本发明专利技术涉及用于制造爆裂趋势降低的基于碳酸钙和／或碳酸镁的材料的方法，其中利用至少一种选自碱金属化合物和／或酸和／或碱土金属化合物的添加剂对所述基于碳酸钙和／或碳酸镁的材料进行处理，其中所述添加剂的量为所述基于碳酸钙和／或碳酸镁的材料的０．０５重量％至５重量％。此外还涉及可通过该方法获得的、爆裂趋势降低的材料，以及该材料在玻璃制造中的用途。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制造爆裂趋势(deer印itation tendency)降低的基于碳酸钙和/或碳酸镁的材料。此外，本专利技术涉及爆裂趋势降低的基于碳酸钙和/或碳酸镁的材料以及这种材料在制造玻璃(特别是钠钙玻璃或浮法玻璃)中的用途。
技术介绍
通常，爆裂被认为是无机晶格在经受高温时所发生的破裂。有多种易于爆裂的无机材料。本专利技术涉及降低基于碳酸钙和/或碳酸镁的材料(优选碳酸钙和/或碳酸镁，特别是白云石和石灰石)的爆裂趋势。由于碳酸钙和/或碳酸镁是重要原料，尤其是用于制造玻璃的重要原料，因此从技术原因来讲，含有碳酸钙和/或碳酸镁的材料的爆裂趋势是不利的。在制造玻璃期间，温度会超过1，400 0C。通常，在这些温度下，部分碳酸钙和/或碳酸镁在熔融之前会爆裂破碎， 这将导致许多不利的方面。由于碳酸钙和/或碳酸镁的爆裂(尤其是在制造玻璃期间)伴随着形成更多的粉尘，因此该爆裂过程是人们所不期望的。由于某些原因，粉尘的形成对于制造玻璃来说是不利的。一方面，粉尘与燃烧气体形成气溶胶(所谓的飞散(carry over))，从而使粉尘离开熔融工艺——这将导致材料损失。另一方面，配合料(batch)飞散会使得热交换设备中的同流换热器/交流换热器中存在杂质。这会加剧堵塞，降低热交换，并增加了对设备进行清洁所付出的劳动。特别是在制造玻璃期间，因爆裂而导致的粉尘形成量增多的另一个不利方面在于碱性颗粒的飞散量增加，这加剧了对上层结构耐火材料的腐蚀，从而降低了玻璃熔炉的寿命。另外，耐火材料受腐蚀会导致形成多种玻璃缺陷，对于上层结构顶部 (superstructures crown)来说也是如此。为了降低白云石和石灰石的爆裂趋势，已经有人建议在使用之前对这些材料进行热预处理。这样做时，在实际生产工艺中在对材料进行热转化之前，材料的临界部分就会发生爆裂破碎。由于需要额外的加热步骤，而出于环境和经济方面的原因，这种额外加热是人们所不期望的，因此该方法是不利的。另一种方法利用了所使用的碳酸钙和/或碳酸镁的一次粒度与它们的爆裂趋势之间的联系。具体而言，临界一次粒度(critical primary particle size)小于Imm的白云石和石灰石颗粒会表现出更高的爆裂趋势。对于一次粒度大于90 μ m(尤其为大于150 μ m) 并小于600 μ m(尤其是小于500 μ m)的白云石，甚至可以观察到更高的爆裂趋势。就石灰石而言，最临界一次粒度通常为150μπι至1180μπι，尤其为425μπι至850μπι。例如，通过筛分或空气分级来降低这种临界一次粒度在总的一次粒度分布中的量，从而可以降低白云石和/或石灰石的爆裂趋势。然而，该方法存在严重的不利方面通常，用来制造玻璃的原料白云石颗粒中的约30重量％至60重量％会显示出上述临界粒度。因此，会浪费大量的原料白云石，因此这种方法也不能令人满意。德国专利文献DE 1920 202 Al描述了一种利用碱性无机组合物制造无机玻璃 (尤其是钠钙玻璃)的方法，所述碱性无机组合物用作碱金属氧化物和碱土金属氧化物的来源。在该方法中，碱土金属氧化物的来源(石灰和/或白云石)与碱金属氢氧化物水溶液(Na(OH))反应。所使用的碱金属氢氧化物的量提供了玻璃制造所需的碱金属助熔剂总量的至少50重量％。如果使用在该方法中获得的反应产物来代替在玻璃制造过程中通常所使用的石灰和/或白云石，则可以降低配合料爆裂的趋势。上述方法的重要特征为仅使用了玻璃制造所需要的一种原料源。这种原料源已包含了含量适于玻璃制造的钙和钠。然而，由于大量钠金属氢氧化物的使用需要在技术上付出相当大的努力，因此这种方法也是不利的。德国专利文献DE 24 59 840描述了一种制造丸粒状配合料的方法，其中使用了浓氢氧化钠溶液对玻璃配合料的所有组分进行处理。