TWI651267B - 包含鈣－鎂化合物作為緻密化合物的組合物 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種組合物、其製造方法及用途，該組合物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代表雜質，基於該至少一種呈粒子形式之鈣-鎂化合物之總重量，a、b、z、t及u各自係0且50%之質量分數，x及y各自係0且100%之質量分數，x+y

Description

包含鈣-鎂化合物作為緻密化合物的組合物
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-鎂化合物的組合物，其中I代表雜質，基於該至少一種鈣-鎂化合物之總重量，a、b、z、t及u各自係0且50%之質量分數，x及y各自係0且100%之質量分數，x+y50重量%，基於該組合物之總重量，該組合物具有大於或等於20重量%之呈氧化物形式之鈣及鎂應計含量。
鈣-鎂化合物用於許多工業中，例如煉鋼、氣體處理、水及泥渣處理、農業、建築工業、土木工程...。其可以岩石或細粒(大小通常小於7mm)形式使用。然而，在某些工業中，岩石形狀較佳。舉例而言，在氧轉化器或電弧爐中添加鈣-鎂化合物期間之煉鋼中係如此。
石灰生產者始終維持岩石鈣-鎂化合物與在煅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，在某些情形中，產生過量細粒。隨後，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岩石鈣-鎂化合物之產生。
該等壓塊或諸如此類之機械強度通常較岩石鈣-鎂化合物低。在其儲存或其處置期間，其經常亦具有較岩石鈣-鎂化合物遠更低之抗 老化性。通常，巨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較差性質之起源。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緻密體之差品質，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緻密體，此需要再循環步驟。
就本發明之意義而言，術語巨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(白雲石)生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。舉例而言，在燒結之白雲石壓塊之情形下，已知於高於1,200℃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，於極高溫度下之該熱處理導致上述壓塊之構造特性演化，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，需要研發含有鈣-鎂化合物之緻密產物，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)(特定而言其比表面積及/或其孔體積)而區分於如目前已知呈壓塊形式之產品。
本發明之目的係藉由提供呈緻密產物形式之組合物來克服當前技術之缺點，該組合物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代表雜質，a、b、z、t及u各自係0且50%之質量分數，x及y各自係0且100%之質量分數，且x+y50%，基於該組合物之總重量，該組合物具有大於或等於20重量%之呈氧化物形式之鈣及鎂應計含量，該緻密產物因呈現尤其高之下落抗性以及在潮濕氣氛中之良好抗老化性、同時具有有利之構造特性(特定而言高比表面積及/或高孔體積)而區分於迄今已知之產品。
此緻密產物較佳係基於鈣及/或鎂之氧化物(例如包含方解石、含鎂或白雲石性生石灰或生白雲石(quick dolomite))之緻密產物。在此產物中，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燒結、或多或少水合或未水合之天然產物，但其將始終包含至少50重量%生產物(quick product)(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物。
利用習用方法可容易地測定鈣-鎂化合物中之CaCO3、MgCO3、CaO、MgO、Ca(OH)2及Mg(OH)2含量。舉例而言，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(二者皆根據EN 459-2：2010 E標準)測定。
在大多數簡單情形中，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)中，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)或另一選擇為與Rietvelt型之半定量分析相關之X射線繞射分析(XRD)。
為解決此問題，根據本發明提供如開始指示之組合物，其特徵在於該至少一種鈣-鎂化合物係呈粒子形式，該組合物係呈緻密體形式，每一緻密體係利用至少該經緻密化且成型之鈣-鎂化合物粒子形成，該等緻密體具有小於10%之碎裂測試指數。
緻密體意指經緻密化或壓縮之細粒或細粒混合物(大小通常低於7mm)。該等緻密體通常以小片或壓塊形式出現。
就本發明之意義而言，小片意指利用緻密化或壓縮細粒之技術成型之物體，其係自兩個活塞(一個在高位置，另一者在低位置)對置於腔中之該等細粒之組合作用產生。因此，術語小片包括屬小片、丸粒或經壓縮小片之家族之全成型物體，且更通常具有不同三維形狀(例如圓柱形、八邊形、立方體或矩形)之物體。該技術通常使用旋轉壓機或液壓壓機。
