碳酸鈣及二氧化矽。前驅物材料可包含雪矽鈣石、矽灰石及/或假矽灰石、方解石及/或六方方解石及石英。
將理解，材料的礦物學含量可使用X射線繞射術（X-Ray Diffractometry，XRD）、例如使用具有Cu Kα1（Ni過濾）輻射的西門子D5000（SIEMENS D5000）繞射儀在2°至72°的2θ範圍內且以0.02°/秒的步長來確定。可使用參考強度比（Reference Intensity Ratio，RIR）方法確定在所得XRD圖案中辨識出的每一礦物相的相對量。
前驅物材料可包含不小於約10重量%、例如不小於約20重量%、或不小於約30重量%或不小於約35重量%的SiO2 。前驅物材料可包含不大於約70重量%、例如不大於約60重量%、或不大於約55重量%、或不大於約50重量%、或不大於約45重量%或不大於約40重量%的SiO2 。前驅物材料可包含約10重量%至約70重量%、例如約20重量%至約60重量%、或約30重量%至約55重量%、或約30重量%至約50重量%或約35重量%至約45重量%的SiO2 。
前驅物材料可包含不小於約10重量%、例如不小於約20重量%、或不小於約25重量%或不小於約30重量%的CaO。前驅物材料可包含不大於約60重量%、例如不大於約50重量%、或不大於約45重量%或不大於約40重量%的CaO。前驅物材料可包含約10重量%至約60重量%、例如約20重量%至約50重量%、或約25重量%至約45重量%或約30重量%至約40重量%的CaO。
前驅物材料可包含不小於約0.1重量%、例如不小於約0.5重量%的MgO。前驅物材料可包含不大於約3重量%、例如不大於約2重量%或不大於約1.5重量%的MgO。前驅物材料可包含約0.1重量%至約3重量%、例如約0.5重量%至約2重量%或約0.5重量%至約1.5重量%的MgO。
前驅物材料可包含不小於約0.1重量%、例如不小於約0.5重量%或不小於約1重量%的Al2 O3 。前驅物材料可包含不大於約4重量%、例如不大於約3重量%或不大於約2重量%的Al2 O3 。前驅物材料可包含約0.1重量%至約4重量%、例如約0.5重量%至約3重量%或約1重量%至約2重量%的Al2 O3 。
前驅物材料可包含不小於約0.005重量%、例如不小於約0.01重量%的TiO2 。前驅物材料可包含不大於約1.5重量%、例如不大於約1重量%或不大於約0.5重量%的TiO2 。前驅物材料可包含約0.005重量%至約1.5重量%、例如約0.01重量%至約1重量%或約0.01重量%至約0.5重量%的TiO2 。
前驅物材料可包含不小於約0.01重量%、例如不小於約0.1重量%的Fe2 O3 。前驅物材料可包含不大於約2重量%、例如不大於約1.5重量%、或不大於約1重量%或不大於約0.5重量%的Fe2 O3 。前驅物材料可包含約0.01重量%至約2重量%、例如約0.1重量%至約1.5重量%、或約0.1重量%至約1重量%或約0.1重量%至約0.5重量%的Fe2 O3 。
前驅物材料可包含不小於約0.001重量%、例如不小於約0.01重量%的MnO2 。前驅物材料可包含不大於約1重量%、例如不大於約0.1重量%的MnO2 。前驅物材料可包含約0.001重量%至約1重量%、例如約0.01重量%至約0.1重量%的MnO2 。
前驅物材料可包含不小於約0.005重量%、例如不小於約0.01重量%的Pb2 O5 。前驅物材料可包含不大於約1重量%、例如不大於約0.1重量%或不大於約0.05重量%的Pb2 O5 。前驅物材料可包含約0.005重量%至約1重量%、例如約0.01重量%至約0.1重量%或約0.01重量%至約0.05重量%的Pb2 O5 。
前驅物材料可包含小於或等於約1重量%、例如小於或等於約0.5重量%、或小於或等於約0.1重量%、或小於或等於約0.01重量%或小於或等於約0.001重量%的Na2 O。前驅物材料可包含不小於約0.0001重量%的Na2 O。前驅物材料可包含約0.0001重量%至約1重量%、例如約0.0001重量%至約0.5重量%、或約0.0001重量%至約0.1重量%、或約0.0001重量%至約0.01重量%或約0.0001重量%至約0.001重量%的Na2 O。前驅物材料可實質上不包含Na2 O，即前驅物材料可實質上無Na2 O。
前驅物材料可包含不小於約0.001重量%、例如不小於約0.01重量%的K2 O。前驅物材料可包含不大於約0.5重量%、例如不大於約0.1重量%或不大於約0.06重量%的K2 O。前驅物材料可包含約0.001重量%至約0.5重量%、例如約0.01重量%至約0.1重量%或約0.01重量%至約0.06重量%的K2 O。
前驅物材料可包含不小於約0.5重量%、例如不小於約1重量%、或不小於約3重量%或不小於約5重量%的H2 O。前驅物材料可包含不大於約40重量%、例如不大於約35重量%、或不大於約30重量%、或不大於約25重量%、或不大於約20重量%、或不大於約15重量%、或不大於約10重量%或不大於約8重量%的H2 O。前驅物材料可包含約0.5重量%至約40重量%、例如約0.5重量%至約30重量%、或約1重量%至約25重量%、或約5重量%至約30重量%、或約5重量%至約25重量%、或約1重量%至約10重量%、或約3重量%至約10重量%、或約3重量%至約8重量%、或約5重量%至約8重量%或約5重量%至約15重量%的H2 O。
存在於前驅物材料中的水可為化學結合水（例如結合於水合礦物晶格中的水）或非結合水（例如存在於前驅物材料中的自由水分子）。
前驅物材料可包含不小於約0.5重量%、例如不小於約1重量%、或不小於約3重量%或不小於約5重量%的化學結合H2 O。前驅物材料可包含不大於約40重量%、例如不大於約35重量%、或不大於約30重量%、或不大於約25重量%、或不大於約20重量%、或不大於約15重量%、或不大於約10重量%或不大於約8重量%的化學結合H2 O。前驅物材料可包含約0.5重量%至約40重量%、例如約0.5重量%至約30重量%、或約1重量%至約25重量%、或約5重量%至約30重量%、或約5重量%至約25重量%、或約1重量%至約10重量%、或約3重量%至約10重量%、或約3重量%至約8重量%、或約5重量%至約8重量%或約5重量%至約15重量%的化學結合H2 O。
前驅物材料可包含不小於約0.1重量%、例如不小於約0.5重量%、或不小於約1重量%、或不小於約1.5重量%、或不小於約2重量%或不小於約3重量%的非結合（即自由）H2 O。前驅物材料可包含不大於約15重量%、例如不大於約10重量%、或不大於約8重量%、或不大於約5重量%或不大於約4重量%的非結合（即自由）H2 O。前驅物材料可包含約0.1重量%至約15重量%、例如約0.5重量%至約10重量%、或約1重量%至約5重量%、或約2重量%至約4重量%或約3重量%至約4重量%的非結合（即自由）H2 O。
前驅物材料可包含不小於約0.5重量%、例如不小於約1重量%、或不小於約3重量%或不小於約5重量%的總H2 O（即包括化學結合H2 O與非結合（即自由）H2 O二者）。前驅物材料可包含不大於約40重量%、例如不大於約35重量%、或不大於約30重量%、或不大於約25重量%、或不大於約20重量%、或不大於約15重量%、或不大於約10重量%或不大於約8重量%的總H2 O（即包括化學結合H2 O與非結合（即自由）H2 O二者）。前驅物材料可包含約0.5重量%至約40重量%、例如約0.5重量%至約30重量%、或約1重量%至約25重量%、或約5重量%至約30重量%、或約5重量%至約25重量%、或約1重量%至約10重量%、或約3重量%至約10重量%、或約3重量%至約8重量%、或約5重量%至約8重量%或約5重量%至約15重量%的總H2 O（即包括化學結合H2 O與非結合（即自由）H2 O二者）。
前驅物材料可包含：約10重量%至約70重量%、例如約20重量%至約60重量%、或約30重量%至約55重量%、或約30重量%至約50重量%、或約35重量%至約45重量%的SiO2 ；以及約10重量%至約60重量%、例如約20重量%至約50重量%、或約25重量%至約45重量%或約30重量%至約40重量%的CaO。
