一种可定形组合物及其应用制造技术

一种可定形的组合物，该组合物含有碳酸钙和苛性氧化镁。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种可定形组合物，特别涉及一种无机可定形组合物，该组合物可与填充剂和添加剂混合，提供各种定形组合物。
技术介绍
胶结材料是人们熟知的，无机水泥如波特兰水泥也是人们熟知的，它可用来制成灰泥、混凝土等。波特兰水泥的一个缺点是它单位体积的重量相当高。波特兰水泥的另一个缺点是它不适于与本性上是有机物的填充剂合用。即，波特兰水泥或多或少地局限于与矿物型填充剂合用。因此，波特兰水泥不易与含有土壤和粘土的填充剂结合。这意味着当砂砾和沙子用作波特兰水泥的填充剂时，它们必须彻底洗净，去除掉盐、腐殖土、粘土和某些酸。波特兰水泥的另一个缺点是其混合用水必须是清洁无污染的。盐水、深井水(bore water)、半咸水和含有较高百分比其它类型盐的水都不能用作与波特兰水泥混合的水。另一种已知类型的水泥是氯氧化镁水泥(索瑞尔水泥)，这是一种用于室内施工作如医院和公共建筑物地坪的水泥。这种水泥是通过将适当比例的氯化镁浓溶液加入氧化镁中来制成的。这种水泥可与有机填充剂如木粉、软木，以及无机填充剂如石头合用，它可在短时间内提供一种可进行高度抛光的定形体。这些氯氧化物水泥也可用其它类型的填充剂如刨花、木屑和稻草。氯氧化镁水泥的缺点是它们的脆性、多孔性和较短的储存寿命。这种类型的水泥的另一个缺点是它不易操作，不象波特兰水泥那样是干的可流动粉末，且相当容易操作和使用。这种氯氧化镁水泥的另一个缺点是在水中不稳定，长时间与水接触会丧失强度。另一类水泥是氧硫酸镁水泥，它的强度比氯化镁水泥差，是通过氧化镁与硫酸镁水溶液反应制成的。这种水泥在水中也不稳定。专利技术目的本专利技术涉及一种干的可定形组合物，此组合物可以是粉末形式，它与波特兰水泥粉末大致一样，便于进行操作，并可与各种填充剂和水混合，产生定形即获得硬度。本专利技术也涉及某些类型添加剂对于此组合物的应用，从而用污染的水也可产生定形，并且其中可采用填充剂如有机填充剂。本专利技术也涉及组合物的各种产品和组合物的各种用途。本专利技术的一个方面是一种可定形组合物，该组合物含有碳酸钙和苛性氧化镁。术语苛性氧化镁是指一种镁组合物，它包括碳酸镁和一种脱碳酸化镁。此术语还包括经处理过的碳酸镁，例如经加热放出二氧化碳，从而形成一种经部分煅烧过的组合物。组合物和苛性氧化镁的确切结构尚不知道，但是此术语用来包括通过对碳酸镁加热(尤其是在所述温度下)，使其部分脱碳酸化而形成的结构。碳酸钙和苛性氧化镁的组合物可通过处理白云石来制成。白云石是一种在自然界中存在的钙镁碳酸盐。真正的白云石含有约54％碳酸钙和43％碳酸镁。天然的白云石含有各种不同类型的杂质如氧化铝、铁和硅石。白云石中碳酸钙和碳酸镁的百分比可以不同。例如，含有65％碳酸钙和30％碳酸镁的白云石称为低镁白云石。相反，含有60％碳酸镁和30％碳酸钙的白云石称为高镁白云石。发现对白云石加热将引起二氧化碳的释放，且二氧化碳的释放速度可以控制，也可改变，获得完全或部分煅烧的白云石。如果白云石在1500℃下加热，则所有的碳酸盐将放出二氧化碳，留下氧化钙和氧化镁的混合物。这些氧化物作为耐火材料的用途是人们熟知的，但是不适于用作胶结材料。如果白云石在较低温度下加热，则并非所有的碳酸盐会分解生成二氧化碳。实际上，值得注意的是，可控制加热，使得碳酸镁先于碳酸钙释放二氧化碳。因此，一般在500℃至800℃的温度范围内加热，可使碳酸镁优先分解。控制优先分解，将白云石转变成一种含有碳酸钙和苛性氧化镁的组合物，制成一种可定形组合物。白云石的优先分解可通过添加剂如某种无机盐来增强。合适的盐是氯化钠，它可在加热前以0.1％-5％加入。