ИЗГОТОВЛЕНИЕ ИЗДЕЛИЯ, СВЯЗАННОГО ПРЕИМУЩЕСТВЕННО КАРБОНАТОМ, ПУТЕМ КАРБОНИЗАЦИИ ЩЕЛОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1. Способ изготовления изделия, связанного преимущественно карбонатом, путем карбонизации, включающий следующие стадии:
- получение гранулированного материала, имеющего значение рН, большее или равное 8,3, который содержит по меньшей мере одну фазу силикатов щелочно-земельных металлов,
-12
2
- прессование гранулированного материала с получением прессованной заготовки гранулированного материала, где пористость прессованной заготовки является меньшей или равной 37 об.%, и где собственная проницаемость прессованной заготовки составляет по меньшей мере 1·10 см, и
3
2-
- взаимодействие гранулированного материала в прессованной заготовке с диоксидом углерода в присутствии воды с образованием по меньшей мере 5 мас.% карбонатов (СО ), таким образом, преобразуя прессованную заготовку в изделие, связанное преимущественно карбонатом, где на стадии взаимодействия прессованную заготовку, не насыщенную влагой в начале стадии взаимодействия, помещают в атмосферу, содержащую диоксид углерода, где указанная атмосфера находится при температуре по меньшей мере 70°С и при давлении по меньшей мере 0,5 МПа, так что указанная фаза силикатов щелочно-земельных металлов способствует образованию карбонатов, где указанное давление выше чем давление насыщенного водяного пара при указанной температуре.
2. Способ по п.1, где гранулированный материал не содержит материала, обладающего гидравлическими связующими свойствами, или содержит максимально такое его количество, что в изделии, связанном преимущественно карбонатом, образуется максимум 2,2 мас.% фаз гидрата силиката кальция, где предпочтительны значения максимум 1,5 мас.%, более предпочтительны значения максимум 1,0 мас.% и наиболее предпочтительны значения максимум 0,5 мас.%.
3. Способ по п.1, где гранулированный материал не содержит материала, обладающего гидравлическими связующими свойствами, или содержит максимально такое его количество, что прочность при сжатии изделия, связанного преимущественно карбонатом, более чем в два раза и предпочтительно по меньшей мере в три раза выше прочности такой же прессованной заготовки, обработанной в атмосфере азота, которая не содержит диоксида углерода, в таких же условиях, как на указанной стадии взаимодействия.
3
2-
4. Способ по п.1, где на стадии взаимодействия образуется по меньшей мере 10 мас.% карбонатов (СО ), предпочтительно по меньшей мере 12,5 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 15 мас.%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 20 мас.%.
5. Способ по п.1, где стадия прессования включает прессование гранулированного материала при давлении сжатия по меньшей мере 5 МПа, предпочтительно по меньшей мере 10 МПа, более предпочтительно по меньшей мере 15 МПа.
2
6. Способ по п.1, где парциальное давление CO в указанной атмосфере достигает значения, большего или равного 0,1 МПа, предпочтительно большего чем 0,3 МПа, и более предпочтительно большего чем 0,5 МПа во время стадии взаимодействия.
2
2
2
2
2
7. Способ по п.1, где по меньшей мере 37 г СО на кг сухого вещества прессованной заготовки подвергают взаимодействию с гранулированным материалом, предпочтительно по меньшей мере 74 г СО на кг сухого вещества, более предпочтительно по меньшей мере 92,5 г СO на кг сухого вещества, даже более предпочтительно по меньшей мере 111 г CO на кг сухого вещества и наиболее предпочтительно по меньшей мере 148 г CO на кг сухого вещества прессованной заготовки.
8. Способ по п.1 или 6, где указанная атмосфера находится при давлении по меньшей мере 1 МПа, предпочтительно по меньшей мере 2 МПа, более предпочтительно по меньшей мере 3 МПа, наиболее предпочтительно по меньшей мере 5 МПа.
9. Способ по п.1, где указанная атмосфера находится при температуре по меньшей мере 90°С, предпочтительно выше 100°С, более предпочтительно по меньшей мере 110°С и наиболее предпочтительно по меньшей мере 130°С.
10. Способ по п.1 или 9, где температура указанной атмосферы по меньшей мере на 10°С ниже температуры кипения воды при указанном давлении, предпочтительно по меньшей мере на 20°С, более предпочтительно по меньшей мере на 30°С и наиболее предпочтительно по меньшей мере на 50°С ниже указанной температуры кипения.
11. Способ по п.1, где на стадии взаимодействия температура указанной атмосферы циклически изменяется, так что она снижается по меньшей мере на 10°С, предпочтительно по меньшей мере на 20°С и снова повышается по меньшей мере на 10°С, предпочтительно по меньшей мере на 20°С по меньшей мере один раз.
12. Способ по п.1, где перед стадией взаимодействия прессованная заготовка имеет пористость, находящуюся в интервале от 18 об.% до 37 об.%, предпочтительно менее 33 об.%, более предпочтительно менее 30 об.%.
13. Способ по пп.1, 5 или 12, где прессованная заготовка в начале стадии взаимодействия имеет содержание влаги, находящееся в интервале от 90% до 20% насыщающей влажности, то есть содержания, при котором поры насыщены водой, предпочтительно от 80% до 20% насыщающей влажности, более предпочтительно от 80% до 40% насыщающей влажности.
14. Способ по п.1, где гранулированный материал содержит максимум 5 мас.% молотого гранулированного доменного шлака, предпочтительно максимум 2,5 мас.% и наиболее предпочтительно по существу не содержит молотого гранулированного доменного шлака.