前驅物材料可包含：約10重量%至約70重量%、例如約20重量%至約60重量%、或約30重量%至約55重量%、或約30重量%至約50重量%或約35重量%至約45重量%的SiO2 ；以及約10重量%至約60重量%、例如約20重量%至約50重量%、或約25重量%至約45重量%或約30重量%至約40重量%的CaO；並且可選地包含：約0.1重量%至約3重量%、例如約0.5重量%至約2重量%、或約0.5重量%至約1.5重量%的MgO；約0.1重量%至約4重量%、例如約0.5重量%至約3重量%或約1重量%至約2重量%的Al2 O3 ；約0.005重量%至約1.5重量%、例如約0.01重量%至約1重量%、或約0.01重量%至約0.5重量%的TiO2 ；約0.01重量%至約2重量%、例如約0.1重量%至約1.5重量%、或約0.1重量%至約1重量%或約0.1重量%至約0.5重量%的Fe2 O3 ；約0.001重量%至約1重量%、例如約0.01重量%至約0.1重量%的MnO2 ；約0.005重量%至約1重量%、例如約0.01重量%至約0.1重量%或約0.01重量%至約0.05重量%的Pb2 O5 ；小於或等於約1重量%、例如小於或等於約0.5重量%、或小於或等於約0.1重量%、或小於或等於約0.01重量%或小於或等於約0.001重量%的Na2 O；約0.001重量%至約0.5重量%、例如約0.01重量%至約0.1重量%或約0.01重量%至約0.06重量%的K2 O；及/或約0.5重量%至約40重量%、例如約0.5重量%至約30重量%、或約1重量%至約25重量%、或約5重量%至約30重量%、或約5重量%至約25重量%、或約1重量%至約10重量%、或約3重量%至約10重量%、或約3重量%至約8重量%、或約5重量%至約8重量%或約5重量%至約15重量%的H2 O。
前驅物材料可包含：約10重量%至約70重量%、例如約20重量%至約60重量%、或約30重量%至約55重量%、或約30重量%至約50重量%或約35重量%至約45重量%的SiO2 ；以及約10重量%至約60重量%、例如約20重量%至約50重量%、或約25重量%至約45重量%或約30重量%至約40重量%的CaO；約0.1重量%至約3重量%、例如約0.5重量%至約2重量%或約0.5重量%至約1.5重量%的MgO；約0.1重量%至約4重量%、例如約0.5重量%至約3重量%或約1重量%至約2重量%的Al2 O3 ；約0.005重量%至約1.5重量%、例如約0.01重量%至約1重量%或約0.01重量%至約0.5重量%的TiO2 ；約0.01重量%至約2重量%、例如約0.1重量%至約1.5重量%、或約0.1重量%至約1重量%或約0.1重量%至約0.5重量%的Fe2 O3 ；約0.001重量%至約1重量%、例如約0.01重量%至約0.1重量%的MnO2 ；約0.005重量%至約1重量%、例如約0.01重量%至約0.1重量%或約0.01重量%至約0.05重量%的Pb2 O5 ；小於或等於約1重量%、例如小於或等於約0.5重量%、或小於或等於約0.1重量%、或小於或等於約0.01重量%或小於或等於約0.001重量%的Na2 O；約0.001重量%至約0.5重量%、例如約0.01重量%至約0.1重量%或約0.01重量%至約0.06重量%的K2 O；以及約0.5重量%至約40重量%、例如約0.5重量%至約30重量%、或約1重量%至約25重量%、或約5重量%至約30重量%、或約5重量%至約25重量%、或約1重量%至約10重量%、或約3重量%至約10重量%、或約3重量%至約8重量%、或約5重量%至約8重量%或約5重量%至約15重量%的H2 O。
前驅物材料可包含：約30重量%至約50重量%的SiO2 ；以及約25重量%至約45重量%的CaO；並且可選地包含：約0.5重量%至約2重量%的MgO；約0.5重量%至約3重量%的Al2 O3 ；約0.005重量%至約1.5重量%的TiO2 ；約0.1重量%至約1重量%的Fe2 O3 ；約0.01重量%至約0.1重量%的MnO2 ；約0.005重量%至約0.1重量%的P2 O5 ；小於或等於約0.1重量%的Na2 O；約0.01重量%至約0.1重量%的K2 O；及/或約1重量%至約10重量%的H2 O。
前驅物材料可包含：約30重量%至約50重量%的SiO2 ；以及約25重量%至約45重量%的CaO；約0.5重量%至約2重量%的MgO；約0.5重量%至約3重量%的Al2 O3 ；約0.005重量%至約1.5重量%的TiO2 ；約0.1重量%至約1重量%的Fe2 O3 ；約0.01重量%至約0.1重量%的MnO2 ；約0.005重量%至約0.1重量%的P2 O5 ；小於或等於約0.1重量%的Na2 O；約0.01重量%至約0.1重量%的K2 O；以及約1重量%至約10重量%的H2 O。
前驅物材料可包含：約35重量%至約45重量%的SiO2 ；約30重量%至約40重量%的CaO；約0.5重量%至約1.5重量%的MgO；約1重量%至約2重量%的Al2 O3 ；約0.01重量%至約0.5重量%的TiO2 ；約0.1重量%至約0.5重量%的Fe2 O3 ；約0.01重量%至約0.1重量%的MnO2 ；約0.01重量%至約0.05重量%的Pb2 O5 ；小於或等於約0.001重量%的Na2 O；約0.01重量%至約0.06重量%的K2 O；約5重量%至約15重量%的H2 O。
將理解，在本說明書及隨附申請專利範圍通篇中，除非另有說明，否則作為本領域中的標準，材料的元素組成是以所存在元素的氧化物當量表達。舉例而言，含有矽、鈣、鎂、鋁、鈦、鐵、錳、磷、鈉及/或鉀的材料的組成分別以SiO2 、CaO、MgO、Al2 O3 、TiO2 、Fe2 O3 、MnO2 、P2 O5 、Na2 O及/或K2 O的當量含量表達。材料的元素組成可使用基於X射線的方法確定，例如使用能量色散X射線螢光（Energy Dispersive X-Ray Fluoresence，EDXRF）（例如使用可自斯派克分析儀器有限公司（SPECTRO A.I. GmbH）獲得的埃克塞普斯（Xepos）儀器）確定。
前驅物材料可為熱絕緣材料及/或耐火材料。舉例而言，前驅物材料可包括（例如是）熱絕緣陶瓷及/或耐火陶瓷。舉例而言，前驅物材料可包括（例如是）氧化物陶瓷。熱絕緣及/或耐火材料（例如熱絕緣及/或耐火或氧化物陶瓷）可以熱絕緣及/或耐火粉末的形式提供。熱絕緣及/或耐火材料（例如熱絕緣及/或耐火或氧化物陶瓷）可以一或多種熱絕緣及/或耐火磚的形式提供。作為另一選擇，熱絕緣及/或耐火材料（例如熱絕緣及/或耐火或氧化物陶瓷）可衍生自一或多種熱絕緣及/或耐火磚。舉例而言，熱絕緣及/或耐火材料可藉由粉碎或研磨一或多種熱絕緣及/或耐火磚來製備。所述一或多種熱絕緣及/或耐火磚可為一或多種再生熱絕緣及/或耐火磚，即先前已使用的熱絕緣及/或耐火磚，例如先前已在爐（furnace）、窯（kiln）、火箱（firebox）或壁爐（fireplace）中經歷一或多個加熱循環的熱絕緣及/或耐火磚。熱絕緣及/或耐火磚可藉由對諸如石英及方解石等材料進行蒸汽加工（例如蒸煮）、隨後對經蒸汽加工（即蒸煮）的材料進行壓製、造型及乾燥來生產。因此，熱絕緣及/或耐火材料（例如熱絕緣及/或耐火或氧化物陶瓷）例如在造型成磚之前或之後可包括（例如是）經蒸汽加工（例如蒸煮）的材料（例如石英及方解石）。
前驅物材料可為熱絕緣及/或耐火材料，所述材料呈一或多種（例如再生）熱絕緣及/或耐火磚的形式或衍生自所述一或多種（例如再生）熱絕緣及/或耐火磚，所述一或多種（例如再生）熱絕緣及/或耐火磚包含：約30重量%至約50重量%的SiO2 ；以及約25重量%至約45重量%的CaO；約0.5重量%至約2重量%的MgO；約0.5重量%至約3重量%的Al2 O3 ；約0.005重量%至約1.5重量%的TiO2 ；約0.1重量%至約1重量%的Fe2 O3 ；約0.01重量%至約0.1重量%的MnO2 ；約0.005重量%至約0.1重量%的P2 O5 ；小於或等於約0.1重量%的Na2 O；約0.01重量%至約0.1重量%的K2 O；以及約1重量%至約10重量%的H2 O。
前驅物材料可為熱絕緣及/或耐火材料，所述材料呈一或多種（例如再生）熱絕緣及/或耐火磚的形式或衍生自一或多種（例如再生）熱絕緣及/或耐火磚，所述一或多種（例如再生）熱絕緣及/或耐火磚包含：約35重量%至約45重量%的SiO2 ；約30重量%至約40重量%的CaO；約0.5重量%至約1.5重量%的MgO；約1重量%至約2重量%的Al2 O3 ；約0.01重量%至約0.5重量%的TiO2 ；約0.1重量%至約0.5重量%的Fe2 O3 ；約0.01重量%至約0.1重量%的MnO2 ；約0.01重量%至約0.05重量%的Pb2 O5 ；小於或等於約0.001重量%的Na2 O；約0.01重量%至約0.06重量%的K2 O；約5重量%至約15重量%的H2 O。方法
將理解，煅燒前驅物材料包括加熱前驅物材料。煅燒可在窯（例如隧道窯（tunnel kiln））或爐中進行。