加入的盐看来是选择性地降低碳酸镁的脱碳酸化温度，而对碳酸钙的较高脱碳酸化温度没有显著影响。盐可将两者的脱碳酸化温度差别从100℃提高至200℃。合适的苛性氧化镁中宜含有2-50％的二氧化碳留在碳酸镁中，较佳的为23-28％。尽管其分子结构很难预计，但是该结构可能是碳酸钙、氧化镁和碳酸镁的混合物。残留在组合物中的二氧化碳含量对其各种参数例如硬度、和定形速度有影响。20-30％的残留二氧化碳可为许多用途提供合适的定形速度。二氧化碳含量增高将增大定形速度，减少二氧化碳的含量将降低定形速度。组合物也可通过使碳酸钙和预先制成的苛性氧化镁混合来制成。在这种方法中，苛性氧化镁的制法是对碳酸镁加热，赶走部分二氧化碳直至获得所需程度的煅烧。在另一个不同的方法中，天然的白云石可以按上述方法加热，产生一种含碳酸钙和苛性氧化镁的组合物，如果天然白云石是含镁不足的(例如低镁白云石)，可另行加入一些苛性氧化镁。例如，可对含有65％碳酸钙、30％碳酸镁以及杂质的低镁白云石矿煅烧，使得其中的镁部分转变成煅烧过的苛性氧化镁，但是还基本上残留2-20％镁中原来含有的二氧化碳。既然可以加入苛性氧化镁和碳酸钙，并可改变这两者的混合比例，就可以提供一种具有所需混合预定重量比或百分比的组合物来用作水泥。组合物的粒径可以按需要改变。50-70微米的合适粒径，且有90％通过60微米的筛子，这就使得组合物适用于各种用途。如果需要，组合物可以研磨至所需粒径，而且研磨可以在处理之前或之后进行。也可设想其它的粒径范围，例如10-1000微米。10-90％苛性氧化镁和90-10％的碳酸钙的范围可以采用，较佳的混合物为60-70％苛性氧化镁和30-40％碳酸钙。例如，若一吨白云石含有650千克碳酸钙(CaCO3)和300千克碳酸镁(MgCO3)，加上5％杂质。碳酸镁含有156.57千克的CO2。当这些二氧化碳的95％除去后，重量将减少148.74千克。则白云石煅烧后的重量是851.26千克，它含有650千克碳酸钙和143.3千克氧化镁以及50千克杂质。(CaCO3650kg/MgO143.43kg+8.8285kg+杂质50kg＝851.26。)例子白云石1000千克＝650千克煅烧前的碳酸钙300千克碳酸镁+50千克杂质煅烧后＝650千克碳酸钙151.258千克苛性(MgO+7.8 CO2)+所需重量的选择性苛性氧化镁+杂质50千克可制成有用的组合物，其中苛性氧化镁为碳酸钙重量的2％至300％。组合物可制成干的细粉(即与波特兰水泥一样)。在组合物中可加入各种添加剂。添加剂可促进形成作用强的胶结材料，并有助于组合物进行再结晶，使其定形。在定形过程中，各种加入的填充剂(包括有机填充剂、无机填充剂、固体和液体填充剂、放射性填充剂、毒性填充剂等等)可留在定形骨架中。有一种添加剂可是一种硫酸化物，其加入比例为0.01％直至10％。合适的硫酸化物包括硫酸或金属硫酸盐如硫酸镁或硫酸铝。另一种需要用的添加剂是在组合物中作为碳酸化源物质促进定形过程的物质。可分解或反应生成二氧化碳的碳酸盐是较佳的。一种合适的添加剂可以是金属碳酸盐如碳酸钠。另一种合适的添加剂可以包括可反应产生二氧化碳的羧酸或聚羧酸。碳酸钠的另一个优点是它可以中和任何游离的石灰(CaO)，而石灰对定形过程是不利的，它发现存在于在某类可能采用的填充剂(例如煤灰)中。其它添加剂可包括柠檬酸、柠檬香酸(lemon acid)、乙酸、乙醇酸、草酸和其它二羧酸或聚羧酸，或其它酸化剂。这些添加剂的加入量在0.01-5％。如果添加剂(例如柠檬酸或柠檬香酸)是固体，它们可预先研本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：D·雷什希，
申请(专利权)人：多乐麦曲克斯国际有限公司，
类型：发明
国别省市：