就本發明之意義而言，壓塊意指利用緻密化或壓縮細粒之技術成型之物體，其係自兩個切向輥(通常為提供有實質上對應於壓塊之期望形狀及尺寸之腔形成模具之圓柱體)對該等細粒之組合作用形成，該組合作用之供應係由螺桿用力。因此，術語壓塊包括屬壓塊、卵石、肥皂棒或小板之家族之全成型物體。該技術通常使用具有切向輥之壓機。
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。
可藉由考慮內部結構容易地區分本發明之呈小片或壓塊形式之緻密產物與自煅燒石灰石或白雲石岩石產生之岩石產品。與自煅燒產生之具有均勻表面(其中組成粒子難辨別)之岩石產品不同，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之緻密產物之組成粒子。
此外，亦可藉由考慮內部結構區分本發明之呈小片或壓塊形式之緻密產物與迄今已知之呈壓塊及諸如此類形式之產品。與迄今已知之呈壓塊及諸如此類形式之產品不同，本發明之緻密產物無宏觀缺陷或巨觀缺陷，例如裂隙或裂縫，其對下落抗性具有負面影響，該等迄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緻密產物出現，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，其迄今為止尚未經容許。
因此，本發明之該至少一種鈣-鎂化合物至少係利用生石灰、生白雲石性石灰、生含鎂石灰石或煅燒白雲石(自煅燒天然石灰石或白雲石產生)形成。
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煅燒之未燒結物質或自鈣-鎂化合物之再碳酸化 產生之產物。最後，其亦可包含自鈣-鎂化合物之水合(濕化)產生之鈣或鎂之氫氧化物。
在本發明之組合物之替代方案中，鈣-鎂化合物完全或部分源自副產物、尤其鋼工業轉化器中存在之礦渣之再循環。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-鎂化合物所存在之質量分數使得x+y60%、較佳75%、優先地80%、且甚至更優先地90%、更特定而言93%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生鈣-鎂化合物。
在另一有利實施例中，基於組合物之總重量，本發明之組合物具有大於或等於40重量%、有利地60重量%、較佳80重量%、特定而言90重量%、優先93重量%或甚至等於95重量%之呈氧化物形式之鈣及鎂之應計含量。
有利地，該等緻密體具有小於8%之碎裂測試指數。更特定而言，根據本發明，該等緻密體具有小於6%之碎裂測試指數。更有利地，該等緻密體具有之小於4%碎裂測試指數。且甚至更有利地，該等緻密體具有小於3%之碎裂測試指數。
有利地，本發明之組合物之比表面積(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且特定而言大於或等於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，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/結構特性，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部分藉由利用汞侵入之孔隙度法測定，其係用在30,000psia(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，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/結構特性，本發明之組合物具有相對高之總孔體積。
有利地，該組合物在緻密體內具有均勻密度分佈。實際上，使用單軸壓機之建議緻密化方法容許形成緻密體，其中密度沿縱向方向(即沿沖頭之縱向位移軸)及沿橫向方向(即垂直於沖頭之縱向位移軸)實質上相同。
低密度梯度可沿縱向方向存在，尤其在僅一個沖頭相對於另一者移動時，在活動沖頭之側上發現最高密度，且在沖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，該等緻密體亦具有小於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緻密體中之每一者皆與其他緻密體間隔開至少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，此意指即使 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。使用介於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，該等緻密體具有小於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，該等緻密體具有小於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，該等緻密體具有小於20%、特定而言小於10%、更特定而言小於5%且甚至最特定而言小於3%之碎裂測試指數。
根據本發明，緻密體可含有有機添加劑(例如黏合劑或潤滑劑)，但其亦可不含該等有機添加劑。
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)標準藉由碳/硫(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。
