用作例如堿化劑(堿水替代品),用于地基加固或者用作填料/顏料的堿性產品的生產方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及用作例如堿化劑（堿水替代品），用于地基加固或者用作填料/顏料的 堿性產品的生產方法。原料可以是灰，焙燒的堿性產品，礦物，有機固體和其它固體如顏料 和纖維，塑料，橡膠等。
[0002] 具體來說，該方法涉及用于進一步產品生產的發電站灰、礦物質如大理石和固體 的節能循環和規定改進。 現有技術
[0003] 至今為止，工業灰和焚燒灰之類的物質主要用作廢料用于建筑和水泥工業。但是， DE 10 2005 029500 A描述到通過間接使用高堿金屬氧化物和堿土金屬氧化物含量，在紙 循環和木槳漂白中可以使用再循環灰代替堿水作為堿化劑。
[0004] 由于灰之類的原料的材料性質，它們含有大量重要組分如Ca0、Mg0、Al20 3和Na 20， 廢物產品再循環到將重新引入工業工藝（例如紙處理和木材處理）、地基加固中或用作填 料/顏料的堿性產品中將是具有經濟和生態意義的。
[0005] 但是，必須進行處理等操作，因為它們所具有的顆粒尺寸，原料會對處理過程造成 負面影響。對于原料如工業灰和焚燒灰、無機或有機固體以及礦物之類的原料的再循環，至 今采用常規方法，特別是用常規研磨機器如球磨機在濕法工藝中進行研磨。但是，至今為 止，由于需要高能量，原料的再循環是不經濟的。
[0006] 但是，常規研磨方法的另一個問題是，特別是在濕磨方法中，由于研磨工具的磨 損、研磨區中的沉積和/或結塊或設備的堵塞經常出現工業問題和高停機時間。
[0007] 當使用吸濕材料如灰或焙燒堿性產品時，該問題明顯加重，這些吸濕材料容易形 成團聚體，或者甚至造成這些物質無法再循環。
[0008] 常規濕法工藝的另一個問題是它們在大氣條件下進行，其中很難避免空氣進入研 磨區中，因此在研磨過程之后立即發生顆粒的逆反應（再團聚）。這種逆反應導致團聚體的 形成增多，使得目前無法實現堿性產品的規定粒度和均勻的粒度分布，或者只能通過花費 高能量（例如通過其它處理步驟）來實現。尤其是，不利的是由于逆反應，新產生的顆粒表 面同時喪失其反應性。
[0009] 因此，按照常規方法生產的堿性產品的品質低，只能有限程度地重新引入工業方 法中。
[0010] 至今為止，這些情況妨礙了大量原料有效地再循環用作可市場化堿性產品并對其 進一步處理成為終產品。
[0011] 發明詳述
[0012] 針對發明背景，本發明的目的是提供一種生產堿性產品的方法，所述堿性產品具 有規定的粒度、均勻的分布和高反應性，因此能整合到工業方法中同時不會由于使用高能 量而造成不經濟。
[0013] 通過權利要求1的特征限定的方法實現該目的。本發明的有益改進見從屬權利要 求。
[0014] 本發明是基于這樣的理念：對顆粒進行節能壓碎，其中在即將進行壓碎之前使顆 粒與特定劑量的添加劑混合。假設通過壓碎而新鮮破碎的顆粒在壓碎時具有最大的可能表 面以及最高的可能的反應性表面面積數值，就地（即原位）與添加劑進行自發反應，進行合 成。在這方面，假定避免了由于在所得表面上不受控的反應而發生的逆反應（再團聚）。還 假定利用本發明的方法，實現堿性產品受控的與應用相關的性質，也可以用于特定的二次 反應，例如結晶。
[0015] 通過深入研宄，發明人已經開發了一種適用于節能地生產具有規定粒度的高品質 堿性產品的方法。
[0016] 在此方面，依據ISO 13320測定干顆粒的平均粒度，對于濕顆粒的平均粒度測定， 使用利用含該產品的常規水性漿液的X射線吸收的沉降方法，所述水性漿液通常通過乙醇 稀釋被設定在可測量的稠度，以防止小顆粒溶解。
[0017] 通常，灰的平均密度為3. Og/cm3,對于液相，由于高度稀釋，采用的是乙醇的數據 (密度 〇· 7764g/cm3,粘度 0· 9144mPa · s)。
[0018] 在下文中將更詳細地描述該方法。
