混合的鈣和鎂化合物及其生產方法
【專利摘要】一種用于生產混合的鈣和鎂化合物的方法，所述方法包括利用氫氧化鎂懸浮液來熟化生石灰，形成固體顆粒，所述熟化通過非濕法進行形成所述固體顆粒，所述固體顆粒包括彼此緊密結合且具有均一體積分布的鈣相和鎂相；以及一種包括鈣相和鎂相的混合的化合物。
【專利說明】混合的鈣和鎂化合物及其生產方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及混合的鈣和鎂化合物及其制造方法。

【背景技術】
[0002] 在文獻US5, 422, 092和EP0623555中公開了混合的鈣和鎂化合物，它們記載了通 式為Ca^M2+X(OH) 2的復合材料，其中，M可表不選自所引述金屬的列表中的鎂。這些復合 材料以金屬氫氧化物的固體溶液而獲得，例如處于晶體結構的氫氧化鈣，鎂或其它金屬來 替代鈣原子。相反地，也可獲得氫氧化鎂的固體溶液，其中，處于晶體結構的鎂原子被鈣原 子所替代。
[0003] 為了得到這種復合材料，將金屬，例如鎂以氯化鎂的形式加入到氫氧化鈣的懸浮 液中（例如，熟石灰的懸浮液中），于120°C的高壓釜中持續2小時。
[0004] 熟石灰由固體顆粒組成，主要是分子式為Ca(OH)2的二氫氧化鈣并且是用水熟化 生石灰的工業結果，該反應也被稱為水合作用。該產物也為命名為水合石灰。在下文中，二 氫氧化鈣將被簡稱為氫氧化鈣。
[0005] 根據施用的過量水的量，存在從初始生石灰工業得到熟石灰的許多可能性（特別 參見，Boynton, R. S.，Chemistry and Technology of Lime and Limestone, second ed. , New York ;Wiley, 1980, xii, pp. 327-328)。熟化模式還確定熟石灰呈現的形式：干水合物、泥 漿、懸浮液/石灰乳狀液。
[0006] 在"利用干法"的熟化模式中，加入的水量是受限于熟化反應所需的量，并且因為 該反應的放熱性質，隨著蒸汽所損失的量而增加。通過排出水合器，所得的產物是粉末狀的 并且通常包括至少2%的殘余未水合的CaO,以及小于2%的濕度，且最大濕度為4%。在用 于控制粒度的可選步驟，但沒有任何初步干燥和去結塊步驟的情況下，它可被包裝并直接 出售。
[0007] 在前述熟化模式的替代中，根據WO 97/14650通過大大過量水可實現該水合作 用。在該情況下，所得到的水合物含有約15質量％至30質量％的濕度。由于該濕度，在儲 存和運輸之前，該水合的石灰需要干燥和去結塊步驟。在生產線中增加干燥/去結塊步驟 的缺點通過在反應期間使用過量水使得水合物比表面積和孔隙體積提高的事實來得到補 償，該水合物隨后可憑借這些特征被用在具體的應用中，特別是用于處理酸性氣體。根據WO 97/14650,該熟化模式也將被稱為利用"半干法"的熟化模式。
[0008] 在"利用濕法"的熟化模式中，與用于熟化反應嚴格所需的量相比，加入的水量是 極大過量。隨后得到"石灰乳狀液"，即熟石灰顆粒的水性懸浮液。
[0009] 當用于熟化反應的水量是稍微少量時，所得到的產物是漿狀，并且其被稱為"利用 漿法"（石灰膏）的熟化。
[0010] 在本文中，除了利用濕法的熟化模式和利用漿法的熟化模式外，"利用非濕法"的 熟化模式將選定為這樣的熟化模式：其分類到利用干法的熟化模式，利用半干法的熟化模 式和任何在兩者之間的中間的途徑（所得到的水合物具有在2%和15%之間的濕度）。
[0011] 生石灰是指主要由氧化鈣CaO的化學成分的礦物固體材料。生石灰通常通過石灰 石的煅燒而得到，其中，石灰石主要由CaCO 3組成。生石灰含有小百分比的量的雜質，例如， 諸如氧化鎂MgO、二氧化硅SiO2或進一步的氧化鋁Al 2O3等化合物。應當理解的是，這些雜 質被表示在前述形式中，并且現實中可呈現為不同的相。其通常還含有被稱為未燃燒的小 百分比的殘余的CaC0 3。
[0012] 除了石灰巖礦床（分子式CaCO3的碳酸鈣）之外，存在白云石礦床（分子式為 CaCO3 ^MgCO3的混合碳酸鈣和碳酸鎂）或任何其它混合的碳酸鈣和碳酸鎂。正如石灰石一 樣，可煅燒白云石或其它前述混合的碳酸鹽，從而產生分子式為CaO · MgO的生白云石或任 何其它混合氧化鈣和氧化鎂。在相同方式下，對于生石灰，當生白云石或其它前述的混合的 氧化物被放入與水相接觸時，將啟動水合反應。然而，已知的是，氧化鎂的反應性大大低于 非常親水的生石灰的反應性。與生石灰的水合作用相比，這些活潑化合物的水合作用是大 大復雜的。
[0013] 為此原因，在大多數的情況下，利用干法工業產生的水合的白云石或任何其它混 合的氫氧化鈣和氫氧化鎂事實上為含有不可忽視量的殘余的非水合的MgO的白云石半水 合物或任何其它前述混合的氫氧化物。上述的白云石半水合物通常由分子式Ca(OH) 2 ^MgO 或Ca(OH)2 ^Mg(OH)2 ^MgO來表示，這取決于氧化鎂的水合水平。其它前述的混合氫氧化物 具有相同類型的分子式，但是具有不同的鈣/鎂摩爾比。
[0014] 為了克服該生白云石或任何其它前述活潑化合物的低反應性，相對于為了得到完 全水合的產物（通式為Ca(OH) 2 ^bMg(OH)2)的水而言，借助于明顯大于干熟化的水的量 的量和/或高于生石灰的標準水合反應發生的較高溫度，來該生白云石或任何其它前述的 生化合物水合作用之前，對其進行研磨，或者甚至進行水熱反應，即，高溫下的加壓的水合 作用（在蒸汽中，7-13巴，115-165°C)(Boynton，pp 325-326)。完全水合的該類型的白云 石產物被已知為類型S，與類型N相反，類型N表示正常的，S卩，部分水合的白云石水合物 (0ates,J A H1Lime and Limestone, ffeinheim:ffiley-VCH, 1998, pp. 222-223) 〇
[0015] 在每個情況下，這些安全的方法是復雜的并且昂貴的，且存在部分MgO未被完全 水合的風險。
[0016] 無論其是否是完全或半水合的白云石或任何其它前述的混合的氫氧化物，產物中 Ca/Mg比例是恒定的并且對應于初始粗白云石或任何其它前述混合的碳酸鹽的Ca/Mg摩爾 比例。
[0017] 相同 申請人:的文獻EP 0558522提供了從白云石生產鈣和鎂氫氧化物，其中，Ca/ Mg比例因此被設定且接近于1，其中，為了被完全水合，其首先被精細地研磨，并且隨后用 過量水在高溫下（>80°C)進行水合（一方面為水和另一方面為CaO和/或MgO之間的質量 比例為2. 5)。
[0018] 初始白云石混合的化合物具有大于35m2/g的比表面積以及小于50wt%的濕度水 平。在選自乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和它們的混合物的 添加劑的存在下，得到該產物。另一方面，該文獻并未提及所得到孔隙體積。
[0019] 文獻US 3,869,299公開了一種在大氣壓下生產完全水合的白云石的方法。該 方法借助于大大過量的熱水（利用濕法的水合而得到白云石乳狀液）（50-100°C，優選 90-KKTC)和基于硼的添加劑的使用。該水合作用持續時間可高達10小時。由于這些是 天然白云石，所以Ca/Mg比例是恒定的，并且系統上接近于等摩爾量。