在本發明組合物之特定實施例中，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，且在緻密化 之前具有如(例如)藉由篩分所量測小於或等於7mm、特定而言小於或等於5mm之粒子大小d100。
根據本發明，因此，組合物以緻密體形式出現，該等緻密體最初係以由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，其迄今為止尚未經容許。
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。
在本發明之特定有利之實施例中，鈣-鎂化合物之該等粒子在緻密化之前具有小於或等於3mm、特定而言小於或等於2mm之d90。
更特定而言，鈣-鎂化合物之該等粒子在緻密化之前具有小於或等於1mm、特定而言小於或等於500μm之d50，且具有大於或等於0.1μm、特定而言大於或等於0.5μm、特定而言大於或等於1μm之d50。
根據本發明之另一有利實施例，該等緻密體具有(例如)選自小片或壓塊之群之規則且均勻之形狀，即經由乾燥途徑藉由使細粒成型之方法獲得之產物的特性，且該等緻密體具有包含介於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、特定而言小於或等於50mm之大小。
緻密體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。
更特定而言，就本發明之意義而言，該等緻密體之每緻密體平均重量為至少1g、較佳至少5g、優先至少10g且特定而言至少15g。
在本發明之較佳實施例中，該等緻密體之每緻密體平均重量為 小於或等於200g、較佳小於或等於150g、優先地小於或等於100g且特定而言小於或等於50g。
有利地，該等緻密體之表觀密度包含介於1.5與3之間、有利地介於1.5與2.8之間且較佳介於1.7與2.6之間。
在本發明之有利實施例中，該緻密體包括通孔。
在有利替代方案中，本發明之組合物進一步包含一種或若干種特定而言包含於1%至30%且較佳5%至20重量%範圍內之含量的基於鋁之氧化物(基於組合物之總重量，以Al2O3當量表示)，例如金剛砂、軟水鋁石或非晶形氧化鋁)。
在有利替代方案中，本發明之組合物進一步包含一種或若干種特定而言包含於1%至30%且較佳5%至20重量%範圍內之含量的基於鋁之氫氧化物(基於組合物之總重量，以Al2O3當量表示)，例如軟水鋁石、三水鋁石或硬水鋁石。
在有利實施例中，組合物可包含一種或若干種特定而言包含於1%至30%且較佳5%至20重量%範圍內之含量的基於矽之氧化物(基於組合物之總重量，以SiO2當量表示)，例如熱解二氧化矽或沈澱二氧化矽。
在有利實施例中，組合物亦可包含一種或若干種特定而言包含於1%至30%且較佳5%至20重量%範圍內之含量的基於矽之氫氧化物(基於組合物之總重量，以SiO2當量表示)。
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特定而言包含於1%至30%且較佳5%至20重量%範圍內之含量的基於鐵之氧化物(基於組合物之總重量，以Fe2O3當量表示)，例如赭石、磁石或方鐵體。
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特定而言包含於1%至30%且較佳5%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)，例如針鐵礦或褐鐵礦。
在又一實施例中，本發明之組合物包含一種或若干種特定而言包含於1%至10%且較佳1%至5重量%範圍內之含量的基於錳之氧化物(基於組合物之總重量，以MnO當量表示)，例如軟錳礦或單氧化錳MnO。
在又一實施例中，本發明之組合物包含一種或若干種特定而言包含於1%至10%且較佳1%至5重量%範圍內之含量的基於錳之氫氧化物(基於組合物之總重量，以MnO當量表示)。
在本發明之較佳實施例中，緻密體以小片形式出現。
該等緻密產物之形狀易於與傳統上在岩石石灰石或煅燒白雲石煅燒後獲得之岩石鈣-鎂化合物區分。
在隨附申請專利範圍中指示本發明之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，其中至少一個層析利用本發明組合物之該緻密產物形成。
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。
本發明亦係關於產生呈緻密體形式之組合物之方法，其包含以下連續步驟：
a)在介於兩個具有包含介於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、特定而言介於2cm2與10cm2之間之截面之沖頭之間的限制空間中提供至少包含至少一種符合式aCaCO3.bMgCO3.xCaO.yMgO.zCa(OH)2.tMg(OH)2.uI之鈣-鎂化合物之粒子的粒子組合物，其中I代表雜質，基於鈣-鎂化合物之總重量，a、b、z、t及u各自係0且50%之質量分數，x及y各自係0且100%之質量分數，x+y50重量%。
b)藉由施加包含介於200MPa與700MPa之間、較佳包含介於250 MPa與500MPa之間、更優先地介於300MPa與500MPa之間且甚至更優先地介於375MPa與490MPa之間之緻密化壓力緻密化該等粒子用於形成三維形狀之緻密產物，c)釋放緻密化壓力，及d)收集緻密產物。
有利地，該方法包含在該提供步驟之前混合粒子以形成粒子之組合物以獲得均勻粒子組合物的步驟，其中該等粒子均勻分佈於粒子組合物中以確保方法之良好穩定性及因此緻密體之良好品質。