所述方法包括在等於或大於約800℃的溫度下煅燒前驅物材料。所述方法可包括在等於或大於約900℃、例如等於或大於約1000℃、或等於或大於約1100℃、或等於或大於約1150℃或等於或大於約1200℃的溫度下煅燒前驅物材料。所述方法可包括在不大於約2000℃、例如不大於約1600℃、或不大於約1400℃、或不大於約1300℃或不大於1250℃的溫度下煅燒前驅物材料。所述方法可包括在約800℃至約2000℃、例如約800℃至約1600℃、或約800℃至約1400℃、或約900℃至約1400℃、或約1000℃至約1300℃、或約1100℃至約1300℃、或約1150℃至約1250℃、或約1200℃至約1300℃或約1200℃至約1250℃的溫度下煅燒前驅物材料。
所述方法可包括將前驅物材料加熱至第一煅燒溫度，且隨後將前驅物材料加熱至第二煅燒溫度。舉例而言，所述方法可包括以第一加熱速率將前驅物材料加熱至第一煅燒溫度，且隨後以第二加熱速率將前驅物材料加熱至第二煅燒溫度。第一煅燒溫度與第二煅燒溫度二者均可等於或大於約800℃。第二煅燒溫度可高於第一煅燒溫度。第二加熱速率可高於第一加熱速率。
所述方法可包括將前驅物材料加熱至第一煅燒溫度，隨後將前驅物材料加熱至第二煅燒溫度，且隨後冷卻煅燒材料。冷卻煅燒材料可包括將煅燒材料冷卻至室溫。冷卻煅燒材料可包括以第一冷卻速率冷卻煅燒材料。
第一煅燒溫度可不小於約800℃。第一煅燒溫度可不大於約1000℃，例如不大於約900℃或不大於約850℃。第一煅燒溫度可為約800℃至約1000℃，例如約800℃至約900℃或約800℃至約850℃，例如約800℃。
第一加熱速率可不小於約50℃/小時，例如不小於約60℃/小時或不小於約70℃/小時。第一加熱速率可不大於約100℃/小時，例如不大於約90℃/小時或不大於約80℃/小時。第一加熱速率可為約50℃/小時至約100℃/小時，例如約60℃/小時至約90℃/小時或約70℃/小時至約80℃/小時。
第二煅燒溫度可不小於約1000℃，例如不小於約1100℃或不小於約1200℃。第二煅燒溫度可不大於約1400℃，例如不大於約1300℃或不大於約1250℃。第二煅燒溫度可為約1000℃至約1400℃，例如約1100℃至約1300℃或約1200℃至約1250℃。
第二加熱速率可不小於約80℃/小時，例如不小於約90℃/小時。第二加熱速率可不大於約120℃/小時，例如不大於約110℃/小時。第二加熱速率可為約80℃/小時至約120℃/小時，例如約90℃/小時至約110℃/小時，例如約100℃/小時。
第一冷卻速率可不小於約70℃/小時，例如不小於約80℃/小時、或不小於約90℃/小時或不小於約100℃/小時。第一冷卻速率可不大於約190℃/小時，例如不大於約170℃/小時或不大於約150℃/小時。第一冷卻速率可為約70°C/小時至約190°C/小時，例如約80°C/小時至約170°C/小時或約90°C/小時至約150°C/小時。
因此，所述方法可包括：以第一加熱速率將前驅物材料加熱至等於或大於800℃的第一煅燒溫度；隨後以第二加熱速率將前驅物材料加熱至第二煅燒溫度，其中第二煅燒溫度高於第一煅燒溫度且第二加熱速率高於第一加熱速率；以及隨後以第一冷卻速率將煅燒材料冷卻至例如室溫。
所述方法可包括：以約50℃/小時至約100℃/小時、例如約60℃/小時至約90℃/小時或約70℃/小時至約80℃/小時的第一加熱速率將前驅物材料加熱至約800℃至約1000℃、例如約800℃至約900℃或約800℃至約850℃、例如約800℃的第一煅燒溫度；隨後以約80℃/小時至約120℃/小時、例如約90℃/小時至約110℃/小時、例如約100℃/小時的第二加熱速率將前驅物材料加熱至約1000℃至約1400℃、例如約1100℃至約1300℃或約1200℃至約1250℃的第二煅燒溫度，其中第二煅燒溫度高於第一煅燒溫度且第二加熱速率高於第一加熱速率；以及隨後以約70℃/小時至約190℃/小時、例如約80℃/小時至約170℃/小時或約90℃/小時至約150℃/小時的第一冷卻速率將煅燒材料冷卻，例如冷卻至室溫。
所述方法可包括在不小於約一小時、例如不小於約兩小時、或不小於約三小時、或不小於約四小時、或不小於約五小時、或不小於約六小時、或不小於約七小時、或不小於約八小時或不小於約九小時的週期內將前驅物材料加熱至第一煅燒溫度。所述方法可包括在不大於約二十四小時、例如不大於約二十小時、或不大於約十八小時、或不大於約十六小時、或不大於約十四小時、或不大於約十二小時或不大於約十一小時的週期內將前驅物材料加熱至第一煅燒溫度。所述方法可包括在約一小時至約二十四小時、例如約三小時至約十八小時、或約五小時至約十六小時、或約八小時至約十二小時、或約九小時至約十一小時、例如約十小時的週期內將前驅物材料加熱至第一煅燒溫度。
所述方法可包括在不小於約一小時、例如不小於約兩小時或不小於約三小時的週期內將前驅物材料自第一煅燒溫度加熱至第二煅燒溫度。所述方法可包括在不大於約十小時、例如不大於約八小時、或不大於約六小時或不大於約五小時的週期內將前驅物材料自第一煅燒溫度加熱至第二煅燒溫度。所述方法可包括在約一小時至約十小時、例如約兩小時至約八小時、或約三小時至約六小時、或約三小時至約五小時、例如約四小時的週期內將前驅物材料自第一煅燒溫度加熱至第二煅燒溫度。
所述方法可包括將前驅物材料在第二煅燒溫度下保持不小於約30分鐘，例如不小於約一小時。所述方法可包括將前驅物材料在第二煅燒溫度下保持不大於約二十四小時，例如不大於約十二小時、或不大於約六小時或不大於約三小時。所述方法可包括將前驅物材料在第二煅燒溫度下保持約30分鐘至約二十四小時，例如約30分鐘至約十二小時、或約一小時至約十二小時、或約一小時至約六小時或約一小時至約三小時。所述方法可包括將前驅物材料在第二煅燒溫度下保持約兩小時。
前驅物材料可在其保持在第二煅燒溫度下的同時變成（例如，可轉變成）煅燒材料。作為另一選擇，前驅物材料可在第一煅燒溫度下開始轉變成煅燒材料，且可在第二煅燒溫度下完全轉變成煅燒材料。舉例而言，可能的情況是前驅物材料在第一煅燒溫度下脫水，且經脫水的前驅物材料在第二煅燒溫度下轉變成煅燒材料。可能的情況是前驅物材料在第一煅燒溫度下進行脫水而無實質性結構相轉變。可能的情況是經脫水的前驅物材料藉由結構相轉變在第二煅燒溫度下向煅燒材料進行轉變。舉例而言，可能的情況是水合矽酸鈣在第一煅燒溫度下脫水成脫水矽酸鈣而無實質性結構相轉變，且隨後脫水矽酸鈣在第二煅燒溫度下轉變成鏈狀矽酸鈣。舉例而言，可能的情況是雪矽鈣石在第一煅燒溫度下脫水成脫水雪矽鈣石，且脫水雪矽鈣石在第二煅燒溫度下轉變成矽灰石或假矽灰石。
所述方法可包括在不小於約一小時、例如不小於約兩小時、或不小於約四小時、或不小於約六小時或不小於約七小時的週期內將煅燒材料自第二煅燒溫度冷卻至室溫。所述方法可包括在不大於約二十四小時、例如不大於約十八小時、或不大於約十四小時、或不大於約十小時或不大於約九小時的週期內將煅燒材料自第二煅燒溫度冷卻至室溫。所述方法可包括在約一小時至約二十四小時、例如約兩小時至約十八小時、或約四小時至約十六小時、或約六小時至約十四小時、或約六小時至約十小時、或約七小時至約九小時、例如約八小時的週期內將煅燒材料自第二煅燒溫度冷卻至室溫。
圖5示出在煅燒前驅物材料的示例性方法中以實驗方式量測的隨時間變化的爐溫。在此實例中：在約五小時內將前驅物材料自室溫加熱至約400℃；隨後在約四小時內將前驅物材料自約400℃加熱至約1250℃；隨後在約三個半小時內將煅燒材料冷卻至約1100℃；然後在約兩小時內將煅燒材料自約1100℃冷卻至約400℃。
所述方法可包括粉碎及/或研磨（即碾磨）煅燒材料（即在煅燒前驅物材料時形成的材料）以生產粒狀材料（即粒狀煅燒材料）。對煅燒材料的粉碎及/或研磨（即碾磨）可在任何合適的粉碎及/或研磨（即碾磨）裝置中進行，例如在粉磨機（pulveriser）、球磨機（ball mill）或鎚磨機（hammer mill）中進行。
所述粒狀材料可具有不小於約1微米、例如不小於約10微米、或不小於約20微米、或不小於約30微米、或不小於約40微米、或不小於約50微米、或不小於約60微米、或不小於約70微米、或不小於約80微米、或不小於約90微米或不小於約100微米的d50 。粒狀材料可具有不大於約500微米、例如不大於約400微米、或不大於約300微米、或不大於約250微米、或不大於約200微米、或不大於約150微米、或不大於約125微米或不大於約100微米的d50 。粒狀材料可具有約1微米至約500微米、例如約10微米至約400微米、或約20微米至約300微米、或約30微米至約250微米、或約40微米至約200微米或約50微米至約150微米的d50 。