[0020] 與未加入基于硼的化合物進行的相似水合作用相比，在水合作用期間，基于硼的 化合物的加入允許單獨氫氧化鎂的孔隙率和比表面積的發展。
[0021] 對于各種應用，存在對于工業規模的完全水合的混合的鈣和鎂水合物的需求，其 中，組成（鈣和鎂比例）是可控的，并且是可變動的，其中，鈣和鎂化合物是緊密地結合的。 這些水合物是結合有CaO、CaC0 3、A1203、Si02、Fe2O 3等雜質的混合的鈣和鎂氫氧化物。
[0022] 更具體地，本發明涉及一種用于制造鈣和鎂混合的化合物的方法，該方法包括用 水性介質來熟化生石灰熟化,形成固體顆粒。
[0023] 這種方法從文獻SU1065341中已知，對于該文獻，其描述了一種在不含氯的廢水 和Mg(OH) 2的存在下，生石灰和水的水合作用來制備石灰懸浮液。Mg(OH)2被用于i)即使 在較少的反應性顆粒下，在水合作用反應開始時，通過限制熱的演變降低活化CaO的損失， 并且促進CaO顆粒的徹底水合作用；ii)降低懸浮液的粘度，以及iii)降低在所得到的懸 浮液中的雜質的濃度。在使生石灰水合之前，將Mg(OH) 2以在源石灰中CaO的可利用的質 量的3%至9%的量加入到水合作用的水中。在實施例中所使用的石灰是僅含有72%可利 用的CaO的高度不純的石灰，剩余部分為不活化的CaO、CaCO 3和雜質。
[0024] 這種方法例如從文獻W098/51614中已知，W098/51614描述了這種混合的化合物 的不同的生產途徑，目的是提供一種加速的方案，并且因此，與用于處理這些水的標準氫氧 化鎂的懸浮液所獲得的捕獲相比，改進了廢水中酸、金屬和陰離子的捕獲。相關方案為使用 基于Mg (OH) 2的質量加入5至30 %的鈣化合物，即Ca (OH) 2來修飾鎂化合物，諸如Mg (OH) 2 的懸浮液。
[0025] 如之前所提及的，通過不同的方式可獲得該修飾的懸浮液。首先，所述的途徑之 一是在壓力下，在強制性添加劑的存在下，將鈣源和鎂源（即，MgO和CaO)的混合物一起水 合。在穩定之后，進行過濾和去結塊，獲得基于組合物的總重量，含有55%至65%的干材料 的懸浮液。
[0026] 接下來，另一所述的途徑包括在大氣壓力下，通過強制性添加劑，對鈣源和鎂源， 諸如MgO和CaO的混合物進行極長持續時間的水合。
[0027] 最后，描述最后一個途徑，其中，通過混合鈣源CaO和預先制備的Mg(OH)2稀釋的 鎂懸浮液來得到混合的化合物，其中，該鎂懸浮液通過本領域已知的用于生產Mg(OH)J^i 何技術來制備，并且該鎂懸浮液基于該懸浮液的總重量，該鎂懸浮液含有50-60wt%的固體 部分。在加入CaO源之后，攪拌該懸浮液以允許CaO源的水合作用，以及形成Ca(0H) 2。
[0028] 該文獻僅有實施例1描述了通過Ca (OH) 2的存在下，改性的這種Mg (OH) 2懸浮液的 生產，其它實施例描述了該懸浮液用于處理水的應用。
[0029] 然而，該文獻并沒有公開得到粉末狀態的干混合的化合物，所得到的化合物總是 以懸浮液被公開。
[0030] 然而，已經發現，存在以簡單且廉價的方法來生產鈣和鎂混合的化合物的需要，其 基本上呈現為粉末的干氫氧化物，具有小于30wt %的濕度，該化合物例如，可被用作阻燃 齊U，并且對于該化合物，Ca/Mg比例是可變的且可控的，并且同時根據預期的應用具有比表 面積和可控的孔隙體積。


【發明內容】

[0031] 本發明的目的是提供一種方法來克服現有技術中的缺點，該方法允許生產具有可 變且可控的Ca/Mg比例以及具有可控的比表面積和孔隙體積的混合的鈣和鎂化合物，該方 法降低能量消耗，并且并不需要任何的具體的基礎設施，從而降低化合物的成本，以允許廣 泛的應用，包括應用到具有較小附加值的領域。
[0032] 為了解決該問題，如開頭所述的，根據本發明提供了一種方法，其特征在于，所述 水性介質為氫氧化鎂懸浮液，并且固體顆粒是通式為XCa(OH) 2 · yMg(0H)2 · zl的混合的化 合物的顆粒，所述固體顆粒包括彼此緊密結合且具有均一體積分布的鈣相和鎂相，其中，X， y和z為重量分數，其中，基于所述混合化合物的總重量，x+y在88wt%和100wt%之間，其 中，I表示雜質。
[0033] 因此，根據本發明所預期的方案由在常規水合器中，通過Mg(OH)2的懸浮液利用非 濕法來熟化生石灰組成。與先前所述的基于完全水合的鈣和鎂生產混合的化合物的方法相 t匕，該方案具有多種優勢。事實上，其提供了在生產水合物中以可控的方式改變Ca/Mg比例 的可能性。另一方面，由于通過原始白云石的組成而設定Ca/Mg比例，所以在白云石水合物 中，該比例是恒定的。
[0034] 此外，根據本發明的方法，鎂已經處于氫氧化物的形式。因此，熟化僅僅涉及氧化 鈣，與MgO難以水合作用不同，氧化鈣在水的存在下具有很高的反應性。
[0035] 在熟化CaO以形成Ca(OH)2期間，在不存在晶格的任何替換下，Mg(OH) 2的顆粒被 并入在形成的氫氧化鈣中。
[0036] 根據本發明的方法還提高了兩種氫氧化物的比表面積和孔隙體積的靈活性，完全 水合的白云石的比表面積和孔隙體積通常分別僅為約15m 2/g至25m2/g和約0. 05cm3/g至 0· 15cm3/g〇
[0037] 在下文中，"比表面積"或"BET比表面積"是指通過氮吸附測壓法測量以及通過BET 方法計算的比表面積，另一方面，"孔隙體積"或"BJH孔隙體積"是指通過氮吸附測壓法測 量以及通過BJH方法計算的具有17至丨，000A的孔隙的體積。顆粒的尺寸通過激光粒度測 定法來測定。
[0038] 有利地，根據本發明的方法包括在生石灰進行所述熟化之前，所述氫氧化鎂懸浮 液通過將基于所述氫氧化鎂懸浮液的重量在lwt%和55wt%之間的預定量的氫氧化鎂懸 浮在水中來制備。
[0039] 可替代地，從商購氫氧化鎂乳狀液或稀釋的或沒有稀釋的商購氫氧化鎂乳狀液來 獲得提供用于生石灰的熟化反應的氫氧化鎂乳狀液。
[0040] Mg (OH) 2乳狀液或懸浮液是固體Mg (OH) 2顆粒的水性懸浮液。其干材料含量能夠 1界1:(%和55￥1:(%之間，優選在5￥1: (%和53￥1:(%之間，優選在1〇￥1:(%和4〇￥1:(%之間，并且更有 利地在20wt%和30wt%之間大大變動。
[0041] Mg(OH)2是常見以乳狀液或粉末來出售的工業產品，其源自于這種乳狀液的分離 和干燥。
[0042] 根據本發明的方法中所使用的氫氧化鎂乳狀液的固體部分含有至少88wt%，尤 其至少9〇￥丨％，優選至少92?丨％，并且有利地至少95?丨％的1%(0!1) 2，剩余的為雜質化&0、 A1203、Si0 2、Fe2O3…）和MgO,其中，MgO的含量小于2wt%，有利地小于1%，并且優選小于 0· 5wt % ο