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，特定而言其量為1%至30%且較佳5%至20%，以Al2O3當量表示；基於矽之氧化物或氫氧化物，特定而言其量為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，特定而言其量為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，特定而言其量為1%至10%且較佳1%至5%，以MnO當量表示；或按莫氏(Mohs)量表硬度大於或等於5之其他礦物添加劑，其特徵在於其粒子之大小d100為小於或等於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兩個沖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，藉助潤滑步驟事先潤滑該兩個沖頭之間之該限制空間，在該潤滑步驟期間，在該兩個沖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緻密化且基於緻密產物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，即潤滑沖頭及模具，其較內部潤滑更經濟，其由直接在欲緻密化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。此進一步避免向欲緻密化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緻密體。
此外，藉由考慮內部構造，該方法之此緻密體將區分於至今已知之產品(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，本發明之緻密體無巨觀缺陷，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微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。
根據實施例，使用旋轉壓機實施壓縮，但通常，緻密化系統可為任何類型，例如，亦可使用液壓壓機。原則上，該等緻密化系統包含模具，在其內部可滑動一或兩個沖頭，該等元件形成放置組合物用於緻密化之該限制空間。
沖頭之作用施加形成緻密體所需之緻密化應力。此施加緻密化應力可由以下組成：使得組合物具有測定緻密化壓力，其對於兩個沖頭之間之限制空間對應於特定體積且因此對應於沖頭之特定位置；及視情況維持該等沖頭之位置達可在高達約50毫秒範圍內之一段時間，同時注意維持此位置較長持續時間並不有害，而是不具有任何額外益處。
具有沖頭之旋轉壓機於高緻密化壓力下操作。原則上，緻密化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沖頭，該等元件形成放置組合物用於緻密化之限制空間。
旋轉壓機之幾何結構及操作容許將力更好地傳輸於欲緻密化產物上，此產生於緻密體中之密度分佈之更好均勻化且因此產生更好機械強度及較少結構缺陷。
此外，使用旋轉壓機用於形成基於鈣-鎂之氧化物之經緻密化產物提供更好地控制緻密體之動力學及運動學之機會，及預堆疊及/或預緻密化之可能性，從而提供使粉末更好地緻密化且逐出空氣之可能性，藉此避免形成缺陷，例如裂開或頂裂。
有利地，在本發明之方法中，隨後將該收集性緻密產物介於700℃與1,200℃之間熱處理大於或等於1分鐘、較佳大於或等於5分鐘、更特定而言大於或等於10分鐘且小於或等於90分鐘、較佳小於或等於60分鐘、更特定而言小於或等於30分鐘之預定時間段。
有利地，熱處理係高於800℃、有利地高於900℃且低於1,100℃、較佳低於1,000℃實施。
在特定實施例中，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緻密體。
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。或者，可使用任何其他類型之習用爐，其將不由於(例如)過大磨損導致緻密體之完整性改變。
在又一實施例中，本發明之方法進一步包含如下步驟：視情況在熱處理(若其存在)後，在含有CO2及水蒸汽之氣體流下於大於或等於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℃、特定而言小於或等於300℃、有利地小於或等於250℃之溫度下將該收集之緻密產物表面處理大於或等於5分鐘、較佳大於或等於10分鐘且小於或等 於60分鐘、較佳小於或等於30分鐘之時間段。
有利地，氣體流包含大於或等於5體積%且小於或等於25體積%、較佳小於或等於15%之水蒸汽濃度。
較佳地，氣體流在氣體中包含大於或等於5體積%、較佳大於或等於10體積%且小於或等於40體積%、較佳小於或等於25體積%之CO2濃度。
更特定而言，所用氣體流源自燃燒煙，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緻密體。
根據實施例，使用穿過頂部進料緻密體且穿過底部進料氣體之垂直逆流反應器實施該表面處理。
有利地，可經由注射該已熱或事先預加熱之氣體直接達成緻密體之溫度增加，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水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以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緻密產物形成，且該方法進一步包含緻密化該緻密產物之該至少一個層及另一緻密體層的另一步驟。