调节氢氧化钠的量，使得可通过与氧化钠相当的氢氧化钠来提供配合料中所需要的全部量或至少主要量的氧化钠。以这种方式制得的丸粒表现出了降低的粉尘释放趋势。该方法的不利方面也在于使用了单一的原料源，因此要使用大量的氢氧化钠。碳酸钙和/或碳酸镁与氢氧化钠的反应产物的制造以及这些反应产物在制造玻璃中的用途也在德国专利文献DE 26 50 224 Al、美国专利文献US 3 726 697和US 3 573 887中有所描述。所有这些方法的不利方面都是使用了大量氢氧化钠。德国专利文献DE 1 471 844 Al描述了对含有适于玻璃制造的可玻璃化物质 (vitrifiable mass)的混合物进行酸性气体气氛处理，其中所述可玻璃化物质包含金属氢氧化物。根据该文献，该方法所要实现的目的是抑制可玻璃化物质成分在熔融之前发生偏析。德国专利文献DE 32 09 618 Al描述了用于稳定农业用丸粒和构建由粉状矿物材料(例如白云石或碳酸盐)构成的结构的方法。使用至少部分不溶的矿物(例如稀酸或碱)层对丸粒或颗粒的表面进行涂覆，从而防止了大气中的水分或其他成分进入丸粒材料中，由此可以提高材料的耐机械性能和化学稳定性。该文献中没有描述可以实现矿物材料爆裂趋势的降低。德国专利文献DE 42 08 068 Al描述了通过如下步骤使碱土金属碳酸盐(尤其是碳酸钡和碳酸锶)成粒的方法加入粘结剂并且任选地加入水，并通过机械力作用或通过堆积造粒(accretional granulation)同时干燥从而使碳酸盐材料成粒，之后任选地对颗粒进行高温处理。作为粘结剂，可以使用碱金属氢氧化物或水玻璃。因为初始材料来自于沉淀工艺，因此初始材料为细粒状的，其本身就不易于发生爆裂。因此，在该文献中所描述的方法并没有导致初始材料爆裂趋势的降低。
技术实现思路
本专利技术的根本目的在于提供一种通过经济和符合生态学的方式来降低基于碳酸钙和/或碳酸镁的材料的爆裂趋势的方法。该目的是通过这样一种制造爆裂趋势降低的、基于碳酸钙和/或碳酸镁的材料 (尤其是白云石和石灰石)的方法来实现的，其中利用至少一种选自碱金属化合物和/或酸和/或碱土金属化合物中的添加剂来对该材料进行处理，其中相对于所述基于碳酸钙和 /或碳酸镁的材料的量，所述添加剂的量为0. 05重量％至5重量％。在本专利技术的表述中，基于碳酸钙和/或碳酸镁的材料优选是指这样的物质其含有超过85重量％、优选为90重量％至99重量％、最优选为95重量％至98重量％的碳酸钙和/或碳酸镁。出乎意料地发现，通过以低达所述基于碳酸钙和/或碳酸镁的材料的0. 05重量％ 至5重量％的量使用至少一种选自碱金属化合物、酸和/或碱土金属化合物中的添加剂对该基于碳酸钙和/或碳酸镁的材料(尤其是白云石)进行处理，能够有效地降低该材料的爆裂趋势。根据目前的知识，还不能确切地解释本专利技术方法中爆裂趋势降低的机理。可能的解释包括在该材料的表面上形成了涂膜和/或发生了化学反应。最可能的情况是，该机理取决于所使用的原料和条件。根据本专利技术的优选实施方案，对基于碳酸钙和/或碳酸镁的材料所进行的处理涉及利用至少一种选自碱金属化合物和/或酸和/或碱土金属化合物中的添加剂对该材料进行涂覆，其中相对于所述基于碳酸钙和/或碳酸镁的材料的量，所述添加剂的量为0. 05重量％至5重量％。在本专利技术的表述中，“涂覆”意味着包括形成涂膜(可能是部分形成涂膜)，所述涂膜含有本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于制造爆裂趋势降低的基于碳酸钙和／或碳酸镁的材料的方法，特征在于，使用至少一种选自碱金属化合物和／或酸和／或碱土金属化合物的添加剂对基于碳酸钙和／或碳酸镁的材料进行处理，所述添加剂的量为所述基于碳酸钙和／或碳酸镁的材料的量的０．０５重量％至５重量％。
【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：阿恩德·皮克布雷内，
申请(专利权)人：莱茵石灰有限公司，
类型：发明
国别省市：DE
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