[0043] 氫氧化鎂乳狀液的固體部分的比表面積為在5m2/g和15m2/g之間，優選在5m 2/g和 IOmVg之間，有利地在6m2/g和8m2/g之間。其孔隙體積為0. 02cm3/g和0. 05cm3/g之間，優 選在0. 02cm3/g和0. 04cm3/g之間，并且有利地在0. 02cm3/g和0. 03cm3/g之間。該固體成 分具有在5 μ m和20 μ m之間，優選〈15 μ m，有利地〈10 μ m的d9Q，以及在2 μ m和10 μ m之 間，優選〈8 μ m，有利地〈5 μ m的d5。。
[0044] 標記dx表示以μ m表示的直徑，測量的顆粒的相對X%是較小。
[0045] 在具體的實施方式中，生石灰的所述熟化利用干法來完成。
[0046] 在本發明的其它【具體實施方式】中，生石灰的所述熟化通過半干法來完成，并且隨 后進行干燥和去結塊步驟。
[0047] 根據本發明的方法有利地進一步包括用于粒度截留的步驟。
[0048] 根據本發明的方法的尤其有利的實施方式中，基于氫氧化鎂乳狀液的總重量，所 述氫氧化鎂的量在5?1:(%和53￥1:(%之間，優選在1〇￥1:(%和4〇￥1: (%之間，尤其在2〇￥1:(%和 30wt%之間。
[0049] 此外，在尤其有利的實施方式中，所述生石灰由尺寸在10 μ m和IOmm之間，優選完 全穿過5mm篩，并且更尤其穿過2mm篩的尺寸的顆粒組成。
[0050] 在另一實施方式中，所述水性介質進一步包括選自增加所述混合的化合物的 Ca(OH)2顆粒的比表面積的添加劑（諸如醇、胺等）的組中的添加劑。
[0051] 例如，這些添加劑選自乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇 胺和它們的混合物。
[0052] 在具體的實施方式中，所述水性介質包括脂肪酸類的添加劑，尤其是硬脂酸鹽，并 且更有利地為硬脂酸鈣。事實上，在根據本發明的混合的化合物預期的特定應用中，尤其用 作為聚合物中的填充劑，并且尤其作為聚合物中的阻燃劑，諸如，添加劑通常用作表面活性 劑或偶聯劑。它們需要用于處理表面的電荷以增加電荷和聚合物基質的兼容性。
[0053] 在制備聚合物部分的方法的獨立步驟中，通常將這些偶聯劑加入到填充劑中來利 用填充劑和偶聯劑之間的強烈混合。根據本發明，這些偶聯劑可被加入到強氧化鎂懸浮液 中，其用于實現在合成目的在于用作填充劑的根據本發明的混合的化合物期間的原位表面 處理。
[0054] 在所附權利要求書中示出了根據本發明的混合的化合物的其它實施方式。
[0055] 本發明的目的還在于一種粉末狀混合的化合物，包括處于固體粉末形式的鈣相和 鎂相，其特征在于，其通常具有通式XCa(OH) 2 · yMg(0H)2 · zl，其中，所述鈣相和所述鎂相緊 密地結合并且具有均一體積分布，其中，X，y和z為重量分數，其中，基于所述混合的化合物 的總重量，乂+7在88￥1: (%和10〇￥1:(%之間，其中，1表示雜質
[0056] 根據本發明的混合的化合物，顆粒的尺寸d97小于250 μ m，優選地小于200 μ m，有 利地小于90 μ m，更尤其小于60 μ m。
[0057] 有利地，根據本發明的混合的化合物處于干水合物的形式，基于所述混合的化合 物的總重量，該干水合物具有小于4wt %，優選小于2wt %，更優選小于Iwt %的相對濕度水 平。
[0058] 根據本發明的為干水合物形式的混合的化合物中，基于化合物的總重量，Mg(OH)2 含量為0. 4wt %和48wt %之間，優選在0. 5wt %和43wt %之間，更具體地在0. 6wt %和 40wt %之間，并且基于混合的化合物的總重量，Ca(OH)2含量為40wt %和99. 6wt %之間，優 選在45wt %和99. 5 %之間，更尤其在48wt %和99. 4wt %之間。
[0059] 在該情況下，在根據本發明的混合的化合物中，基于Ca(OH)2的質量，Mg(OH) 2比例 為在0. 4%和120%之間。優選地，該比例為5%和80%之間，尤其在10%和60%之間，并 且在具體的情況下，在30 %和50%之間。相反地，基于Mg (OH)2的質量，Ca(OH)2比例為在 80%和2, 5000%之間。優選地，該比例為125%和2, 000%之間，尤其在165%和1000%之 間，并且在具體的情況下，在200%和350%之間。
[0060] 有利地，根據本發明的干水合物具有在5m2/g和20m2/g之間，優選大于10m 2/g，并 且尤其在13m2/g和17m2/g之間的BET比表面積。
[0061] 具體地，根據本發明的干水合物具有在0. 02cm3/g和0. lcm3/g之間，優選大于 0. 03cm3/g，并且有利地在0. 04cm3/g和0. 07cm3/g之間的BJH孔隙體積。
[0062] 根據本發明的替代例中，基于所述混合的化合物的總重量，對于濕水合物的混合 的化合物具有在15wt%和30wt%之間，優選大于17wt%或有利地大于19wt%的濕含量，并 且在干燥之后，混合的化合物含有小于4wt %，優選小于2%或甚至小于1 %的濕度。
[0063] 有利地，基于化合物的總重量，根據本發明利用半干法獲得的混合的化合物以干 基計具有在0. 8wt %和58wt %之間，優選在0. 9wt %和53wt %之間的Mg (OH) 2含量；并且基 于混合的化合物的總重量，具有在30wt %和99. 2wt %之間，優選在35wt %和99. Iwt %之間 的Ca(OH)2含量。
[0064] 在該情況下，在根據本發明的混合的化合物中，基于Ca(OH)2的質量，Mg(OH) 2比例 為在0. 8%和200%之間。優選地，該比例為5%和80%之間，尤其在10%和60%之間，并 且在具體的情況下，在30 %和50%之間。相反地，基于Mg (OH)2的質量，Ca(OH)2比例為在 50%和12, 500%之間。優選地，該比例為125%和2, 000%之間，尤其在165%和1000%之 間，并且在具體的情況下，在200%和350%之間。
[0065] 更具體地，根據本發明利用半干法獲得的化合物具有在20m2/g和50m 2/g之間，優 選大于或等于25m2/g，并且大于或等于30m2/g，尤其大于或等于35m2/g的BET比表面積。 [0066] 優選地，在尤其有利的實施方式中，根據本發明的半干法的混合的化合物具有 0. IOcmVg和0. 25cm3/g之間，優選大于或等于0. llcm3/g，并且有利地大于或等于0. 13cm3/ g，尤其大于或等于0. 15cm3/g的BJH孔隙體積。
[0067] 在所附權利要求書中示出了根據本發明的混合的化合物的其它實施方式。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0068] 根據下文非限制性的描述并且參照附圖和實施例，本發明的其它特征、細節和優 勢將更加明顯。
[0069] 圖1為示出了記錄實施例1和實施例3至實施例6的產物的熱重量曲線的圖（溫 度為20至950°C，斜度為2°C /min，空氣中）。