在隨附申請專利範圍中指示本發明之方法之其他實施例。
本發明之目的亦係本發明之複合材料或本發明之組合物或源自本發明方法之組合物的用途，其用於鋼處理、特定而言用於氧轉化器或電弧爐中、用於處理煙道氣體、用於處理水、用於處理廢泥渣及水、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說明將明瞭本發明之其他特徵、詳情及優勢。
實例- 實例1.-生石灰緻密體
使用«汞»型旋轉壓機Eurotab。以約30公斤0-3mm之生石灰細粒開始，將9g該等細粒連續倒入直徑為20mm之圓柱形工具之每一模具中。在400MPa之壓縮下實施壓縮，且沖頭之閉合速度為105m/s且維持時間為136ms。
獲得若干公斤圓柱形緻密體，其各自具有9g之重量及20.4mm之尺寸(直徑)。高度係13.0mm且密度係2.1。該等緻密體具有均勻品質且無宏觀缺陷，如圖解說明利用掃描電子顯微鏡(SEM)獲取之照片之圖1中所示。其由在彼此旁邊並置之粒子組成。
該等緻密體形成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35%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30,000psia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該等緻密體開始藉由連續實施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2.0%之碎裂測試指數。
碎裂測試亦係以10kg該等緻密體開始藉由連續實施4次兩米下落來實施。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3.2%之碎裂測試指數。此外，於30℃下在75%相對濕度(即22.8g/m3絕對濕度)下使0.5kg該等緻密體經受等級1加速老化測試達2h。此導致該等緻密體之質量增加1.9%。隨後以該0.5kg老化緻密體開始藉由連續實施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10.2%之碎裂測試指數，其亦慮及藉由老化測試生成之小於10mm之細粒。
實例2.-生白雲石或煅燒白雲石之緻密體
使用«汞»型旋轉壓機Eurotab。以約30公斤0-3mm之生白雲石細粒開始，將9g該等細粒連續倒入直徑為20mm之圓柱形工具之每一模具中。在400MPa之壓力下實施壓縮，且沖頭之閉合速度為105m/s且維持時間為136ms。
獲得若干公斤緻密體，其各自具有9g之重量及20.4mm之尺寸(直徑)。高度係13.0mm且密度係2.1。該等緻密體具有均勻品質且無宏觀缺陷，如圖解說明利用掃描電子顯微鏡(SEM)獲取之照片之圖2中所示。其由在彼此附近並置之粒子組成。
該等緻密體形成3.6m2/g之BET比表面積且具有36%之總汞孔體積。
以0.5kg該等緻密體開始藉由連續實施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2.2%之碎裂測試指數。
碎裂測試亦係以10kg該等緻密體開始藉由連續實施4次2m下落來實施。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。此外，於40℃下在70%相對濕度(即35.8g/m3絕對濕度)下使0.5kg該等緻密體經受等級4加速老化測試達2h。此導致該等緻密體之質量增加2.1%。隨後以該0.5kg老化緻密體開始藉由連續實施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17.9%之碎裂測試指數。
此外，於25℃下在94%相對濕度(即21.6g/m3絕對濕度)下使分佈於0.2m2表面上之10kg該等緻密體經受老化測試7h。隨後以該10kg老化緻密體開始藉由連續實施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18.5%之碎裂測試指數。
實例3.-生石灰及生白雲石之緻密體
使用«汞»型旋轉壓機Eurotab。以約30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9g此混合物連續倒入直徑為20mm之圓柱形工具之每一模具中。在400MPa之壓力下實施壓縮，且沖頭之閉合速度為105m/s且維持時間為136ms。
獲得若干公斤緻密體，其各自具有9g之重量及20.4mm之尺寸(直徑)。高度係13.0mm且密度係2.1。該等緻密體具有均勻品質且無宏觀缺陷。
該等緻密體形成2.4m2/g之BET比表面積且具有36%之總汞孔體積。
以0.5kg該等緻密體開始藉由連續實施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1.9%之碎裂測試指數。
此外，於40℃下在50%相對濕度(即26.6g/m3絕對濕度)下使0.5kg該等緻密體經受等級2加速老化測試達2h。此導致該等緻密體之質量增加2.3%。隨後以該0.5kg老化緻密體開始藉由連續實施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18.6%之碎裂測試指數。
實例4.-生石灰緻密體
使用«Titan»型旋轉壓機Eurotab。以約30公斤0-3mm之生石灰細粒開始，將23g該等細粒連續倒入直徑為26mm之圓柱形工具之每一模具中。在400MPa之壓力下實施壓縮，且沖頭之閉合速度為128m/s且維持時間為80ms。