另外或作為另一選擇，所述方法可包括在煅燒之前粉碎及/或研磨前驅物材料。所述方法可包括在煅燒之前將前驅物材料粉碎及/或研磨至不小於約1微米、例如不小於約10微米、或不小於約20微米、或不小於約30微米、或不小於約40微米、或不小於約50微米、或不小於約60微米、或不小於約70微米、或不小於約80微米、或不小於約90微米或不小於約100微米的d50 。所述方法可包括在煅燒之前將前驅物材料粉碎及/或研磨至不大於約500微米、例如不大於約400微米、或不大於約300微米、或不大於約250微米、或不大於約200微米、或不大於約150微米、或不大於約125微米或不大於約100微米的d50 。所述方法可包括在煅燒之前將前驅物材料粉碎及/或研磨至約1微米至約500微米、例如約10微米至約400微米、或約20微米至約300微米、或約30微米至約250微米、或約40微米至約200微米或約50微米至約150微米的d50 。
除非另有說明，否則微粒材料的本文所提及的粒度性質是以眾所習知的方式藉由濕法馬爾文雷射散射（wet Malvern laser scattering）（標準ISO 13320-1）量測。在此技術中，可基於米氏理論（Mie theory）的應用，使用雷射束的繞射來量測粉末、懸浮液及乳液中的顆粒的尺寸。此種機器，例如馬爾文粒度分析儀S（Malvern Mastersizer S）（由馬爾文儀器（Malvern instruments）供應）提供量測及具有較給定「當量球徑（equivalent spherical diameter，e.s.d）」值小的尺寸（在此項技術中稱為e.s.d.）的顆粒的累積體積百分率（cumulative percentage by volume）的圖。平均粒度d50 是顆粒e.s.d的以此種方式確定的值，在所述值下，存在50體積%的具有小於此d50 值的當量球徑的顆粒。煅燒材料
煅燒材料可包含不小於約10重量%、例如不小於約20重量%、或不小於約30重量%、或不小於約40重量%或不小於約45重量%的SiO2 。煅燒材料可包含不大於約80重量%、例如不大於約70重量%、或不大於約60重量%或不大於約55重量%的SiO2 。煅燒材料可包含約10重量%至約80重量%、例如約20重量%至約70重量%、或約30重量%至約70重量%、或約40重量%至約60重量%或約45重量%至約55重量%的SiO2 。
煅燒材料可包含不小於約10重量%、例如不小於約20重量%、或不小於約30重量%、或不小於約35重量%或不小於約40重量%的CaO。煅燒材料可包含不大於約70重量%、例如不大於約60重量%、或不大於約50重量%或不大於約45重量%的CaO。煅燒材料可包含約10重量%至約70重量%、例如約20重量%至約60重量%、或約30重量%至約50重量%、或約35重量%至約50重量%或約40重量%至約45重量%的CaO。
煅燒材料可包含不小於約0.1重量%、例如不小於約0.5重量%或不小於約1.0重量%的MgO。煅燒材料可包含不大於約5重量%、例如不大於約4重量%、或不大於約3重量%、或不大於約2.5重量%或不大於約2.0重量%的MgO。煅燒材料可包含約0.1重量%至約5重量%、例如約0.5重量%至約4重量%、或約0.5重量%至約3重量%、或約0.5重量%至約2.5重量%或約1重量%至約2.0重量%的MgO。
煅燒材料可包含不小於約0.1重量%、例如不小於約0.5重量%的Al2 O3 。煅燒材料可包含不大於約5重量%、例如不大於約4重量%或不大於約3.5重量%的Al2 O3 。煅燒材料可包含約0.1重量%至約5重量%、例如約0.5重量%至約4重量%或約0.5重量%至約3.5重量%的Al2 O3 。
煅燒材料可包含不小於約0.001重量%、例如不小於約0.005重量%的TiO2 。煅燒材料可包含不大於約3重量%、例如不大於約1.5重量%的TiO2 。煅燒材料可包含約0.001重量%至約3重量%、例如約0.005重量%至約1.5重量%的TiO2 。
煅燒材料可包含不小於約0.01重量%、例如不小於約0.1重量%的Fe2 O3 。煅燒材料可包含不大於約3重量%、例如不大於約1.5重量%或不大於約0.8重量%的Fe2 O3 。煅燒材料可包含約0.01重量%至約3重量%、例如約0.1重量%至約1.5重量%或約0.1重量%至約0.8重量%的Fe2 O3 。
煅燒材料可包含不小於約0.001重量%、例如不小於約0.01重量%的MnO2 。煅燒材料可包含不大於約0.5重量%、例如不大於約0.3重量%、或不大於約0.1重量%的MnO2 。煅燒材料可包含約0.001重量%至約0.5重量%、例如約0.01重量%至約0.3重量%或約0.01重量%至約0.1重量%的MnO2 。
煅燒材料可包含不小於約0.001重量%、例如不小於約0.005重量%的Pb2 O5 。煅燒材料可包含不大於約0.5重量%、例如不大於約0.3重量%或不大於約0.1重量%的Pb2 O5 。煅燒材料可包含約0.001重量%至約0.5重量%、例如約0.005重量%至約0.3重量%或約0.005重量%至約0.1重量%的Pb2 O5 。
煅燒材料可包含小於或等於約1重量%、例如小於或等於約0.5重量%、或小於或等於約0.1重量%、或小於或等於約0.01重量%或小於或等於約0.001重量%的Na2 O。煅燒材料可包含不小於約0.0001重量%的Na2 O。煅燒材料可包含約0.0001重量%至約1重量%、例如約0.0001重量%至約0.5重量%、或約0.0001重量%至約0.1重量%、或約0.0001重量%至約0.01重量%或約0.0001重量%至約0.001重量%的Na2 O。煅燒材料可實質上不包含Na2 O，即煅燒材料可實質上無Na2 O。
煅燒材料可包含不小於約0.001重量%、例如不小於約0.01重量%的K2 O。煅燒材料可包含不大於約0.5重量%、例如不大於約0.3重量%或不大於約0.1重量%的K2 O。煅燒材料可包含約0.001重量%至約0.5重量%、例如約0.01重量%至約0.3重量%或約0.01重量%至約0.1重量%的K2 O。
煅燒材料可包含小於或等於約5重量%、例如小於或等於約3重量%、或小於或等於約1重量%或小於或等於約0.5重量%的H2 O。煅燒材料可包含不小於約0.001重量%的H2 O。煅燒材料可包含約0.001重量%至約5重量%、例如約0.001重量%至約3重量%、或約0.001重量%至約1重量%或約0.001重量%至約0.5重量%的H2 O。
煅燒材料可包含：約10重量%至約80重量%、例如約20重量%至約70重量%、或約30重量%至約70重量%、或約40重量%至約60重量%或約45重量%至約55重量%的SiO2 ；以及約10重量%至約70重量%、例如約20重量%至約60重量%、或約30重量%至約50重量%、或約35重量%至約50重量%或約40重量%至約45重量%的CaO。
煅燒材料可包含：約10重量%至約80重量%、例如約20重量%至約70重量%、或約30重量%至約70重量%、或約40重量%至約60重量%或約45重量%至約55重量%的SiO2 ；以及約10重量%至約70重量%、例如約20重量%至約60重量%、或約30重量%至約50重量%、或約35重量%至約50重量%或約40重量%至約45重量%的CaO；並且可選地包含：約0.1重量%至約5重量%、例如約0.5重量%至約4重量%、或約0.5重量%至約3重量%、或約0.5重量%至約2.5重量%或約1重量%至約2.0重量%的MgO；約0.1重量%至約5重量%、例如約0.5重量%至約4重量%或約0.5重量%至約3.5重量%的Al2 O3 ；約0.001重量%至約3重量%、例如約0.005重量%至約1.5重量%的TiO2 ；約0.01重量%至約3重量%、例如約0.1重量%至約1.5重量%或約0.1重量%至約0.8重量%的Fe2 O3 ；約0.001重量%至約0.5重量%、例如約0.01重量%至約0.3重量%或約0.01重量%至約0.1重量%的MnO2 ；約0.001重量%至約0.5重量%、例如約0.005重量%至約0.3重量%或約0.005重量%至約0.1重量%的Pb2 O5 ；小於或等於約1重量%、例如小於或等於約0.5重量%、或小於或等於約0.1重量%、或小於或等於約0.01重量%或小於或等於約0.001重量%的Na2 O；約0.001重量%至約0.5重量%、例如約0.01重量%至約0.3重量%或約0.01重量%至約0.1重量%的K2 O；及/或約0.001重量%至約5重量%、例如約0.001重量%至約3重量%、或約0.001重量%至約1重量%或約0.001重量%至約0.5重量%的H2 O。