15. Способ по п.1 или 14, где гранулированный материал содержит максимум 7 мас.% портландцемента и портландцементного клинкера, предпочтительно максимум 5 мас.%, более предпочтительно максимум 2,5 мас.% и наиболее предпочтительно по существу не содержит портландцемента и портландцементного клинкера.
16. Способ по п.1, где гранулированный материал содержит мелкую фракцию, состоящую из всех частиц гранулированного материала, имеющих размер, меньший или равный 500 мкм, где мелкая фракция включает указанную фазу силикатов щелочно-земельных металлов, и где по меньшей мере 10 об.% мелкой фракции имеют размер частиц, меньший или равный 50 мкм, предпочтительно меньший или равный 30 мкм, более предпочтительно меньший или равный 20 мкм, наиболее предпочтительно меньший или равный 10 мкм.
17. Способ по п.1 или 16, где гранулированный материал содержит мелкую фракцию, состоящую из всех частиц гранулированного материала, имеющих размер, меньший или равный 500 мкм, где мелкая фракция включает указанную фазу силикатов щелочно-земельных металлов, и где по меньшей мере 60 об.% мелкой фракции имеет размер частиц, меньший или равный 200 мкм, предпочтительно меньше или равный 150 мкм, более предпочтительно меньший или равный 100 мкм, наиболее предпочтительно меньший или равный 80 мкм.
18. Способ по п.1, где гранулированный материал включает одно или более чем одно из: шлака от процессов производства металлов, шлака от производства фосфора, зольных остатков и не угольной зольной пыли.
19. Способ по п.18, где гранулированный материал содержит по меньшей мере 20 мас.% указанных шлаков и золы, предпочтительно по меньшей мере 40 мас.%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 60 мас.%.
20. Способ по п.18 или 19, где указанный шлак включает сталеплавильный шлак, в частности, от производства нержавеющей стали.
21. Способ по п.18 или 19, где указанный шлак включает шлак от процессов производства цветного металла, такого как цинк, медь или свинец.
-12
2
-11
2
-11
2
-10
2
22. Способ по пп.1, 5 или 12, где прессованная заготовка имеет удельную проницаемость по меньшей мере 5·10 см, предпочтительно по меньшей мере 1·10 см, более предпочтительно по меньшей мере 5·10см, наиболее предпочтительно по меньшей мере 1·10 см.
-7
2
-8
2
-9
2
23. Способ по пп.1, 5 или 12, где прессованная заготовка имеет собственную проницаемость, меньшую или равную 5·10 см, предпочтительно меньшую или равную 1·10 см и более предпочтительно меньшую или равную 5·10 см.
3
2-
24. Изделие, связанное преимущественно карбонатом, полученное способом по любому из пп.1-23, содержащее по меньшей мере одну фазу силикатов щелочно-земельных металлов и по меньшей мере 5 мас.% карбонатов (СО ).
25. Изделие по п.24, где указанные карбонаты равномерно распределены по всему изделию.
26. Изделие по п.24, где зерна заключены в преимущественно карбонатной матрице, и где содержание фаз гидрата силиката кальция в преимущественно карбонатной матрице является меньшим или равным 2,2% суммарной массы изделия, предпочтительно меньшим или равным 1,5%, более предпочтительно меньшим или равным 1,0% и наиболее предпочтительно меньшим или равным 0,5% суммарной массы изделия.
27. Изделие по любому из пп.24-26, где суммарное содержание молотого гранулированного доменного шлака, зольной пыли класса F, портландцемента и портландцементного клинкера в изделии, связанном преимущественно карбонатом, составляет максимум 7 мас.%, предпочтительно максимум 5 мас.%, более предпочтительно максимум 2,5 мас.%.
28. Изделие по любому из пп.24-26, обладающее прочностью при сжатии по меньшей мере 15 МПа, предпочтительно по меньшей мере 30 МПа, наиболее предпочтительно по меньшей мере 45 МПа.
29. Изделие по любому из пп.24-26, имеющее пористость менее 27 об.%, предпочтительно менее 22 об.%, наиболее предпочтительно менее 17 об.%.
30. Изделие по любому из пп.24-26, где указанная фаза силикатов щелочно-земельных металлов проявляет зоны истощения с более низким содержанием щелочно-земельных металлов, которые находятся в контакте с карбонатной матрицей.
31. Изделие по любому из пп.24-26, где рН после погружения в деминерализованную воду на 18 ч в соотношении жидкость/твердое вещество, равном 4,5, находится в интервале от 8,3 до 11,5.
32. Изделие по п.31, содержащее шлак от производства нержавеющей стали, такое что вымывание Сr из изделия, измеренное в соответствии со стандартом DIN 38414-S4/EN 12457-4, составляет менее 0,1 мг/л, и/или вымывание Мо из изделия, измеренное в соответствии со стандартом DIN 38414-S4/EN 12457-4, составляет менее 0,15 мг/л.
33. Изделие по п.31, содержащее зольный остаток сжигателя городских твердых отходов, такое что вымывание Сu из изделия, измеренное в соответствии со стандартом DIN 38414-S4/EN 12457-4, составляет менее чем 2 мг/л, и/или вымывание Мо из изделия, измеренное в соответствии со стандартом DIN 38414-S4/EN 12457-4, составляет менее 0,15 мг/л.
34. Изделие по любому из пп.24-26, имеющее наименьшее измерение более 46 мм, предпочтительно более 100 мм, более предпочтительно более 215 мм.