獲得若干公斤緻密體，其各自具有23g之重量及26.2mm之尺寸(直徑)。高度係23.3mm且密度係2.1。
該等緻密體形成1.6m2/g之BET比表面積且具有34%之總汞孔體積。
以0.5kg該等緻密體開始藉由連續實施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2.3%之碎裂測試指數。
此外，於30℃下在75%相對濕度(即22.8g/m3絕對濕度)下使0.5kg該等緻密體經受等級1加速老化測試達2h。此導致該等緻密體之質量增加1.9%。隨後以該0.5kg老化緻密體開始藉由連續實施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8.7%之碎裂測試指數，其亦慮及藉由老化測試生成之小於10mm之細粒。
實例5.-含有10% Fe2O3之生石灰緻密體
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。此混合器係以連續模式使用以製備由90重量% 0-3mm之生石灰細粒及10重量% 0-50μm之預乾燥在鐵礦石粉末Northland(水含量為0.5重量%)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。此意指自最終混合物獲取之不同10g試樣之Fe2O3含量始終包含介於9%與11%(相對+/- 10%)之間。
使用«Titan»型旋轉壓機Eurotab，其另外配備有外部潤滑系統，該系統由在填充上游在每一腔之表面上沈積基於每一緻密體之重量0.02重量%硬脂酸鈣組成。以約30公斤混合物開始，將9.4g此混合物連續倒入直徑為20mm之圓柱形工具之每一模具中。在450MPa之壓力下實施壓縮，且沖頭之閉合速度為204mm/s且維持時間為70ms。
獲得若干公斤緻密體，其各自具有9.4g之重量及20.2mm之尺寸(直徑)。高度係13.0mm且密度係2.2。該等緻密體具有均勻品質且無宏觀缺陷。
該等緻密體形成1.4m2/g之BET比表面積且具有34%之總汞孔體積。
以0.5kg該等緻密體開始藉由連續實施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2.9%之碎裂測試指數。
實例6.-含有10% Fe2O3之生石灰緻密體
以與實例5中製備者相同之混合物開始，使用«Titan»型旋轉壓機Eurotab。將24g混合物連續倒入直徑為26mm之圓柱形工具之每一模具中。在450MPa之壓力下實施壓縮，且沖頭之閉合速度為128m/s且維持時間為80ms。
獲得若干公斤圓柱形緻密體，其各自具有24g之重量及26.2mm之尺寸(直徑)。高度係20.2mm且密度係2.2。
該等緻密體形成1.6m2/g之BET比表面積且具有36%之總汞孔體積。
以0.5kg該等緻密體開始藉由連續實施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2.7%之碎裂測試指數。
此外，於30℃下在75%相對濕度(即22.8g/m3絕對濕度)下使0.5kg該等緻密體經受等級1加速老化測試達2h。此導致該等緻密體之質量增加1.9%。隨後以該0.5kg老化緻密體開始藉由連續實施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8.1%之碎裂測試指數，其亦慮及藉由老化測試生成之小於10mm之細粒。
實例7.-生石灰緻密體(利用熱處理)
以實例1之生石灰緻密體開始，將1kg該等緻密體放入熱電爐中並於900℃下實施20min熱處理。
在冷卻緻密體後，隨後以0.5kg該等老化緻密體開始藉由連續實施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0.9%之碎裂測試指數。
該等緻密體形成1.2m2/g之BET比表面積且具有39%之總汞孔體積。
此外，於40℃下在70%相對濕度(即35.8g/m3絕對濕度)下使0.5kg該等緻密體經受等級4加速老化測試達2h。此導致該等緻密體之質量增加4.2%。隨後以該0.5kg老化緻密體開始藉由連續實施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2.5%之碎裂測試指數。
實例8.-生白雲石緻密體(利用熱處理)
以實例2之生白雲石緻密體開始，將1kg該等緻密體放入熱電爐 中並於900℃下實施20min熱處理。
在冷卻緻密體後，隨後以0.5kg該等老化緻密體開始藉由連續實施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1.0%之碎裂測試指數。
該等緻密體形成2.8m2/g之BET比表面積且具有40%之總汞孔體積。
此外，於40℃下在70%相對濕度(即35.8g/m3絕對濕度)下使0.5kg該等緻密體經受等級4加速老化測試達2h。此導致該等緻密體之質量增加1.7%。隨後以該0.5kg老化緻密體開始藉由連續實施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1.7%之碎裂測試指數。
實例9.-生石灰緻密體(利用表面處理)
以實例1之生石灰之緻密體開始，將1kg該等緻密體放入熱電爐中並於200℃下在20dm3/min之含有70體積%空氣、20體積% CO2及10體積%蒸汽之氣體流下實施表面處理30min。
在冷卻緻密體後，隨後以0.5kg該等老化緻密體開始藉由連續實施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1.2%之碎裂測試指數。
該等緻密體形成1.6m2/g之BET比表面積且具有35%之總汞孔體積。