煅燒材料可包含：約10重量%至約80重量%、例如約20重量%至約70重量%、或約30重量%至約70重量%、或約40重量%至約60重量%或約45重量%至約55重量%的SiO2 ；約10重量%至約70重量%、例如約20重量%至約60重量%、或約30重量%至約50重量%、或約35重量%至約50重量%或約40重量%至約45重量%的CaO；約0.1重量%至約5重量%、例如約0.5重量%至約4重量%、或約0.5重量%至約3重量%、或約0.5重量%至約2.5重量%或約1重量%至約2.0重量%的MgO；約0.1重量%至約5重量%、例如約0.5重量%至約4重量%或約0.5重量%至約3.5重量%的Al2 O3 ；約0.001重量%至約3重量%、例如約0.005重量%至約1.5重量%的TiO2 ；約0.01重量%至約3重量%、例如約0.1重量%至約1.5重量%或約0.1重量%至約0.8重量%的Fe2 O3 ；約0.001重量%至約0.5重量%、例如約0.01重量%至約0.3重量%或約0.01重量%至約0.1重量%的MnO2 ；約0.001重量%至約0.5重量%、例如約0.005重量%至約0.3重量%或約0.005重量%至約0.1重量%的Pb2 O5 ；小於或等於約1重量%、例如小於或等於約0.5重量%、或小於或等於約0.1重量%、或小於或等於約0.01重量%或小於或等於約0.001重量%的Na2 O；約0.001重量%至約0.5重量%、例如約0.01重量%至約0.3重量%或約0.01重量%至約0.1重量%的K2 O；以及約0.001重量%至約5重量%、例如約0.001重量%至約3重量%、或約0.001重量%至約1重量%或約0.001重量%至約0.5重量%的H2 O。
煅燒材料可包括矽酸鈣（CaSiO3 ），即非水合矽酸鈣。存在於煅燒材料中的矽酸鈣可包括（例如是）一或多種鏈狀矽酸鈣，即矽酸鈣的具有包括矽酸鹽四面體互鎖鏈的結構的一或多種形式。存在於煅燒材料中的矽酸鈣可包括（例如是）呈矽灰石形式的鏈狀矽酸鈣。存在於煅燒材料中的矽酸鈣可包括（例如是）呈假矽灰石形式的矽酸鈣。
煅燒材料可主要包含矽酸鈣（即CaSiO3 ，例如矽灰石及/或假矽灰石）。煅燒材料可包含不小於約50重量%、例如不小於約60重量%、或不小於約70重量%、或不小於約80重量%、或不小於約90重量%或不小於約95重量%的矽酸鈣（即CaSiO3 ，例如矽灰石及/或假矽灰石）。煅燒材料可包含不大於約99.9重量%、例如不大於約99重量%、或不大於約95重量%或不大於約90重量%的矽酸鈣（即CaSiO3 ，例如矽灰石及/或假矽灰石）。煅燒材料可包含約50重量%至約99.9重量%、例如約60重量%至約99重量%、或約70重量%至約99重量%、或約80重量%至約99重量%、或約90重量%至約99重量%、或約60重量%至約95重量%、或約70重量%至約95重量%、或約80重量%至約95重量%、或約90重量%至約95重量%、或約60重量%至約90重量%、或約70重量%至約90重量%或約80重量%至約90重量%的矽酸鈣（即CaSiO3 ，例如矽灰石及/或假矽灰石）。
除矽酸鈣（即CaSiO3 ，例如矽灰石及/或假矽灰石）之外，煅燒材料亦可包含一或多種礦物相。舉例而言，煅燒材料可更包含例如呈石英（例如α-石英或β-石英）、方矽石、柯矽石、鱗矽石及/或重矽石形式的二氧化矽（即SiO2 ）。煅燒材料可更包含氧化鈣（即CaO，另外稱為生石灰）及/或碳酸鈣（即例如呈方解石、文石及/或六方方解石形式的CaCO3 ）及/或氫氧化鈣（即例如呈氫氧鈣石（portlandite）形式的Ca(OH)2 ）。應用
煅燒材料可在化學上（例如在元素組成及/或化學結合方面）及/或在物理上（例如在結構或物理性質方面）與矽灰石（即天然存在的矽灰石）相似或相同。因此，煅燒材料可為合成矽灰石替代物。煅燒材料可用於在工業應用中代替天然存在的矽灰石。舉例而言，煅燒材料可包含於陶瓷、油漆、塑膠（即聚合物組成物）或諸如鑄模助熔劑等冶金加工產品中。
鑄模助熔劑可為用於金屬鑄造的鑄模助熔劑。鑄模助熔劑可為用於鋼鑄造（即用於鋼的鑄造）的鑄模助熔劑。
鑄模助熔劑可由煅燒材料（例如合成矽灰石替代物）組成。作為另一選擇，鑄模助熔劑可包含煅燒材料（例如合成矽灰石替代物）及除煅燒材料之外的一或多種助熔劑試劑（flux agent）。舉例而言，鑄模助熔劑可包含礦物產品（例如由礦物產品組成），所述礦物產品包含煅燒材料（即合成矽灰石替代物）及除煅燒材料（例如合成矽灰石替代物）之外的一或多種助熔劑試劑。
製造鑄模助熔劑的方法可包括：製造煅燒材料；以及將煅燒材料與除煅燒材料之外的一或多種助熔劑試劑加以組合（例如混合）。製造鑄模助熔劑的方法可包括：製造合成矽灰石替代物或包含煅燒材料的礦物產品；以及將合成矽灰石替代物或礦物產品與除煅燒材料之外的一或多種助熔劑試劑加以組合（例如混合）。
除煅燒材料之外（例如除合成矽灰石替代物或礦物產品之外）的所述一或多種助熔劑試劑可包括一或多種金屬碳酸鹽。舉例而言，除煅燒材料之外（例如除合成矽灰石替代物或礦物產品之外）的所述一或多種助熔劑試劑可包括碳酸鈉或蘇打灰（soda ash）、碳酸鈣（諸如方解石、文石或石灰石）、碳酸鉀或碳酸鋰。
另外或作為另一選擇，除煅燒材料之外（例如除合成矽灰石替代物或礦物產品之外）的所述一或多種助熔劑試劑可包括一或多種金屬氟化物。舉例而言，除煅燒材料之外（例如除合成矽灰石替代物或礦物產品之外）的所述一或多種助熔劑試劑可包括氟化鈉、氟化鈣（諸如螢石或氟石）、氟化鋁、氟化鉀、氟化鋰或六氟化鈉鋁（諸如冰晶石（cryolite））。
另外或作為另一選擇，除煅燒材料之外（例如除合成矽灰石替代物或礦物產品之外）的所述一或多種助熔劑試劑可包括二氧化矽。舉例而言，除煅燒材料之外（例如除合成矽灰石替代物或礦物產品之外）的所述一或多種助熔劑試劑可包括石英（例如α-石英或β-石英）。
另外或作為另一選擇，除煅燒材料之外（例如除合成矽灰石替代物或礦物產品之外）的所述一或多種助熔劑試劑可包括一或多種金屬氧化物。舉例而言，除煅燒材料之外（例如除合成矽灰石替代物或礦物產品之外）的所述一或多種助熔劑試劑可包括氧化鎂（諸如燒結氧化鎂）。
另外或作為另一選擇，除煅燒材料之外（例如除合成矽灰石替代物或礦物產品之外）的所述一或多種助熔劑試劑是一或多種金屬礦石。舉例而言，除煅燒材料之外（例如除合成矽灰石替代物或礦物產品之外）的所述一或多種助熔劑試劑可包括鋁土礦（諸如煅燒鋁土礦）。
另外或作為另一選擇，除煅燒材料之外（例如除合成矽灰石替代物或礦物產品之外）的所述一或多種助熔劑試劑可包括一或多種黏土礦物。舉例而言，除煅燒材料之外（例如除合成矽灰石替代物或礦物產品之外）的所述一或多種助熔劑試劑可包括一或多種黏土頁矽酸鹽礦物（諸如膨土）。
另外或作為另一選擇，除煅燒材料之外（例如除合成矽灰石替代物或礦物產品之外）的所述一或多種助熔劑試劑可包括一或多種金屬矽酸鹽。舉例而言，除煅燒材料之外（例如除合成矽灰石替代物或礦物產品之外）的所述一或多種助熔劑試劑可包括一或多種長石（諸如鈉長石）。
另外或作為另一選擇，除煅燒材料之外（例如除合成矽灰石替代物或礦物產品之外）的所述一或多種助熔劑試劑可包括例如研磨粒化高爐熔渣（ground-granulated blast furnace slag，GGBFS）等高爐熔渣。高爐熔渣可藉由在水或蒸汽中對來自高爐的熔融鐵熔渣進行淬火來獲得。高爐熔渣通常是玻璃質材料。高爐熔渣通常亦是低成本的材料，且具有與天然矽灰石相似的石灰對二氧化矽比（lime-to-silica ratio），儘管高爐熔渣通常更包含較天然矽灰石更高量的雜質（諸如氧化鋁、氧化鐵及/或氧化鎂）。可能的情況是，由於煅燒材料的典型高純度會補償高爐熔渣中的高雜質水準，因此使用煅燒材料（例如合成矽灰石替代物或礦物產品）使得能夠包含更大量的高爐熔渣而不會使助熔劑性質劣化。具體而言，用煅燒材料（即合成矽灰石替代物）代替天然矽灰石可使得能夠將更大量的高爐熔渣包含至鑄模助熔劑中，從而降低總成本。
另外或作為另一選擇，除煅燒材料之外（例如除合成矽灰石替代物或礦物產品之外）的所述一或多種助熔劑試劑可包括一或多種碳質材料。舉例而言，除煅燒材料之外（例如除合成矽灰石替代物或礦物產品之外）的所述一或多種助熔劑試劑可包括煤灰、飛灰及/或碳黑。
另外或作為另一選擇，除煅燒材料之外（例如除合成矽灰石替代物或礦物產品之外）的所述一或多種助熔劑試劑可包括一或多種含硼材料。舉例而言，除煅燒材料之外（例如除合成矽灰石替代物或礦物產品之外）的所述一或多種助熔劑試劑可包括一或多種硼酸鹽（例如可作為戴哈伯®（Dehybor®）自力拓（Rio Tinto）商業購得的四硼酸鈉）。除煅燒材料之外（例如除合成矽灰石替代物或礦物產品以外）的所述一或多種助熔劑試劑可包括維翠伯（vitribore），維翠伯是玻璃製造的廢產物，所述廢產物通常包含約42重量%的B2 O3 、約33重量%的SiO2 及約16重量%的Na2 O，其餘為例如CaO或Pb2 O5 等雜質以及H2 O。
鑄模助熔劑可更包含一或多種黏結、潤濕或分散添加劑。
黏結添加劑的實例是例如多磷酸鈉（例如可作為利塞皮克斯®（LITHOPIX®）自司馬（Zschimmer & Schwartz）獲得）等磷酸鹽。
分散添加劑可包含一或多種聚合物、共聚物或其鹽或酯。舉例而言，分散添加劑可包含聚羧酸聚合物、聚胺系聚合物、具有酸基的聚合物或共聚物、或丙烯酸酯聚合物或共聚物或者其任何組合。當存在共聚物時，共聚物可為嵌段共聚物。合適的鹽及酯包括烷基醇銨鹽、銨鹽、羧酸酯及磷酸酯。示例性分散添加劑可在可自畢克化學有限公司（BYK-Chemie GmbH）獲得的畢克分散®（DISPERBYK®）系列中找到。
