[发明专利]用于制备粘结剂的方法

说明书

本发明涉及通过灼烧矿物原料混合物来制备粘结剂的方法。

例如，所述原料混合物含有油砂和油页岩。

油砂和油页岩是存在于全世界的沉积岩，并且取决于存储地区含有5mol-%至65mol-%的有机物，称为油母岩。

粘土、硅酸盐、水和烃的混合物称为油砂。因为该矿物学组成，油砂具有高比例的SiO₂，CaCO₃，Al₂O₃，和Fe₂O₃。

油页岩的无机成分主要是粘土物质，石英和长石，以及各种比例的含CaO的化合物，尤其是含有较少量的白云石和/或石膏的方解石。由此产生类似油砂的氧化组合物。因为其化学-矿物学组成，久已知晓经灼烧的油页岩在水泥工业中用作水硬粘结剂或至少作为水硬添加剂。

取决于贮藏地区，油页岩灰展示宽波动的化学组成：

成分浓度范围，%SiO₂12至51Al₂O₃5至16Fe₂O₃6至7CaO18至60MgO1至4Na₂O+K₂O1至2SO₃5至10

从而，低Ca含量的经灼烧的油页岩由凝硬特性的煅烧粘土构成，而充分高CaO含量的经灼烧的油页岩尤其由硅酸二钙和铝酸钙构成。在水泥工业中，这些相已知作为水硬品质的载体并且有针对性地进行生产。

尤其是，根据DIN EN196，经灼烧的油页岩包括在名为CEM II-T的欧洲和德国水泥标准中。在潮湿空气中储存28天之后具有至少25N/mm²的压缩强度的经灼烧的油页岩是Portland页岩水泥中的主要成分。

在灼烧油页岩/油砂时高比例的硫是有问题的。因为初始物质的异质组成，迄今所用灼烧方法不适于产生各种类型的高价值的粘结剂。

本发明的目的开发产生粘结剂的方法，即使在高比例的硫的情况下，其能够经济地操作，并且适用于针对性地产生特定品质的粘结剂。

根据本发明，该任务通过下述方法解决，其中将油页岩和/或油砂填料针对性聚结转化为一定尺寸和质地的颗粒，其中为了聚结体的机械稳定化将水份额调节至小于25%，并且在λ<1的整个方法期间，在采用逆流气化的垂直井式炉中，在还原性条件下于800℃至1500℃的温度灼烧聚结体形成粘结剂，其中通过针对性加入含CaO物质调节粘结剂特性和/或通过初始物质中存在和/或加入的CaO来结合油砂和/或油页岩的硫级分。

首先，垂直井式炉提供在定义方法条件下连续运行的方法的优势，其中包含于油页岩和/或油砂中的碳化合物能够最佳地用于产生必需的过程热。上升的气流与填料一起形成一种热交换机制并且提供反应需要的氧。

针对性的加入CaO产生两种优势。一方面，在该方法的还原性条件下进行有利的硫结合机理，其例如使得不是必须采用昂贵烟道气脱硫化。