此外，於40℃下在70%相對濕度(即35.8g/m3絕對濕度)下使0.5kg該等緻密體經受等級4加速老化測試達2h。此導致該等緻密體之質量增加1.2%。隨後以該0.5kg老化緻密體開始藉由連續實施4次兩米下落來實施碎裂測試。對小於10mm之細粒之量進行稱重。獲得1.5%之碎裂測試指數。
比較實例1.-生白雲石壓塊
使用具有Sahut-Conreur型輥之工業壓機。以幾噸添加有0.25%硬脂酸鈣之0-3mm之煅燒白雲石細粒開始，在2個緻密化輥之間之空隙中經由進給螺桿壓縮該等細粒。產生約20cm3壓塊，其係在約100kN/cm之線性壓力下獲得。壓塊具有約40-45g之重量及2.2之密度。該等壓塊具有高度可變品質且其具有宏觀缺陷，例如裂隙及裂縫，如圖解說明利用SEM獲取之照片之圖3中所示。其具有裸眼可見且有時碎裂成若干片之裂開平面。
該等壓塊形成3.6m2/g之BET比表面積且具有34%之總汞孔體積。
以0.5kg該等壓塊開始藉由連續實施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13.9%之碎裂測試指數。
亦以10kg該等壓塊開始藉由連續實施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13.2%之碎裂測試指數。此外，於30℃下在75%相對濕度(即22.8g/m3絕對濕度)下使0.5kg該等壓塊經受等級1加速老化測試達2h。此導致該等壓塊之質量增加1.8%。
隨後以該0.5kg老化壓塊開始藉由連續實施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50%之碎裂測試指數。
此外，於25℃下在94%相對濕度(即21.6g/m3絕對濕度)下使分佈於0.2m2表面上之10kg該等壓塊經受老化測試7h。隨後以該10kg老化壓塊開始藉由連續實施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60%之碎裂測試指數。
比較實例2.-生白雲石壓塊
以比較實例1之生白雲石壓塊開始，將1kg該等壓塊放入熱電爐中並於1,000℃下實施20min熱處理。
在冷卻壓塊後，隨後以0.5kg該等老化壓塊開始藉由連續實施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10.6%之碎裂測試指數。
該等壓塊形成2.6m2/g之BET比表面積且具有35%之總汞孔體積。
比較實例3.-生白雲石壓塊
以比較實例1之生白雲石壓塊開始，將1kg該等壓塊放入熱電爐中並於1,300℃下實施2h熱處理。
在冷卻壓塊後，隨後以0.5kg該等老化壓塊開始藉由連續實施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6%之碎裂測試指數。
該等壓塊形成0.3m2/g之BET比表面積且具有18%之總汞孔體積。
比較實例4.-來自旋轉窯之燒結岩石生石灰
使用來自旋轉爐之燒結岩石石灰，其係以10-40mm之岩石石灰石灰石開始獲得。因此，於1,200℃至1,300℃下獲得石灰，且停留時間係5-6小時。
此岩石石灰具有均勻品質且無宏觀缺陷，如圖解說明利用掃描電子顯微鏡(SEM)獲取之照片之圖4中所示。在此影像中，觀察到均勻表面，其中不可區分過烘烤岩石石灰之組成粒子。
比較實例5.-生白雲石壓塊
以比較實例1之生白雲石壓塊開始，將1kg該等壓塊放入熱電爐中並於1,400℃下實施4h熱處理。
在冷卻壓塊後，隨後以0.5kg該等老化壓塊開始藉由連續實施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3.6%之碎裂測試指數。
該等壓塊形成小於0.2m2/g之BET比表面積且具有13%之總汞孔體積。
顯而易見，本發明絕不限於上述實施例且可對其提供許多修改形式，此並不背離隨附申請專利範圍之範疇。
圖1係以100倍放大之SEM(«掃描電子顯微鏡»之縮寫)影像，其圖解說明根據本發明形成之生石灰緻密體。
圖2係以100倍放大之SEM影像，其圖解說明根據本發明形成之生白雲石緻密體。
圖3係以100倍放大之SEM影像，其圖解說明根據先前技術形成之生白雲石壓塊緻密體。
圖4係以100倍放大之SEM影像，其圖解說明源自旋轉窯之燒結岩石生石灰。

Claims (30)

  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代表雜質，基於該至少一種鈣-鎂化合物之總重量，a、b、z、t及u各自係0且50%之質量分數，x及y各自係0且100%之質量分數，x+y50重量%，該至少一種鈣-鎂化合物係至少由生石灰、生白雲石性石灰、生含鎂石灰石或自煅燒天然石灰石或白雲石所產生的煅燒白雲石製成且係呈粒子形式；及-至少一種基於鋁、矽、鐵或錳之氧化物及/或氫氧化物且其係呈粒子形式，該組合物具有基於該組合物之總重量計大於或等於20重量%之呈氧化物形式之鈣及鎂應計含量且藉由緻密化該組合物之該等粒子使其呈具有三維形狀之緻密產物形式，其特徵在於該緻密產物之該組合物進一步包含基於該組合物之總重量計0至0.3重量%之至少一種有機添加劑及該緻密產物具有小於10%之碎裂測試指數。
  2. 如請求項1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-鎂化合物所具有之質量分數使得x+y60重量%。
  3. 如請求項1或2之組合物，其中該緻密產物具有小於8%之碎裂測試指數。
  4. 如請求項1或2之組合物，其中基於該組合物之總重量，該呈氧化物形式之鈣及鎂應計含量大於或等於40重量%。