鑄模助熔劑可更包含玉米澱粉。玉米澱粉可藉由改善黏結強度來幫助形成鑄模助熔劑微粒。
因此，除煅燒材料之外，鑄模助熔劑可包含選自以下的一或多種助熔劑試劑：金屬碳酸鹽，例如碳酸鈉或蘇打灰、諸如方解石、文石或石灰石等碳酸鈣、碳酸鉀或碳酸鋰；金屬氟化物，例如氟化鈉、諸如螢石或氟石等氟化鈣、氟化鋁、氟化鉀、氟化鋰、諸如冰晶石等六氟化鈉鋁；二氧化矽，例如石英；金屬氧化物，例如諸如燒結氧化鎂等氧化鎂；金屬礦石，例如諸如煅燒鋁土礦等鋁土礦；黏土礦物，例如諸如膨土等黏土頁矽酸鹽礦物；金屬矽酸鹽，例如諸如鈉長石等長石；高爐熔渣；及/或碳質材料，例如煤灰、飛灰或碳黑；其中所述鑄模助熔劑可選地更包含一或多種黏結、潤濕或分散添加劑。
鑄模助熔劑可包含不小於約10重量%、例如不小於約20重量%、或不小於約30重量%、或不小於約40重量%或不小於約50重量%的煅燒材料。鑄模助熔劑可包含至多約100重量%、例如不大於約90重量%、或不大於約80重量%、或不大於約70重量%、或不大於約60重量%或不大於約55重量%的煅燒材料。鑄模助熔劑可包含約10重量%至約100重量%、例如約20重量%至約90重量%、或約30重量%至約80重量%、或約40重量%至約70重量%、或約50重量%至約60重量%或約50重量%至約55重量%的煅燒材料。
鑄模助熔劑可包含不小於約10重量%、例如不小於約20重量%、或不小於約30重量%、或不小於約40重量%或不小於約50重量%的礦物產品。鑄模助熔劑可包含至多約100重量%、例如不大於約90重量%、或不大於約80重量%、或不大於約70重量%、或不大於約60重量%或不大於約55重量%的礦物產品。鑄模助熔劑可包含約10重量%至約100重量%、例如約20重量%至約90重量%、或約30重量%至約80重量%、或約40重量%至約70重量%、或約50重量%至約60重量%或約50重量%至約55重量%的礦物產品。
鑄模助熔劑用礦物產品可包含不小於約10重量%、例如不小於約20重量%、或不小於約30重量%、或不小於約40重量%、或不小於約50重量%、或不小於約60重量%、或不小於約70重量%、或不小於約80重量%或不小於約90重量%的煅燒材料。鑄模助熔劑用礦物產品可包含至多約100重量%、例如不大於約90重量%、或不大於約80重量%、或不大於約70重量%或不大於約60重量%的煅燒材料。鑄模助熔劑用礦物產品可包含約10重量%至約100重量%、例如約20重量%至約100重量%、或約30重量%至約100重量%、或約40重量%至約100重量%、或約50重量%至約100重量%、或約60重量%至約100重量%、或約70重量%至約100重量%、或約80重量%至約100重量%、或約90重量%至約100重量%、或約10重量%至約90重量%、或約20重量%至約90重量%、或約30重量%至約90重量%、或約40重量%至約90重量%、或約50重量%至約90重量%、或約60重量%至約90重量%、或約70重量%至約90重量%、或約80重量%至約90重量%的煅燒材料。
製造鑄模助熔劑的方法可包括將煅燒材料（例如合成矽灰石替代物或礦物產品）且可選地將除煅燒材料之外的所述一或多種助熔劑試劑與液體混合。舉例而言，製造鑄模助熔劑的方法可包括將煅燒材料（例如合成矽灰石替代物或礦物產品）且可選地將除煅燒材料之外的所述一或多種助熔劑試劑與水混合。因此，製造鑄模助熔劑的方法可包括：藉由將煅燒材料（例如合成矽灰石替代物或礦物產品）與除煅燒材料之外的一或多種助熔劑試劑加以組合（例如混合）來製造鑄模助熔劑粉末；以及隨後將鑄模助熔劑粉末與液體（例如水）加以組合（例如混合）以形成鑄模助熔劑漿料。
可將液體（例如水）與煅燒材料（例如合成矽灰石替代物或礦物產品）且可選地與除煅燒材料之外的所述一或多種助熔劑試劑混合，以達成例如使用流杯（flow cup）量測的預定鑄模助熔劑流動性。所述方法可包括向煅燒材料（例如合成矽灰石替代物或礦物產品）且可選地向除煅燒材料之外的所述一或多種助熔劑試劑添加不小於約20重量%、例如不小於約30重量%、或不小於約35重量%、或不小於約40重量%、或不小於約50重量%、或不小於約60重量%或不小於約65重量%的液體，例如水。所述方法可包括向煅燒材料（例如合成矽灰石替代物或礦物產品）且可選地向除煅燒材料之外的所述一或多種助熔劑試劑添加不大於約80重量%、例如不大於約70重量%、或不大於約65重量%、或不大於約50重量%、或不大於約45重量%、或不大於約40重量%或不大於約36重量%的液體，例如水。所述方法可包括向煅燒材料（例如合成矽灰石替代物或礦物產品）且可選地向除煅燒材料之外的所述一或多種助熔劑試劑添加約20重量%至約80重量%、例如約30重量%至約70重量%、或約30重量%至約50重量%、或約30重量%至約40重量%、或約35重量%至約40重量%、或約35重量%至約36重量%、或約40重量%至約80重量%、或約40重量%至約70重量%、或約50重量%至約70重量%、或約60重量%至約70重量%或約35重量%至約45重量%的液體，例如水。
製造鑄模助熔劑的方法可包括對鑄模助熔劑漿料進行乾燥以形成鑄模助熔劑。舉例而言，製造鑄模助熔劑的方法可包括對鑄模助熔劑漿料進行噴霧乾燥以形成鑄模助熔劑。在鑄模助熔劑粉末中存在煅燒材料（例如合成矽灰石替代物或礦物產品）可使得能夠用較少的水（相較於由天然矽灰石形成的鑄模助熔劑粉末）製備鑄模助熔劑漿料，從而降低噴霧乾燥期間的能量消耗。
煅燒材料（例如合成矽灰石替代物或包含煅燒材料的礦物產品）在添加液體（例如水）之前可具有不小於約0.05克/立方公分（g/cm3 ）、例如不小於約0.1克/立方公分、或不小於約0.12克/立方公分、或不小於約0.14克/立方公分、或不小於約0.2克/立方公分、或不小於約0.4克/立方公分、或不小於約0.6克/立方公分、或不小於約0.8克/立方公分或不小於約0.9克/立方公分的體密度（bulk density）。煅燒材料（例如合成矽灰石替代物或包含煅燒材料的礦物產品）在添加液體（例如水）之前可具有不大於約1.1克/立方公分、例如不大於約1克/立方公分、或不大於約0.95克/立方公分、或不大於約0.9克/立方公分、或不大於約0.8克/立方公分、或不大於約0.7克/立方公分、或不大於約0.6克/立方公分、或不大於約0.5克/立方公分、或不大於約0.4克/立方公分、或不大於約0.3克/立方公分或不大於約0.2克/立方公分的體密度。煅燒材料（例如合成矽灰石替代物或包含煅燒材料的礦物產品）在添加液體（例如水）之前可具有約0.05克/立方公分至約1.1克/立方公分、例如約0.05克/立方公分至約0.4克/立方公分、或約0.05克/立方公分至約0.3克/立方公分、或約0.05克/立方公分至約0.2克/立方公分、或約0.1克/立方公分至約0.2克/立方公分、或約0.4克/立方公分至約0.6克/立方公分、或約0.7克/立方公分至約1.1克/立方公分或約0.8克/立方公分至約1克/立方公分的體密度。
為避免疑義，本申請案是有關於在以下編號段落中闡述的標的物：
1.   一種製造用於金屬鑄造的鑄模助熔劑用礦物產品的方法，所述方法包括：提供包含水合矽酸鈣的前驅物材料；以及在等於或大於約800℃的溫度下煅燒前驅物材料以生產包含矽酸鈣的煅燒材料。
2.   一種製造用於金屬鑄造的鑄模助熔劑的方法，所述方法包括：提供包含水合矽酸鈣的前驅物材料；以及在等於或大於約800℃的溫度下煅燒前驅物材料以生產包含矽酸鈣的煅燒材料。
3.   一種製造合成矽灰石替代物的方法，所述方法包括：提供包含水合矽酸鈣的前驅物材料；以及在等於或大於約800℃的溫度下煅燒前驅物材料以生產包含矽酸鈣的煅燒材料。
4.   如任一前述段落所述的方法，其中前驅物材料包含呈雪矽鈣石形式的水合矽酸鈣。
5.   如任一前述段落所述的方法，其中前驅物材料更包含：例如呈方解石及/或六方方解石形式的碳酸鈣；及/或例如呈石英形式的二氧化矽。
6.   如任一前述段落所述的方法，其中前驅物材料是例如熱絕緣及/或耐火陶瓷等熱絕緣及/或耐火材料，所述材料可選地以例如一或多種再生熱絕緣及/或耐火磚等一或多種熱絕緣及/或耐火磚的形式提供或衍生自例如所述一或多種再生熱絕緣及/或耐火磚等所述一或多種熱絕緣及/或耐火磚。
7.   如任一前述段落所述的方法，其中所述方法包括：在等於或大於約1000℃的溫度下，或者在約800℃至約1400℃、例如約1000℃至約1300℃或約1200℃至約1250℃的溫度下煅燒前驅物材料。
8.   如任一前述段落所述的方法，其中在等於或大於約800℃的溫度下煅燒前驅物材料包括：以第一加熱速率將前驅物材料加熱至等於或大於約800℃的第一煅燒溫度；隨後以第二加熱速率將前驅物材料加熱至第二煅燒溫度，第二煅燒溫度高於第一煅燒溫度且第二加熱速率高於第一加熱速率；以及隨後以第一冷卻速率將煅燒材料冷卻至室溫。