[0070] 圖2為示出了記錄實施例7至實施例9的產物的熱重量曲線的圖（溫度為20至 950°C，斜度為5°C /min，空氣中）。

【具體實施方式】
[0071] 在附圖中，相同或相似的元件用相同的附圖標記來表示。
[0072] 根據本發明的方法可以以總結如下的不同的連續步驟來描述：
[0073] i)制備Mg(OH)2乳狀液，可選地以獨立的方式制備；
[0074] ii)利用由此制備的Mg(OH)2乳狀液來水合生石灰；
[0075] iii)在用過量水進行熟化的情況下，對該產物可選地進行干燥和可選地進行去結 塊化；
[0076] iv)控制粒度。
[0077] 用于水合生石灰的步驟ii)在利用干法來熟化生石灰的足夠標準的水合器中進 行。
[0078] 在根據本發明的方法中，水合器可為單級水合器或多級水合器，其中，單級水合器 由裝配有中心軸和攪拌葉片的單一水平圓柱形反應器組成，該反應器也可提供或不提供用 作預攪拌器的其它水平圓筒，多級水合器例如由具有增加直徑的三個連續水平反應器組 成，其中，在水合反應中，產物逐級下落。
[0079] 水合器被填充有粉末狀生石灰，該粉末狀生石灰具有在20 μ m和IOmm之間，優選 〈5_，優選〈2_的粒徑。該生石灰通常通過它們的化學純度和它們的反應性來表征。
[0080] 高純度意味著雜質的低水平，通常小于5wt %，有利地，小于4wt %并且優選小于 3wt%或甚至小于2wt%的常規雜質，其為開始時在石灰石中發現的常規雜質（MgO、Si02、 A1203···)，但也意味著高含量的可利用的石灰。術語"可利用的石灰"通常表示生石灰的分 數，根據標準EN 459-2:20105. 8節或1994的ASTM C25的標準，生石灰為CaO和/或Ca (OH) 2 的形式。其不包括鈣的其它可能的形式，諸如未燃燒的物質（CaCO3)或硅酸鈣或鋁酸鈣類 的化合物。根據本發明的方法中使用的生石灰含有高于90wt %，有利地高于93wt %，優選 高于96wt %，且更有利地高于97wt %的可利用的石灰。正常地，根據本發明的方法中使用 的生石灰中的未燃燒的物質的比例小于3wt%，有利地小于2wt%，優選小于Iwt%。
[0081] 通過在EN 459-2:2010的6. 6節標準中描述的反應性測試來表征生石灰的反應 性，并且具體地通過t6(l的值來表征。根據本發明的方法中使用的石灰具有在0. 3分鐘至8 分鐘范圍內，優選在0. 5分鐘和5分鐘之間的t6(l。
[0082] 根據本發明的方法中所使用的生石灰流速與在常規干燥途徑中常規用于熟化的 生石灰流速相似，在該期間，僅通過水來使石灰熟化，目的在于生產水合的粉末石灰。
[0083] 根據本發明的方法中所使用的Mg(OH)2乳狀液流速依據最終產物中保留的 Mg(OH)2的濕度水平而變動。在水合器的出口處，產物的濕度在lwt%和30wt%之間。離開 水合器的產物濕度越大，其比表面積和孔隙體積將越高。
[0084] 在水合器的出口處的產物的最終濕度依據所需的比表面積和孔隙體積來設定。隨 后考慮生石灰水合反應的放熱特性的蒸發來確定用于獲得該濕度而待加入到生石灰的水 量。水合生石灰所需的所有的水通過Mg(OH)2乳狀液被引入。接下來，根據在最終產物中 所需的Ca(OH) 2和Mg(OH)2相應的比例，計算待加入到生石灰的Mg(OH)2的量。
[0085] 對于給定的水合持續時間，可計算待加入到將被引入水合器的生石灰中的水量和 Mg (OH) 2量。在水合作用之前，利用預存在的（稀釋的或未稀釋的）Mg (OH) 2乳狀液或通過將 所需量的Mg(OH)2粉末放入到所需量的水中來使得這些量的水和Mg(OH)2進行接觸，其中， 預存在的Mg (OH) 2乳狀液具有所需質量的水和Mg (OH) 2。從而所制備的乳狀液在其制備期間 是良好均質的，并且隨后通過適用于Mg (OH) 2顆粒直徑以避免其堵塞的單一孔口或通過噴 嘴被泵送以注入到水合器中的生石灰上。在整個水合作用持續時間期間，持續攪拌Mg(OH) 2 乳狀液以避免Mg(OH)2顆粒的任何沉降。在水合器的出口處進行常規取樣，并且測量這些 樣品的濕度。如果濕度對應于所需的濕度，則不需要額外的調節。如果該濕度過低，可增加 Mg (OH) 2乳狀液流速，或降低生石灰流速。如果濕度過高，可能降低Mg (OH) 2乳狀液流速，或 增加生石灰流速。
[0086] 如果離開水合器中的產物的濕度小于2wt%或甚至小于4wt%。其可直接跳至控 制粒度步驟iv)。
[0087] 另一方面，如果其濕度在4%和30%之間，產物需要進行干燥。由于過高的濕度或 多或少導致氫氧化鈣顆粒（Ca(OH) 2)明顯結塊，所以同時需要去結塊。工業上優選在"籠式 研磨"型的研磨機中進行該干燥和去結塊步驟。也可使用其它設備，尤其是"急速干燥器"。 在該步驟之后，產品應當含有小于2 %的濕度，優選小于1 %的濕度，并且其顆粒應該具有 小于1mm，優選小于500 μ m并且有利地小于200 μ m的尺寸，這意味著d97應小于前述尺寸。 [0088] 在大多數的情況下，在用于各種應用之前，水合的石灰或半水合的或完全標準水 合的白云石經受晶粒尺寸控制。該晶粒尺寸控制可去除最粗糙顆粒（尤其是未燃燒的物 質），以得到用于預期應用的反應性水合物。在根據本發明方法的情況下，相似粒度控制 步驟是可取的。工業上在空氣分離器中實施該步驟，其可通過篩分來進行。通常以產物 〈250 μ m，優選〈200 μ m，優選〈90 μ m或甚至有時〈60 μ m為目的進行截留。
[0089] 根據本發明的方法獲得的產物是基于鈣和鎂的混合的產物，這兩種元素均被發現 以其氫氧化物的形式（Ca(OH)2和Mg(OH)2)存在。根據本發明的方法的最終產物中發現的 Mg(OH)2具有與其以乳狀液的形式加入到水合作用之前相似的特征。事實上，在水合作用反 應期間，Mg (OH) 2并不變化，因此，維持如上所述的相同標準的化學純度和孔隙率。對于在最 終產物中發現的Ca(OH) 2，其為水合作用反應的產物，該水合作用反應發生在生石灰和通過 Mg(OH)2乳狀液進入到水合器的水之間。
[0090] 最終產物可通過XCa(OH)2 · yMg(OH)2 · Zl的通式來描述，Ca(OH)2大體上代表所 述鈣相，Mg(OH)2K述鎂相。這兩相是緊密結合且具有均一體積分布。1，7和z為重量分 數。更具體地，Y在〇. 4%和58%之間，優選在3%和53%之間，有利地在5%和44%之間， 且更有利地在10%和30%之間。然而，需要著重注意的是，基于所述混合的化合物的總重 量，X和y的和在88wt%和IOOwt之間，并且其通常不等于100%。事實上，除了極大部分的 Ca(OH)2和Mg (OH)2，最終產物含有由I表示的由Mg(OH)2乳狀液帶入的雜質以及通過生石 灰帶入的雜質和未燃燒的物質（CaCO 3)。此外，可能的是，根據本發明的方法中，生石灰的水 合作用并不完全，從而導致在最終產物中存在殘余的生石灰CaO。然而，在最終產物中，殘余 CaO含量是盡可能低的并且也被包括在I中，其在0. lwt%和3wt%之間，優選小于2wt%， 且有利地小于Iwt %。也包括在I中的MgO含量小于2wt %，優選地小于Iwt %，并且尤其小 于0. 5wt%。優選地，雜質和未燃燒的物質的含量是盡可能低的，并且X和y的和大于90%， 優選92 %，有利地95 %，尤其97 %并且極其優選地大于98 %。應當注意的是，與利用干法 得到的混合的化合物相比，當通過半干法獲得產物時，根據本發明的混合的化合物的干燥 期間，存在鈣相的部分碳化作用，與利用干法所得的混合的化合物相比，這增加的z的重量 分數值。
