專利名稱：粘土組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于鈍化(pacify)由有機(jī)鹵代硅烷和鹵代硅烷合成得到的床層廢料的方法、含有床層廢料的組合物以及床層廢料的用途。
背景和現(xiàn)有技術(shù)有機(jī)鹵代硅烷、鹵代硅烷和特別是甲基氯代硅烷是生產(chǎn)硅酮聚合物的結(jié)構(gòu)單元。有機(jī)鹵代硅烷和鹵代硅烷在商業(yè)上用通常稱為“直接法”的方法來生產(chǎn)；在這一方法中，任選在催化劑存在下硅金屬與有機(jī)鹵化物或氯化氫反應(yīng)。直接法在本專業(yè)中是大家熟悉的，并在專利文獻(xiàn)中很好地描述。
例如在用直接法商業(yè)生產(chǎn)甲基氯代硅烷中，在催化劑存在下，在200-500℃下，在流化床中通入甲基氯氣體使硅粉流化來使磨細(xì)的硅金屬粉末與甲基氯反應(yīng)。在反應(yīng)結(jié)束時(shí)，在流化床中仍有床層廢料。當(dāng)制備鹵代硅烷時(shí)，也采取類似的步驟，并產(chǎn)生類似的床層廢料。
在甲基氯代硅烷的商業(yè)生產(chǎn)中，在從流化床反應(yīng)器中除去甲基鹵代硅烷以后，仍留在流化床反應(yīng)器中的床層廢料主要含硅金屬和二氧化硅，以及少量其他物質(zhì)例如催化劑(如果使用的話)、未反應(yīng)的有機(jī)鹵化物、碳?xì)埩粑?、雜質(zhì)和反應(yīng)產(chǎn)物。
大家都知道，如果床層廢料仍處于未鈍化的狀態(tài)，它可能是有危險(xiǎn)的。當(dāng)與水汽例如大氣中的水汽接觸時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生氫氣，以及它極易在大氣中氧化，即自動(dòng)加熱，存在潛在的起火危害。因此，通常通過與堿性物質(zhì)例如石灰水溶液在加熱下反應(yīng)抑制(quench)使床層廢料鈍化。
典型的抑制方法在EP 428337(Dow Corning)中公開，其中床層廢料在堿性水溶液中在攪拌下加熱，然后用過濾法從加熱的堿性水溶液中分離床層廢料，壓制成濾餅，并老化使任何殘留的化學(xué)活性下降。但是，這樣的抑制方法費(fèi)時(shí)，堿性溶液通常需與床層廢料接觸6-12小時(shí)，同時(shí)金屬硅中和并轉(zhuǎn)變成二氧化硅。在中和以后，床層固體物料必需通過過濾法分離，含水濾液總是含有一些來自床層廢料的金屬。在濾液可排放到環(huán)境以前，它們必需通過水處理步驟除去。在過濾以后，大量的水留在固體床層廢料中，它們大大增加了需要運(yùn)輸?shù)牟牧系闹亓俊Ｒ虼?，抑制方法常常在?jīng)濟(jì)上是高費(fèi)用的。
俄國專利2118561(俄國聯(lián)邦國家科學(xué)中心)公開了一種用于?；袡C(jī)鹵代硅烷合成得到的堅(jiān)硬廢料的方法。通過與含有5-40％(重量)堿性劑的含水劑混合，使堅(jiān)硬的廢料?；捎差w粒物(例如約5-40毫米)，堿性劑選自氫氧化鈉、硅酸鈉、氫氧化鈣及其混合物。?；谶m合的造粒機(jī)例如轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)中進(jìn)行，然后焙燒生成的顆粒物。鈍化的顆粒材料適用于在銅冶煉中銅和硅的重復(fù)使用，適用于硅的再生熔融以及適用于作為硅鐵、銅等的來源的冶煉法。
為了有助于?；?，可將粘合物質(zhì)例如膨潤土、石灰、蛋粘土、白云石粉、粘土(clay)或其混合物加到要?；幕旌衔镏?。將膨潤土(在實(shí)施例5中)和粘土(在實(shí)施例7中)加到造粒機(jī)中，其最大數(shù)量分別為加到造粒機(jī)中全部材料的8.8和8.1％(重量)。即使在干燥和焙燒過程中除去所有的水，在實(shí)施例5和7的產(chǎn)物中膨潤土和粘土的最大含量也分別為9.7和8.9％(重量)。