[0019] 在本發明范圍內，反應性應理解為物質在其與該物質所處的介質的表面處進行自 發反應或成鍵的能力。反應性表面越大，物質的反應性越高。
[0020] 在本發明術語中，逆反應（也稱為再團聚）應理解為一種過程，在該過程中物質在 研磨過程后立即喪失由于研磨處理帶來的狀態。在逆反應中，例如，由于研磨處理產生的表 面會喪失其活性，例如通過與研磨介質反應喪失其活性，或者通過反復形成團聚體喪失其 活性。
[0021] 在本發明方法中，原料可以作為水性溶液，例如作為懸浮液，分散體或乳液提供， 或者以干狀態提供，按照圖2中描述，可以調節壓力，原料的溫度或干含量，以及向原料中 添加添加劑如二氧化碳或試劑。
[0022] 優選地，以干狀態提供原料，例如通過吹風機循環原料來進行溫度和/或干含量 的設定。為此目的，在空氣或空氣/氣體氣氛中提供原料，優選使用含〇) 2的氣體。
[0023] 原料是所有顆粒形式的原料，本發明方法特別適用于吸濕性原料。
[0024] 尤其是，原料可以再循環，原料可以選自一種或多種焙燒堿性產品，無機物質，有 機物質，礦物質和灰，特別是紙灰。
[0025] 所述灰包括所有類型的焚燒灰和工業灰，特別優選的灰是具有高含量CaO、MgO、 Al203、Na20的灰，例如具有低惰性物質含量（例如SiO 2)和/或低重金屬含量的紙灰或木灰。 根據本發明，紙灰包含來自紙/紙板以及例如它們熱后處理之后的殘余物質和殘余物再循 環得到的灰。依據本發明，所述灰進一步包括來自燃燒工藝的灰，所述燃燒工藝在低于或高 于850°C的溫度下進行。此外，灰可以優選以水懸浮液的形式存在。
[0026] 原料還可以包含礦物質、無機和/或有機固體。無機物質優選包括焙燒物質（燒 制或再燒的焙燒物質），特別優選是大理石或焙燒粘土。有機物質優選包括顏料、纖維、塑 料、橡膠、豆類和其它固體。礦物質優選包括未燃、燃燒或燒結的礦物質，特別優選的是大理 石，粘土或含粘土物質，氧化鈣，氫氧化鈣，氧化鎂，以及含這些礦物的物質。依據本發明的 原料可以是兩種或更多種上述原料的混合物，如圖2中列于原料條目下的。優選的是與灰 的混合物。
[0027] 原料以顆粒形式提供，依據本發明，以顆粒形式提供物質意味著原料為任何形態 的顆粒形式，優選顆粒的平均粒度為〇· 01 ym-lOmm，特別優選為0· I ym-10mm，更優選為 0. 1 μ m-lmm，按照下文在細部分和最細部分分離中所述的方法確定干顆粒和濕顆粒的平均 粒度。
[0028] 優選地，任選地對原料顆粒補給添加劑，例如CO2，含CO2的氣體或試劑，將它們預 壓碎，得到預定的破裂點和極細裂紋，由此本發明方法在能量利用和顆粒壓碎中更加有效。
[0029] 在圖2中，該選擇表現為將添加劑加入到原料中，然后對原料進行預壓碎。
[0030] 利用相對旋轉的轉子通過干法和濕法壓碎原料顆粒，具體的裝置內部設置取決于 待研磨的材料。由此，以干形式，優選在高空氣流下，在振動傳遞介質中，在高頻壓力脈沖壓 碎機（下文中稱為HFPI或HFPI壓碎機）中使用無向壓力脈沖產生高頻壓力脈沖（例如大 于8kHz的頻率），然后進行原位分離，如圖2中稱為"HFPI壓碎機和原位分離"。
[0031] 在HFPI壓碎機中，通過壓力波以非接觸方式壓碎原料顆粒。高頻沖擊壓力波前 (例如頻率大于8kHz)應理解為壓力波或壓力脈沖。通過使用壓力波，固有頻率分裂、晶體 水分裂和顆粒之間振蕩的相互刺激有助于壓碎待研磨材料并增加待研磨材料的微孔隙率。 利用壓力波壓碎的操作在振動傳遞介質中進行。
[0032] 例如，在DE 102 59 456 Al中描述了這種非接觸研磨或破碎工藝，其中脈沖時間 小于10 μ S的沖擊壓力波前（壓力波）和大于8kHz的后續頻率對顆粒進行沖擊。在該方 法中，后續頻率可以改變。進一步的詳細內容參見DE 102 59 456 A1。
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