[0091] 實踐中，最終產物中的Mg(OH)2的比例y取決于在水合器的出口處的產物濕度。事 實上，上文已經記載了，用于水合作用反應所需的所有的水通過Mg(OH) 2乳狀液來引入，該 Mg(OH)2乳狀液具有約55wt%的最大濃度。因此，為了在水合器的出口處達到所需的濕度， 需要將給定量的水加入到生石灰中以用于水合作用反應，并且隨后加入的Mg(OH) 2的量至 多等于該水量的122% (由于該乳狀液含有至多55%的Mg (OH)2和45%的水）。在上段中 所述的y的比例對應于在水合器的出口處的產物具有在lwt%和30wt%之間的濕度。
[0092] 對于在水合器的出口處兩個優選類中的產物中濕度在lwt%和30wt%之間。
[0093] 根據本發明，在水合器的出口處，第一類的產物具有的濕度小于4wt%，優選小于 2wt%，并且優選小于lwt%。該類對應于干水合物的類，其在粒度控制和包裝步驟之前，并 不需要進行干燥。考慮上述提出的水合器的出口處的產物的濕度依賴于Mg(OH) 2比例的觀 點，該類的產物含有在〇. 4 %和40 %之間的Mg (OH) 2，并且因此含有在40 %和99. 6 %之間的 Ca (OH) 2。優選地，在最終產物中的Mg (OH) 2比例在0. 5wt %和43wt %之間，尤其在0. 6wt % 和40wt %之間。因此，優選地，Ca (OH) 2在45wt %和99. 5 %之間，優選在48wt %和99. 4wt % 之間（X和y的和在88%至100%的范圍內）。該類產物具有與利用標半干法所得到的常規 水合石灰的比表面積和孔隙體積相同級別的比表面積和孔隙體積。在粒度控制步驟之后， 該類產物的顆粒全部具有〈250 μ m，優選〈200 μ m，有利地〈90 μ m或甚至有時〈60 μ m的尺 寸。這意味著d97小于前述值。
[0094] 根據本發明，在水合器的出口處，第二類的產物具有在15wt%和30wt%之間，優 選大于17wt%，尤其大于19wt%，優選小于25wt%，尤其小于22wt%的濕度。該類對應于 在粒度控制和包裝步驟之前需要進行預干燥步驟的產物類。在干燥步驟結束時，該類的產 物理論上具有小于2wt%，并且優選小于lwt%的濕度。干燥通常與去結塊步驟同時進行或 在去結塊步驟之前進行，隨后進行粒度控制步驟，該粒度控制步驟已經在關于上述方法的 部分中進行了描述，在根據本發明的方法結束時，該類產物的顆粒全部具有〈250 μ m，優選 〈200 μ m，有利地〈90 μ m或甚至〈60 μ m的尺寸。這意味著d97小于前述值。
[0095] 考慮上述提出的水合器的出口處的產物的濕度依賴于Mg(OH)2比例的觀點，一 旦該類的產物被干燥，它們含有在〇. 8%和58%之間的Mg(OH)2，并且因此含有在30%和 99. 2 %之間的Ca (OH) 2。優選地，在最終產物中的Mg (OH) 2比例在0. 9wt %和53wt %之間，優 選在1 · Owt %和5Iwt %之間，因此優選地，Ca (OH) 2在35wt %和99. 1 %之間，優選在37wt % 和99. Owt%之間（X和y的和在88%至100%的范圍內）。該類產物具有高比表面積和高 孔隙體積。它們的比表面積大于20m 2/g，優選大于25m2/g，尤其大于30m2/g且小于50m2/g， 尤其小于45m 2/g，特別小于40m2/g，或甚至小于35m2/g。它們的孔隙體積大于0. IOcmVg,優 選大于0. llcmVg，有利地大于0. 13cm3/g且小于0. 25cm3/g，尤其小于0. 20cm3/g，特別小于 0· 18cm3/g，或甚至小于 0· 16cm3/g。
[0096] 對于這兩個類的產物，比表面積和孔隙體積取決于Ca (OH) 2和Mg (OH) 2的比例X和 y。事實上，在根據本發明的方法中的反應期間，Mg(OH)2的比表面積和孔隙體積并不改變， 并且因此保持較低。無論在水合器的出口處的產物的濕度如何，在根據本發明的方法的反 應期間形成的Ca(OH) 2的比表面積和孔隙體積都高于在本發明中涉及的Mg(OH)2的比表面 積和孔隙體積。因此，產物中的Mg (OH) 2的比例越高，基于Ca (OH) 2和Mg (OH) 2的最終產物 的比表面積和孔隙體積越低。隨著Mg (OH) 2比例的增加，產物的比表面積和孔隙體積的降 低的效果在第二類的產物的情況下是尤其明顯的。事實上，當在水合器的出口處的濕度較 高時，在生石灰的水合作用期間形成的Ca(OH) 2的比表面積和孔隙體積是較高的，并且對于 該混合物，加入到該類型的Ca (OH) 2中的具有低比表面積和孔隙體積的各百分比的Mg (OH) 2 成比例地降低比表面積和孔隙體積。
[0097] 在每個情況下，在水合器中，在CaO水合成Ca(OH)2的反應期間，加入均一懸浮液 形式的Mg(OH) 2提供了得到在Ca(OH)2和Mg(OH)2化合物之間的均質混合物，其比Ca(OH) 2 和Mg(OH)2的簡單物理混合物的情況下更加均質。
[0098] 實施例
[0099] 在下文中示出的所有實施例中用于生產的實驗室水合器為單級水合器。其呈現為 水平圓筒，該水平圓筒經測量長度約為80cm，直徑為25cm。這些比例對應于工業單級水合 器的比例，并且它們的尺寸比工業水合器的尺寸小6至7倍。該圓筒被提供有護套，用于提 供通過熱流體或冷流體循環從而控制溫度的可能性。在水合器的內部，提供有葉片的軸被 用于在水合作用期間將產物均一化，但是也用于將產物從入口（在一端）推至出口（圓筒 的另一端）。通過蝸桿螺釘將石灰引入到水合器中，該水合器通在調整生石灰流速之前預先 進行校準。對此，Mg(OH) 2乳狀液在兩個孔口（經測量每個直徑均為5_)被引入到水合器 中，該孔口定位在水合器的蓋子上，靠近生石灰的入口。當產物已經覆蓋了水合器的整個長 度時，使其簡單地溢流。通常，水合器的填充水平為50體積％，S卩，產物的床約達到軸的高 度。對于下文所有的實施例，通過在護套中循環90°C的水將水合器預熱到70-80°C。該預 熱提供模擬工業連續運行模式所需的起始條件的可能性，并且避免了當水合器被冷卻時， 生石灰的水合反應產生的蒸汽在水合器的壁上的冷凝。當水合反應在水合器中開始時，清 空護套。
[0100] 在利用過量水進行水合作用的情況下（實施例1至實施例6的半干法），在水合器 中產物的鉆孔時間（drilling time)為約15分鐘。在利用干法的水合作用的情況下（實 施例7至實施例9)，鉆孔時間較長，約為25分鐘。