9.   如段落8所述的方法，其中：第一煅燒溫度為約800℃至約900℃，例如約800℃；第一加熱速率為約60℃/小時至約90℃/小時，例如約70℃/小時至約80℃/小時；第二煅燒溫度為約1100℃至約1300℃，例如約1200℃至約1250℃；第二加熱速率為約90℃/小時至約110℃/小時，例如約100℃/小時；及/或第一冷卻速率為約80℃/小時至約170℃/小時，例如約100℃/小時至約150℃/小時。
10. 如段落8或段落9所述的方法，其中所述方法包括：將前驅物材料在第二煅燒溫度下保持至少約一小時，例如約兩小時。
11. 如任一前述段落所述的方法，其中所述方法包括：粉碎及/或研磨煅燒材料以生產具有約1微米至約250微米、例如約50微米至約150微米的d50 的粒狀材料，其中粉碎及/或研磨可選地在粉磨機、球磨機或鎚磨機中進行。
12. 如任一前述段落所述的方法，其中，在煅燒之前，前驅物材料包含：約30重量%至約50重量%的SiO2 ；以及約25重量%至約45重量%的CaO；且其中前驅物材料可選地更包含：約0.5重量%至約2重量%的MgO；約0.5重量%至約3重量%的Al2 O3 ；約0.005重量%至約1.5重量%的TiO2 ；約0.1重量%至約1重量%的Fe2 O3 ；約0.01重量%至約0.1重量%的MnO2 ；約0.005重量%至約0.1重量%的P2 O5 ；小於或等於約0.1重量%的Na2 O；約0.01重量%至約0.1重量%的K2 O；及/或約1重量%至約10重量%的H2 O。
13. 如任一前述段落所述的方法，其中所述煅燒材料包含：約40重量%至約60重量%的SiO2 ；以及約35重量%至約50重量%的CaO；且其中煅燒材料可選地更包含：約0.5重量%至約2.5重量%的MgO，例如約1.0重量%至約2.0重量%的MgO；約0.5重量%至約3.5重量%的Al2 O3 ；約0.005重量%至約1.5重量%的TiO2 ；約0.1重量%至約1.5重量%的Fe2 O3 ，例如約0.1重量%至約0.8重量%的Fe2 O3 ；約0.01重量%至約0.1重量%的MnO2 ，例如約0.01重量%至約0.1重量%的MnO2 ；約0.005重量%至約0.1重量%的P2 O5 ；小於或等於約0.1重量%的Na2 O；約0.01重量%至約0.1重量%的K2 O；及/或小於或等於約1重量%的H2 O。
14. 一種根據段落1或從屬於段落1的段落4至段落13中任一者所述的方法製造的鑄模助熔劑用礦物產品。
15. 一種根據段落2或從屬於段落2的段落4至段落13中任一者所述的方法製造的鑄模助熔劑。
16. 如段落15所述的鑄模助熔劑更包含除煅燒材料之外的一或多種助熔劑試劑，所述一或多種助熔劑試劑選自：金屬碳酸鹽，例如碳酸鈉或蘇打灰、諸如方解石、文石或石灰石等碳酸鈣、碳酸鉀或碳酸鋰；金屬氟化物，例如氟化鈉、諸如螢石或氟石等氟化鈣、氟化鋁、氟化鉀、氟化鋰、諸如冰晶石等六氟化鈉鋁；二氧化矽，例如石英；金屬氧化物，例如諸如燒結氧化鎂等氧化鎂；金屬礦石，例如諸如煅燒鋁土礦等鋁土礦；黏土礦物，例如諸如膨土等黏土頁矽酸鹽礦物；金屬矽酸鹽，例如諸如鈉長石等長石；高爐熔渣；及/或碳質材料，例如煤灰、飛灰或碳黑；其中鑄模助熔劑可選地更包含一或多種黏結、潤濕或分散添加劑。
17. 一種根據段落3或從屬於段落3的段落4至段落13中任一者所述的方法製造的合成矽灰石替代物。
18. 水合矽酸鈣在用於金屬鑄造的鑄模助熔劑或鑄模助熔劑用礦物產品的製造中的用途。
19. 水合矽酸鈣在合成矽灰石替代物的製備中的用途。
20. 如段落18或段落19所述的用途，其中水合矽酸鈣是以雪矽鈣石的形式提供。
21. 如段落18至段落20中任一者所述的用途，其中水合矽酸鈣形成例如熱絕緣及/或耐火陶瓷等熱絕緣及/或耐火材料的一部分，所述材料例如呈例如一或多種再生熱絕緣及/或耐火磚等一或多種熱絕緣及/或耐火磚的形式。實例 實例 1
使用X射線繞射（XRD）對可商業購得的A型矽酸鈣磚的組成進行了檢查。圖1中示出針對所述磚獲得的XRD圖案。在XRD圖案中辨識出以下礦物相的存在：雪矽鈣石、方解石、六方方解石及石英。表1中示出使用參考強度比（RIR）方法估計的所存在的每一相的相對量。發現雪矽鈣石是所存在的主要相。 表1.
雪矽鈣石（RIR* -3.07） 71%
方解石（RIR* -3.40） 14%
六方方解石（RIR* -1.35） 8%
石英（RIR* -3.22） 7%
*參考強度比
使用耐馳同步熱分析儀409（NETZSCH STA 409）個人電腦/程式化器械（personal computer/programming Gerät，PC/PG）儀器施行對A型矽酸鈣磚的熱重分析直至1100℃的溫度。當自室溫加熱到直至約800℃時，觀察到約25%的重量損失。然而，當自約800℃加熱至1100℃時，未量測到顯著的重量損失。該些結果被解釋為指示與雪矽鈣石在直至800℃下脫水、隨後經脫水的雪矽鈣石在高於800℃時轉變成矽灰石相關聯的重量損失。
將A型矽酸鈣磚在窯中在（a）1000℃或（b）1200℃下煅燒了三小時。表2示出煅燒之前及煅燒之後的矽酸鈣磚材料A的組成。為比較起見，表2亦示出兩種不同的可商業購得的矽灰石粉末A及B的組成。 表2.
  磚類型 A 在 1000 ℃ 下煅燒 3 小時之後 在 1200°C 下煅燒 3 小時之後 矽灰石 A 矽灰石 B
SiO2 重量 % 39.62 49.59 50.09 45.73 48.00
CaO 重量 % 34.06 42.30 43.32 40.04 43.07
MgO 重量 % 1.16 1.54 1.36 0.52 0.17
Al2 O3 重量 % 1.76 2.38 1.96 1.24 0.40
TiO2 重量 % 0.07 0.01 0.08 0.04 0.00
Fe2 O3 重量 % 0.38 0.49 0.63 3.09 1.10
MnO2 重量 % 0.04 0.05 0.04 0.43 0.37
P2 O5 重量 % 0.02 0.02 0.02 0.06 0.01
Na2 O 重量 % 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
K2 O 重量 % 0.04 0.06 0.05 0.07 0.06
水分重量 % 6.00 0.37 0.12 0.35 0.25
C 重量 % 4.30 0.05 0.03 1.50 0.95
體密度（克 / 立方公分） 0.11 0.14 0.90 0.60 0.53
燒失量（ loss on ignition ， L.O.I. ）重量 % 22.93 3.23 2.38 8.20 6.50
可自表2看出，煅燒之後的材料的組成與可商業購得的矽灰石的組成類似，特別是在SiO2 及CaO的存在量方面。
圖2中示出針對在1200℃下煅燒之後的材料獲得的XRD圖案。在XRD圖案中辨識出以下礦物相的存在：矽灰石及石英。表3中示出使用參考強度比（RIR）方法估計的所存在的每一相的相對量。發現矽灰石是所存在的主要相。 表3.
矽灰石（RIR* -0.91） 96%
石英（RIR* -3.23） 4%
*參考強度比
在1000℃下煅燒之後的材料的體密度顯著低於可商業購得的矽灰石粉末的體密度。發現需要添加更多的水（相較於對於矽灰石類型B為約40重量%而言，對於經煅燒的矽酸鈣磚材料為約65重量%）以達成具有相同流動性的漿料。
相比之下，在1200℃下煅燒之後的材料的體密度顯著高於可商業購得的矽灰石粉末的體密度。發現需要添加較少的水（相較於對於矽灰石類型B為約40重量%而言，對於經煅燒的矽酸鈣磚材料為約35重量%）以達成具有相同流動性的漿料。
圖3及圖4對包含矽灰石的鑄模助熔劑與其中矽灰石被在1000℃（圖3）或1200℃（圖4）下煅燒之後的矽酸鈣磚材料A代替的鑄模助熔劑的高溫行為進行比較。圖3及圖4是藉由在熱載台顯微鏡（HSM）中監測助熔劑的圓柱形（高3毫米且直徑1毫米）模製樣品並在加熱期間記錄每一樣品隨溫度變化的高度而準備。高度的減小指示例如熔化等相轉變。當矽灰石被在1200℃下煅燒的矽酸鈣磚材料代替時，高溫行為似乎實質上相同。當矽灰石被在1000℃下煅燒的矽酸鈣磚材料代替時，高溫行為亦實質上相同。實例 2
使用X射線繞射（XRD）對B型再生矽酸鈣磚的組成進行了檢查。辨識出以下礦物相的存在：雪矽鈣石、矽灰石、方解石及石英。發現矽灰石、雪矽鈣石及方解石是所存在的主要相。
將B型再生矽酸鈣磚在窯中在1200℃下煅燒了兩小時。表4示出煅燒之後的矽酸鈣磚材料B的組成。為比較起見，表4亦示出所述兩種不同的可商業購得的矽灰石粉末A及B的組成。 表4.