  5. 如請求項1或2之組合物，其具有大於或等於0.4m2/g之比表面積，其係在真空下在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ISO 9277：2010E標準中所述之多點BET方法計算。
  6. 如請求項1或2之組合物，其具有大於或等於20%之總孔體積，其係根據ISO 15901-1：2005E標準之第1部分藉由利用汞侵入之孔隙度法測定。
  7. 如請求項1或2之組合物，其中該緻密產物在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2h後，其具有小於20%之碎裂測試指數。
  8. 如請求項1或2之組合物，其中該緻密產物在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2h後，其具有小於20%之碎裂測試指數。
  9. 如請求項1或2之組合物，其中該緻密產物在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2h後，其具有小於20%之碎裂測試指數。
  10. 如請求項1或2之組合物，其中該緻密產物在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2h後，其具有小於20%之碎裂測試指數。
  11. 如請求項1或2之組合物，其中該有機添加劑係黏合劑或潤滑劑。
  12. 如請求項1或2之組合物，其中該至少一種鈣-鎂化合物之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之大小且在緻密化之前具有小於或等於7mm之粒子大小d100。
  13. 如請求項1或2之組合物，其中該至少一種鈣-鎂化合物之該等粒子在緻密化之前具有小於或等於3mm之d90。
  14. 如請求項1或2之組合物，其中該至少一種鈣-鎂化合物之該等粒子在緻密化之前具有小於或等於1mm之d50。
  15. 如請求項1或2之組合物，其中該緻密產物具有選自丸粒、小片、壓縮小片、壓塊、小板、卵石及«肥皂棒»形狀之群之規則且均勻之形狀，即經由乾燥途徑藉由使細粒成型之方法獲得之產物的特性，且該等緻密體具有包含介於10mm與100mm之間之大小。
  16. 如請求項1或2之組合物，其中該緻密產物具有至少1g之每緻密體平均重量。
  17. 如請求項1或2之組合物，其中該緻密產物具有小於或等於200g之每緻密體平均重量。
  18. 如請求項1或2之組合物，其中該緻密產物具有包含介於1.5與3之間之表觀密度。
  19. 如請求項1或2之組合物，其中該緻密產物包括通孔。
  20. 如請求項1或2之組合物，其中基於簡單目視檢查、在光學顯微鏡下檢查或另外利用掃描電子顯微鏡(SEM)檢查，該緻密產物無巨觀缺陷(macrodefect)。
  21. 一種製造呈緻密產物形式之如請求項1至20中任一項之組合物之方法，其包含以下步驟：i)在介於兩個具有包含介於1cm2與40cm2之間之截面之沖頭之間的限制空間中，提供至少包含至少一種鈣-鎂化合物之粒子的粒子組合物，其中該化合物係至少由生石灰、生白雲石性石灰、生含鎂石灰石或自煅燒天然石灰石或白雲石所產生的煅燒白雲石製成且符合式aCaCO3.bMgCO3.xCaO.yMgO.zCa(OH)2.tMg(OH)2.uI，其中I代表雜質，基於該鈣-鎂化合物之總重量，a、b、z、t及u各自係0且50%之質量分數，x及y各自係0且100%之質量分數，x+y50重量%，及至少基於鋁、矽、鐵或錳之至少一種氧化物及/或氫氧化物之粒子，其中該組合物具有基於該組合物之總重量計大於或等於20重量%之呈氧化物形式之鈣及鎂應計含量，該組合物進一步包含基於該組合物之總重量計0至0.3重量%之至少一種有機添加劑，ii)藉由施加包含介於200MPa與700MPa之間之緻密化壓力緻密化該等粒子用於形成具有三維形狀之緻密產物，iii)釋放該緻密化壓力，及iv)自該限制空間逐出該緻密產物，其中該緻密產物具有小於10%之碎裂測試指數。
  22. 如請求項21之方法，其在該提供步驟之前包含混合該等粒子以獲得均勻粒子組合物的步驟，其中該等粒子均勻分佈於該粒子組合物中。
  23. 如請求項21或22之方法，其中藉助潤滑步驟事先潤滑限制於該兩個沖頭之間之該空間，在該潤滑步驟期間，在限制於該兩個沖頭之間之該空間之表面上沈積呈粉末形式之潤滑劑，該呈粉末形式之潤滑劑與該粒子組合物之該等粒子一起緻密化。
  24. 如請求項21或22之方法，其中隨後將該緻密產物在介於700℃與1,200℃之間熱處理包含介於1及90分鐘之預定時間段。
  25. 如請求項24之方法，其中將該緻密產物於超過800℃下且於小於1,100℃下熱處理。
  26. 如請求項21或22之方法，其進一步包含如下步驟：視情況在熱處理後，在含有CO2及水蒸汽之氣體流下於大於或等於50℃且小於或等於700℃之溫度下將該收集之緻密產物表面處理介於5至60分鐘之時間段。
  27. 如請求項26之方法，其中該氣體流具有介於5體積%及25體積%之水蒸汽濃度。
  28. 如請求項26之方法，其中該氣體流在該氣體中具有介於5體積%至40體積%之CO2濃度。
  29. 一種如請求項1至20之組合物的用途，其用於鋼處理、用於處理煙道氣體、用於處理水、用於處理廢泥渣及水、用於農業、用於建築工業及土木工程中。
  30. 一種源自如請求項21至28之方法之組合物之用途，其用於鋼處理、用於處理煙道氣體、用於處理水、用於處理廢泥渣及水、用於農業、用於建築工業及土木工程中。
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