[0101] 實施例1 :生產具有高比表面積和孔隙體積，Ca/Mg的摩爾比接近于1的完全水合 的混合的化合物。
[0102] 在上文所述的實驗室水合器中，在下文所述的具體條件下，利用Mg(OH)2乳狀液水 合生石灰1號（表1中重復了其性質）。
[0103] 生石灰流速為300g/min，其對應于理論上的396g的Ca(0H)2/min，S卩，5. 34摩爾的 Ca(0H)2/min。隨后加入5. 34摩爾的Mg(0H)2/min，即312g的Mg(0H)2/min以得到等摩爾混 合的化合物。
[0104] 在該實施例中所使用的Mg(OH)2被標記為Mg(OH)2源1號（在表2中描述了其主 要性質），并且初始呈現為含有53%固體材料的乳狀液。因此，589g/min的該乳狀液被加入 到水合器中以得到約為1的Ca(0H) 2/Mg(0H)2比例。然而，為了提高水合物的孔隙率，在水 合反應期間，需要過量水。在該具體情況下，應當提供過量水以得到在水合器的出口處具有 在16 %和22 %之間濕度的產物的可能性。在反應期間，通過589g/min的Mg(OH)2乳狀液 而引入的水不足以到達該濕度水平，需要加入額外的水。實踐中，在Mg(OH) 2乳狀液被引入 到水合器之前，將水加入到Mg (OH) 2乳狀液中。
[0105] 在這樣的操作條件下，該水合器保持運行30分鐘，從而產生大于25kg的粉末狀濕 產物。在該生產期間，制成幾種樣品以控制產物的濕度，其中，產物的濕度通過在150°C下快 速干燥期間的質量損失來測量。
[0106] 在生產結束時，通過簡單過程在熱空氣流中憑借"旋轉快速干燥器"來干燥該產物 且去結塊。該產物感知的溫度為約130°c。在此，不存在粒度控制步驟。一旦該產物被干 燥，通過熱重量分析來表征（從室溫升高到950°C，以2°C /min的升溫）該產物，該熱重量 分析允許在300和400°C之間和隨后的400和600°C之間觀察質量損失之后確定產物中的 Mg (OH) 2和Ca (OH) 2的實際比例，在300和400°C之間觀察的質量損失對應于Mg (OH) 2的去羥 基，在400和600°C之間觀察到的質量損失對應于Ca(OH)2的去羥基。圖1中示出了用于記 錄該產物的熱重量曲線。該產物在190°C下進行脫氣幾小時后，還進行氮吸附壓力測定法。 該測量允許通過BET方法測定產物的比表面積，BJH方法允許對其評估尺寸在17和丨000A 之間的孔隙的體積。
[0107] 在表3的第一欄中示出了關于該產物的所有結果。
[0108] 實施例2 :生產具有高比表面積和孔隙體積，Ca/Mg的摩爾比接近于1的完全水合 的混合的化合物。
[0109] 該實施例與實施例1非常相似。唯一的不同在于，在該實施例中，用比實施例1中 加入到Mg (OH) 2乳狀液的水多的水預先稀釋Mg (OH) 2乳狀液，在本實施例中的目標是在水 合器的出口處得到濕度為26%至28%的濕產物，而不再是實施例1的情況下僅為16%至 22 %的濕度。
[0110] 干燥由此所得到的產物并且以與實施例1相似的方式進行表征，在表3的第二欄 中示出了測量的結果。
[0111] 在水合反應期間所使用的過量水，用于形成高比表面積和高孔隙體積。具有濕度 為26 %至28%的產物（實施例2)具有與水合器的出口處濕度為16 %至22%的產物的比 表面積（實施例1)相當的比表面積，然而，在實施例2中大大提高了孔隙體積。因此，用于 提高孔隙率需要最小量的過量水（在水合器的出口處，濕度> 15%)，但是如果僅僅尋求高 比表面積，水量并不需要精確控制。然而，應當保持小于一個限度（濕度<30% )，以避免 生產漿狀產物，并且不再是粘附，尤其是粘附在水合器中的粉末狀。
[0112] 實施例3 :牛產基于Ca(OH)。的質量含有約5%的Mg(OH)2的具有高比表面積和孔 隙體積的完全水合的混合的化合物。
[0113] 本實施例完全受實施例1的啟發。
[0114] 如同之前的實施例，生石灰流速保持300g/min，其總是理論上對應于396g的 0&(0!1) 2/111；[11。隨后應加入約2(^/111；[11的1%(0!{)2，即約388/111；[11的53%初始固體材料的 Mg(OH)2乳狀液。通過該少量的乳狀液引入的水非常明顯不足以確保石灰的完全水合并提 高水合物的孔隙率。隨后加入水以在水合器的出口處獲得具有約16%至22%濕度的產物。 實踐中，在Mg (OH) 2乳狀液被引入到水合器之前，將水加入到Mg (OH) 2乳狀液中。
[0115] 以實施例1的產物相同的方式來表征所獲得的產物。圖1中標繪了熱重量分析曲 線。第一質量損失（300-400°C )明顯小于實施例1的樣品中觀察到的第一質量損失，這表 明了 Mg(OH)2的比例較低。另一方面，與實施例1的產物相比，第二質量損失（400-600°C ) 更加明顯，并且表明了 Ca(OH)2的比例較大。在表3的第3欄中示出了不同的測量結果。
[0116] 實施例4 :生產基于Ca (OH)2的質量含有約10 %的Mg (OH)2的具有高比表面積和孔 隙體積的完全水合的混合的化合物。
[0117] 除了 Mg(OH)2的百分比，該實施例與實施例3相似。如同之前的實施例，生石灰 流速保持300g/min，其總是理論上對應于396g的Ca(0H) 2/min。隨后加入約40g/min的 Mg(OH)2，即約75g/min的53%初始固體材料的Mg(OH)2乳狀液。隨后加入水以再一次在水 合器的出口處獲得具有約16%至22%濕度的產物。實踐中，在Mg(OH) 2乳狀液被引入到水 合器之前，將水加入到Mg (OH) 2乳狀液中。
[0118] 干燥所得到的產物并且以表征實施例1的產物相似的方式進行表征。圖1中標 繪了熱重量分析曲線。該曲線與實施例3的產物對應的曲線非常接近。然而，對于實施例 4的產物在300和400°C之間的稍高的質量損失表明了與實施例3的情況相比更高比例的 Mg(OH)2。在表3的第4欄中示出了不同的測量結果。
[0119] 實施例5 :生產基于Ca (OH) 2的質量含有約30 %的Mg (OH) 2的具有高比表面積和孔 隙體積的完全水合的混合的化合物。
[0120] 除了 Mg (OH) 2的百分比，該實施例與實施例3和實施例4相似。
[0121] 如同之前的實施例，生石灰流速保持300g/min，其總是理論上對應于396g的 Ca(0H)2/min。隨后加入約119g/min的Mg(OH)2,即約225g/min的53%初始固體材料的 Mg(OH)2乳狀液。隨后加入水以再一次在水合器的出口處獲得具有約16%至22%濕度的產 物。實踐中，在Mg (OH) 2乳狀液被引入到水合器之前，將水加入到Mg (OH) 2乳狀液中。
[0122] 干燥所得到的產物并且以表征實施例1的產物相似的方式進行表征。圖1中標繪 了熱重量分析曲線。300和400°C之間的質量損失仍然高于在實施例3和實施例4中的300 和400°C之間的質量損失，另一方面，400和600°C之間的質量損失較小，這表明了 Mg(OH)2 的比例較高，而Ca(OH)2的比例較低。在表3的第5欄中示出了不同測量的結果。