  在 1200 ℃ 下煅燒 2 小時之後的磚類型 B 矽灰石 A 矽灰石 B
SiO2 重量 % 53.04 45.73 48.00
CaO 重量 % 41.90 40.04 43.07
MgO 重量 % 0.79 0.52 0.17
Al2 O3 重量 % 0.90 1.24 0.40
TiO2 重量 % 0.03 0.04 0.00
Fe2 O3 重量 % 0.36 3.09 1.10
MnO2 重量 % 0.06 0.43 0.37
P2 O5 重量 % 0.01 0.06 0.01
Na2 O 重量 % 0.01 0.00 0.00
K2 O 重量 % 0.06 0.07 0.06
水分重量 % 0.11 0.35 0.25
C 重量 % 0.02 1.50 0.95
體密度（克 / 立方公分） 0.70 0.60 0.53
L.O.I. 重量 % 2.49 8.20 6.50
在1200℃下煅燒之後的材料的體密度高於可商業購得的矽灰石粉末的體密度。發現需要添加較少的水（相較於對於矽灰石類型B為約40重量%而言，對於經煅燒的矽酸鈣磚材料為約38重量%）以達成具有相同流動性的漿料。
發現藉由將經煅燒的矽酸鈣磚材料與諸如鈉長石及/或氟石等典型鑄模助熔劑試劑加以組合，可製備出令人滿意的用於金屬鑄造的鑄模助熔劑粉末。
無。
圖1是矽酸鈣磚的帶標記X射線繞射圖案（X-ray Diffraction Pattern）。 圖2是煅燒矽酸鈣磚的帶標記X射線繞射圖案。 圖3是鑄模助熔劑樣品高度隨在熱載台顯微鏡（hot stage microscope，HSM）中量測的溫度變化的圖。 圖4是鑄模助熔劑樣品高度隨在熱載台顯微鏡中量測的溫度變化的圖。 圖5是在煅燒矽酸鈣磚的示例性製程期間爐溫隨時間變化的實驗圖。

Claims (15)

  1. 一種製造用於金屬鑄造的鑄模助熔劑用礦物產品的方法，所述方法包括： 提供包含水合矽酸鈣的前驅物材料；以及 在等於或大於約800℃的溫度下煅燒所述前驅物材料以生產包含矽酸鈣的煅燒材料。
  2. 一種製造用於金屬鑄造的鑄模助熔劑的方法，所述方法包括： 提供包含水合矽酸鈣的前驅物材料；以及 在等於或大於約800℃的溫度下煅燒所述前驅物材料以生產包含矽酸鈣的煅燒材料。
  3. 一種製造合成矽灰石替代物的方法，所述方法包括： 提供包含水合矽酸鈣的前驅物材料；以及 在等於或大於約800℃的溫度下煅燒所述前驅物材料以生產包含矽酸鈣的煅燒材料。
  4. 如任一前述請求項所述的方法，其中所述前驅物材料包含呈雪矽鈣石形式的水合矽酸鈣，且可選地，其中所述前驅物材料更包含： 例如呈方解石及/或六方方解石形式的碳酸鈣；及/或 例如呈石英形式的二氧化矽。
  5. 如任一前述請求項所述的方法，其中所述前驅物材料是例如熱絕緣及/或耐火陶瓷等熱絕緣及/或耐火材料，所述材料可選地以例如一或多種再生熱絕緣及/或耐火磚等一或多種熱絕緣及/或耐火磚的形式提供或衍生自例如所述一或多種再生熱絕緣及/或耐火磚等所述一或多種熱絕緣及/或耐火磚。
  6. 如任一前述請求項所述的方法，其中所述方法包括： 在等於或大於約1000℃的溫度下，或者在約800℃至約1400℃、例如約1000℃至約1300℃或約1200℃至約1250℃的溫度下煅燒所述前驅物材料。
  7. 如任一前述請求項所述的方法，其中在等於或大於約800℃的溫度下煅燒所述前驅物材料包括： 以第一加熱速率將所述前驅物材料加熱至等於或大於約800℃的第一煅燒溫度； 隨後以第二加熱速率將所述前驅物材料加熱至第二煅燒溫度，所述第二煅燒溫度高於所述第一煅燒溫度且所述第二加熱速率高於所述第一加熱速率；以及 隨後以第一冷卻速率將所述煅燒材料冷卻至室溫； 可選地，其中： 所述第一煅燒溫度為約800℃至約900℃，例如約800℃； 所述第一加熱速率為約60℃/小時至約90℃/小時，例如約70℃/小時至約80℃/小時； 所述第二煅燒溫度為約1100℃至約1300℃，例如約1200℃至約1250℃； 所述第二加熱速率為約90℃/小時至約110℃/小時，例如約100℃/小時；及/或 所述第一冷卻速率為約80℃/小時至約170℃/小時，例如約100℃/小時至約150℃/小時； 且進一步可選地，其中所述方法包括： 將所述前驅物材料在所述第二煅燒溫度下保持至少約一小時，例如約兩小時。
  8. 如任一前述請求項所述的方法，其中所述方法包括： 粉碎及/或研磨所述前驅物材料或所述煅燒材料以生產具有約1微米至約250微米、例如約50微米至約150微米的d50 的粒狀材料，其中所述粉碎及/或所述研磨可選地在粉磨機、球磨機或鎚磨機中進行。
  9. 如任一前述請求項所述的方法，其中，在煅燒之前，所述前驅物材料包含： 約30重量%至約50重量%的SiO2 ；以及 約25重量%至約45重量%的CaO； 且其中所述前驅物材料可選地更包含： 約0.5重量%至約2重量%的MgO； 約0.5重量%至約3重量%的Al2 O3 ； 約0.005重量%至約1.5重量%的TiO2 ； 約0.1重量%至約1重量%的Fe2 O3 ； 約0.01重量%至約0.1重量%的MnO2 ； 約0.005重量%至約0.1重量%的P2 O5 ； 小於或等於約0.1重量%的Na2 O； 約0.01重量%至約0.1重量%的K2 O；及/或 約1重量%至約10重量%的H2 O。
  10. 如任一前述請求項所述的方法，其中所述煅燒材料包含： 約40重量%至約60重量%的SiO2 ；以及 約35重量%至約50重量%的CaO； 且其中所述煅燒材料可選地更包含： 約0.5重量%至約2.5重量%的MgO，例如約1.0重量%至約2.0重量%的MgO； 約0.5重量%至約3.5重量%的Al2 O3 ； 約0.005重量%至約1.5重量%的TiO2 ； 約0.1重量%至約1.5重量%的Fe2 O3 ，例如約0.1重量%至約0.8重量%的Fe2 O3 ； 約0.01重量%至約0.1重量%的MnO2 ，例如約0.01重量%至約0.1重量%的MnO2 ； 約0.005重量%至約0.1重量%的P2 O5 ； 小於或等於約0.1重量%的Na2 O； 約0.01重量%至約0.1重量%的K2 O；及/或 小於或等於約1重量%的H2 O。
  11. 一種鑄模助熔劑用礦物產品，是根據請求項1或依附於請求項1的請求項4至請求項10中任一項所述的方法製造的。
  12. 一種鑄模助熔劑，是根據請求項2或依附於請求項2的請求項4至請求項10中任一項所述的方法製造的，所述鑄模助熔劑可選地更包含除所述煅燒材料之外的一或多種助熔劑試劑，所述一或多種助熔劑試劑選自： 金屬碳酸鹽，例如碳酸鈉或蘇打灰、諸如方解石、文石或石灰石等碳酸鈣、碳酸鉀或碳酸鋰； 金屬氟化物，例如氟化鈉、諸如螢石或氟石等氟化鈣、氟化鋁、氟化鉀、氟化鋰、諸如冰晶石等六氟化鈉鋁； 二氧化矽，例如石英； 金屬氧化物，例如諸如燒結氧化鎂等氧化鎂； 金屬礦石，例如諸如煅燒鋁土礦等鋁土礦； 黏土礦物，例如諸如膨土等黏土頁矽酸鹽礦物； 金屬矽酸鹽，例如諸如鈉長石等長石；及/或 碳質材料，諸如煤灰、飛灰或碳黑； 其中所述鑄模助熔劑可選地更包含一或多種黏結、潤濕或分散添加劑。
  13. 一種合成矽灰石替代物，是根據請求項3或依附於請求項3的請求項4至請求項10中任一項所述的方法製造的。
  14. 一種水合矽酸鈣在以下中的用途：（a）用於金屬鑄造的鑄模助熔劑或鑄模助熔劑用礦物產品的製造；或者（b）合成矽灰石替代物的製造； 其中所述水合矽酸鈣可選地以雪矽鈣石的形式提供。
  15. 如請求項15所述的用途，其中所述水合矽酸鈣形成例如熱絕緣及/或耐火陶瓷等熱絕緣及/或耐火材料的一部分，所述材料例如呈例如一或多種再生熱絕緣及/或耐火磚等一或多種熱絕緣及/或耐火磚的形式。
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