[0123] 實施例6 :生產基于Ca (OH) 2的質量含有約30 %的Mg (OH) 2的具有高比表面積和孔 隙體積的完全水合的混合的化合物。
[0124] 本實施例與實施例5相似。然而，被標記為源1號并且用于實施例1至實施例5 的Mg (OH) 2源被Mg (OH) 2源2號所替代，表2中示出了 Mg (OH) 2源2號的主要性質。在該實 施例中，Mg(OH)2不再呈現為乳狀液，而是呈現為干粉末。
[0125] 如實施例5 -樣，為了獲得所需比例的Ca (OH) 2和Mg (OH) 2，應將119g/min的 Mg(OH)2加入到300g/min的生石灰流速中。隨后，生產30分鐘相當于3570g的Mg(OH)215 該量的Mg(OH)2與精心定量的水相混合，并且對該懸浮液進行泵送且隨后引入到水合器中。 用于制備該乳狀液的水量是使產物在水合器的出口處的濕度如之前一樣在16%和22%之 間。
[0126] 干燥由此得到的產物并且以表征實施例1的產物相似的方式進行表征。圖1中標 繪了熱重量分析曲線。該曲線與對應于實施例5的產物的曲線非常相似，表明這兩種產物 就Mg(OH) 2和Ca(OH)2比例而言密切相關。在表3的第6欄中示出了不同測量的結果。
[0127] 實施例7 :生產基于Ca(OH)2的質量含有約5%的Mg(OH)2的完全水合的混合的化 合物。
[0128] 在本實施例中，與是否是純的鈣（熟石灰）或白云石的標準水合物相比，該產物就 比表面積和孔隙體積而言沒有特異性。
[0129] 為了實現該目標，使用生石灰2號（表1中所述），而不使用在之前實施例中所 使用的生石灰1號。在該實施例中，將其流速調節至200g/min，其理論上對應于264g的 Ca (OH) 2/min。隨后加入約13g/min的Mg (OH)2。在本實施例中，Mg(OH)2源再次為源1號， 即Mg (OH) 2質量含量為53 %的乳狀液。將13g/min的Mg (OH) 2引入到水合器中以引入24. 5g 的具有53%的起始固體材料的Mg(OH)2乳狀液。即使在該實施例中并不想提高水合物的孔 隙率，通過該小量的乳狀液引入的水非常明顯不足以確保石灰的完全水合。隨后加入水以 在水合器的出口處獲得具有約1%至4%濕度的產物。實踐中，在Mg(OH) 2乳狀液被引入到 水合器之前，將水加入到Mg (OH) 2乳狀液中。
[0130] 與之前的實施例不同，該產物即不進行干燥也不進行去結塊，以實施例1的產物 相同的方式來表征所獲得的產物。圖2中標繪了熱重量分析曲線。在本實施例中，測量在 以下的條件下進行：升溫速率為5°C /min，而不是用于表征上述實施例的產物的2°C /min。 因此，Mg(OH)2的分解在本實施例中發生在350和450°C之間，而Ca(OH) 2的分解發生在450 和650°C之間。在表3的第7欄中示出了不同測量的結果。
[0131] 實施例8 :牛產基于Ca (OH)。的質量，含有約10%的Mg (OH) 2的完全水合的混合的 化合物。
[0132] 除了 Mg(OH)2的百分比，該實施例與實施例7相似。
[0133] 生石灰流速維持在200g/min，其仍理論上對應于264g的Ca(0H)2/min。隨后加入 約26g/min的Mg(OH) 2，即49g的53%初始固體材料的Mg(OH)2乳狀液。即使在該實施例 中并不想提高水合物的孔隙率，通過該小量的乳狀液引入的水非常明顯不足以確保石灰的 完全水合。隨后加入水以在水合器的出口處獲得具有約1%至4%濕度的產物。實踐中，在 Mg (OH) 2乳狀液被引入到水合器之前，將水加入到Mg (OH) 2乳狀液中。
[0134] 以實施例1的產物相同的方式來表征從而所獲得的產物。圖2中標繪了熱重量分 析曲線。如之前的圖1的產物一樣，與實施例7的曲線相比，第一質量損失（350-450°C )的 增加和第二質量損失（450-650°C )的降低表明了 Mg(OH)2的比例的增加和Ca(OH)2比例的 降低。在表3的第8欄中示出了不同測量的結果。
[0135] 實施例9 :生產基于Ca(OH)2的質量，含有約30%的Mg(OH)2的完全水合的混合的 化合物。
[0136] 除了 Mg (OH) 2的百分比，該實施例與實施例7和實施例8相似。
[0137] 生石灰流速保持在200g/min，其仍就理論上對應于264g的Ca(0H)2/min。隨后加 入約79g/min的Mg(OH) 2,即149g的53%初始固體材料的Mg(OH)2乳狀液。隨后加入水以 在水合器的出口處獲得具有約1%至4%濕度的產物。實踐中，在Mg(OH) 2乳狀液被引入到 水合器之前，將水加入到Mg (OH) 2乳狀液中。
[0138] 以實施例1的產物相同的方式來表征所獲得的產物。圖2中標繪了熱重量分析曲 線。仍然符合實施例8中所得到的觀點，并且在350和450°C之間質量損失更加明顯增加， 并且在450和650°C之間質量損失進一步減小。在表3的最后一欄出示出了不同的測量結 果。
[0139] 總體上，表3示出了，根據圖1和圖2的熱重量曲線中發現的表示為相對于Ca(OH)2 的比例的Mg(OH)2的比例接近預期值。在利用干法（實施例7至實施例9)的水合作用的情 況下，實際比例略微低于所需的比例。該偏差可解釋為，在利用干法的水合作用的情況下形 成的蒸汽明顯多于在實施例1至實施例6中的過量水的水合作用的情況下形成的蒸汽。在 該蒸汽中以懸浮液發現了一些粒度非常細的主要是Mg(OH)2的細顆粒，并由蒸汽提取系統 從水合器中提取，因此，在反應期間，少量的Mg(OH) 2 "損失"。理論上，在過量水（實施例1 至實施例6)的水合作用的情況下，這些"損失"是不明顯的，在這些水合作用期間，溫度較 低，并且蒸汽的產生較低，實施例1至實施例6中的實際值比實施例7至實施例9中的實際 值更接近于所需的值。
[0140] 此外，根據表3的結果明顯的是，具有過量水（實施例1至實施例6)的水合作用 產生具有高比表面積和孔隙體積的產物，而利用干法的水合作用產生孔隙率明顯較低的產 物。產物的比表面積取決于Mg(OH) 2的比例：與Ca(OH)2相比的Mg(OH)2的比例越高，產物 的比表面積越低。在過量水（實施例1至實施例6)進行水合作用的情況下，該差異是更明 顯的，對此，產物可被認為是復合物，或至少是介于初始Mg (OH) 2和水合的Ca (OH) 2之間具有 高比表面積（約40m2/g)的均質混合物。
[0141] 比較例1
[0142] 重現實施例1，但是此次使用呈現為粉末的Mg(OH)2源2號代替呈現為乳狀液的 Mg(OH)2源1號。與如同實施例6中將Mg(OH)2源2號分散在水中以制備乳狀液不同，在本 比較例中，將Mg (OH) 2源2號與生石灰相混合，然后將生石灰/Mg (OH) 2混合物引入到水合器 中，并且在生石灰和該混合物水合的位置確保有水。
[0143] 生石灰1號被用于該比較例，并且其流速被設定為300g/min。與實施例1 一樣，隨 后用于生產具有接近摩爾濃度的Ca/Mg比例所需的Mg(OH)2流速為312g/min。對于30min 的總生產，然后將9000g的生石灰和9360g的Mg (OH) 2以粉末的形式在實驗室混合機中混合 并且隨后被引入到計量裝置中，該計量裝置通常用于將生石灰進料到實驗室水合器中。該 計量裝置被校準以每分鐘612g的生石灰和Mg(OH) 2的混合物引入到水合器中。根據完全 水合CaO并且產生具有高比表面積和高孔隙體積的鈣-鎂產物的目的來確定加入到水合器 中的水量，從而離開水合器的產物具有約15%的濕度。
[0144] 在生產結束時，采用與實施例1中的干燥、去結塊步驟和相同的表征。根據用于確 定最終產物中的Ca (OH) 2和Mg (OH) 2的質量比例的熱重量結果，在干燥后，該最終產物具有 1. 21的Ca/Mg摩爾比，而不是所需的1的比例。然而在上述實施例中，通過將Mg(OH)2以乳 狀液的形式引入到水合器旨在生產可比的等摩爾產物的相同水合作用致使產物非常接近 于預期值，在該產物中，Ca/Mg的摩爾比為1. 01。
[0145] 因此，似乎將Mg(OH)2源以乳狀液的形式引入到水合器中明顯地優于將Mg(OH) 2 源以混有生石灰的粉末形式引入到水合器中。一方面，粉末混合物難以用于進行確保其完 美同質的制備。另一方面，當已為干燥的Mg (OH) 2作為粉末進入水合器時，可能發生上述現 象：實際上，可預期的是，Mg(OH)2細粉末顆粒發現懸浮在通過生石灰的水合作用產生的蒸 汽中，并且通過蒸汽提取系統從水合器中提取，從而導致Mg (OH) 2的"損失"。當Mg (OH) 2以 乳狀液的形式引入到水合器時，然而與Mg(OH)2粉末一樣細的顆粒被涂覆有水，并且必須被 干燥才存在于蒸汽的懸浮液中，這就限制了由于提取系統造成的Mg(OH) 2的"損失"。
[0146] 應當理解的是，上述實施方式絕不用于限制本發明，并且在不脫離所附權利要求 的范圍的情況下，可對本發明進行多種修改。
[0147] 表 1

【權利要求】
1. 一種制造混合的鈣和鎂化合物的方法，所述方法包括利用水性介質來熟化生石灰， 形成固體顆粒，其特征在于， 所述水性介質為氫氧化鎂懸浮液，并且所述熟化是利用非濕法的熟化，形成通式為 xCa(OH)2 ? yMg(OH)2 ? zl的混合的化合物的所述固體顆粒，所述固體顆粒包括彼此緊密結 合且具有均一體積分布的鈣相和鎂相，在所述通式中，x、y和z為重量分數，其中，基于所述 混合的化合物的總重量，x+y在88wt%和lOOwt%之間，且I表示雜質。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中，在所述熟化生石灰之前，所述氫氧化鎂懸浮液通 過將基于所述氫氧化鎂懸浮液的重量在lwt%和55wt%之間的預定量的氫氧化鎂懸浮在 水中來制備。
3. 根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述生石灰的熟化利用干法完成。
4. 根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述生石灰的熟化利用半干法完成。
5. 根據權利要求4所述的方法，進一步包括用于干燥所述固體顆粒的步驟，可選地隨 后進行去結塊步驟。
6. 根據權利要求1至5中任一項所述的方法，進一步包括用于粒度截留的步驟。
7. 根據權利要求1至6中任一項所述的方法，其中，基于所述氫氧化鎂懸浮液的總重 量，所述氫氧化鎂的量在5wt%和53wt%之間，優選在10wt%和40wt%之間，尤其在20wt% 和30wt%之間。
8. 根據權利要求1至8中任一項所述的方法，其中，所述水性介質進一步包括選自增加 所述混合的化合物的Ca(0H)2顆粒的比表面積的添加劑的組中的添加劑，諸如醇、胺等。
9. 一種混合的化合物，所述混合的化合物包括鈣相和鎂相，其特征在于，所述混合的化 合物具有通式xCa(0H)2 ? yMg(0H)2 ? zl，其中，所述鈣相和所述鎂相緊密結合并且具有均一 體積分布，其中，x、y和z為重量分數，其中，基于所述混合的化合物的總重量，x+y在88wt% 和lOOwt%之間，其中，I表示雜質。
10. 根據權利要求9所述的混合的化合物，其中，所述顆粒的尺寸d97小于250 y m，優選 小于200 ii m，有利地小于90 ii m，更具體地小于60 ii m。
11. 根據權利要求9或10所述的混合的化合物，基于所述混合的化合物的總重量，作為 干水合物具有小于4wt%，優選小于2wt%，更優選小于lwt%的相對濕度水平。
12. 根據權利要求11所述的混合的化合物，其中，基于所述化合物的總重量，所 述Mg(0H)2的含量在0. 4wt %和48wt %之間，優選在0. 5wt %和43wt %之間，更尤其在 0. 6wt %和40wt %之間，其中，基于所述混合的化合物的總重量，Ca (0H) 2的含量在40wt %和 99. 6wt %之間，優選在45wt %和99. 5 %之間，更尤其在48wt %和99. 4wt %之間。
13. 根據權利要求11或12所述的混合的化合物，所述混合的化合物具有在5m2/g和 20m2/g之間，優選大于10m2/g，尤其在13m2/g和17m 2/g之間的BET比表面積。
14. 根據權利要求11至13中任一項所述的混合的化合物，所述混合的化合物具有在 0. 02cm3/g 和 0. lcm3/g 之間，優選大于 0. 03cm3/g，有利地在 0. 04cm3/g 和 0. 07cm3/g 之間的 BJH孔隙體積。
15. 根據權利要求9或10所述的混合的化合物，基于所述混合的化合物的總重量，作為 濕水合物具有在15wt%和30wt%之間，優選大于17wt%或有利地大于19wt%的濕含量，并 且在干燥之后具有小于4wt %的濕度。
16. 根據權利要求15所述的混合的化合物，基于所述化合物的總重量，所述混合的化 合物以干基計具有在〇. 8wt %和58wt %之間，優選在0. 9wt %和53wt %之間的Mg (0H) 2含 量；基于所述混合的化合物的總重量，具有在30wt%和99. 2wt%之間，優選在35wt%和 99. lwt%之間的Ca(OH)2含量。
17. 根據權利要求15或16所述的混合的化合物，所述混合的化合物具有在20m2/g和 50m2/g之間，優選大于或等于25m2/g，并且有利地大于或等于30m2/g，尤其大于或等于35m 2/ g的BET比表面積。
18. 根據權利要求15至17中任一項所述的混合的化合物，所述混合的化合物具有在 0. 10cm3/g和0. 25cm3/g之間，優選大于0. llcm3/g，并且有利地大于或等于0. 13cm3/g，尤其 大于或等于〇. 15cm3/g的BJH孔隙體積。
【文檔編號】C04B2/06GK104395261SQ201380030220
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2013年7月12日 優先權日:2012年7月12日
【發明者】瑪麗安·洛古伊勞克斯, A·勞德特 申請人:勒瓦研究開發股份有限公司