RU 2118561公開的方法仍是費(fèi)時(shí)費(fèi)錢的。它仍使用堿性水溶液，并使很多硅金屬轉(zhuǎn)變成二氧化硅。此外，它還必需進(jìn)行顆粒物焙燒。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)一種經(jīng)濟(jì)有利的床層廢料的鈍化(pacify)方法，所述的方法還提供工業(yè)上適用的最終產(chǎn)物。他們已發(fā)現(xiàn)，與單獨(dú)的床層廢料相比，床層廢料與粘土(clay)混合使床層廢料鈍化，以及生成的粘土組合物是非自加熱的，釋放的氫氣數(shù)量大大減少。所述的方法是相對(duì)迅速的，從新鮮進(jìn)料到鈍化產(chǎn)物的加工時(shí)間通常小于10分鐘。此外，所述的方法不需要使用堿性水溶液，鈍化材料的水含量低，從而使最終應(yīng)用的運(yùn)輸費(fèi)用和加工費(fèi)用下降。與現(xiàn)有技術(shù)的方法不同，在本發(fā)明的方法中，床層廢料的所有或大部分硅金屬都被保留，其性質(zhì)可利用。此外，還不需要焙燒本發(fā)明的鈍化材料。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種含床層廢料和至少10％(重量)粘土的粘土組合物。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種含床層廢料的陶瓷組合物。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種鈍化床層廢料的方法，所述的方法包括床層廢料直接與粘土混合。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種制備陶瓷的方法，所述的方法包括制成含有床層廢料的預(yù)陶瓷制品，然后將制品在升溫下烘烤。
發(fā)明詳述定義正如這里使用的，“床層廢料”指在直接法反應(yīng)制備有機(jī)鹵代硅烷和/或鹵代硅烷中，在流化床中由硅金屬與有機(jī)鹵化物或氯化氫反應(yīng)生成的流化床中的殘?jiān)稀?br> 正如這里使用的，“粘土(clay)”為其詞典定義，也就是它指各種形式的水合鋁硅酸鹽，例如通式Al2O3SiO2·χH2O的水合鋁硅酸鹽，其中χ為水合度。
正如這里使用的，“陶瓷”為其詞典定義，也就是通過熱(例如燒成)對(duì)土質(zhì)原料作用制備的堅(jiān)硬的脆質(zhì)產(chǎn)物，其中硅及其氧化物和硅酸鹽占主要位置。
粘土組合物本發(fā)明的粘土組合物含有床層廢料和至少10％(重量)粘土。
通常已知的粘土例子包括漂白土、膨潤土、高嶺土(瓷土)和硅藻土。一種優(yōu)選用于本發(fā)明的粘土為膨潤土。
粘土在粘土組合物中的含量可隨所述的未鈍化的床層廢料的活性和粘土的類型變化。適宜的是，粘土組合物含有至少10％(重量)、更優(yōu)選至少15％(重量)、更優(yōu)選至少20％(重量)粘土。適宜的是，粘土組合物含有10-90％(重量)、優(yōu)選15-70％(重量)、更優(yōu)選15-60％(重量)、更優(yōu)選20-60％(重量)粘土。
如上所述，床層廢料含有硅金屬和硅氧化合物，以及少量其他物質(zhì)例如催化劑(如果使用的話)、未反應(yīng)的有機(jī)鹵化物、碳?xì)埩粑?、雜質(zhì)和反應(yīng)產(chǎn)物。通常，典型的床層廢料可含有約50％硅金屬和硅氧化物，以及少量銅催化劑(如果使用的話)、鐵、碳、氯化鋁、甲基氯以及氯代硅烷和/或聚硅烷。
適宜的是，床層廢料在粘土組合物中的數(shù)量為粘土組合物的10-90％(重量)、優(yōu)選20-80％(重量)、更優(yōu)選30-70％(重量)。
適宜的是，在粘土組合物中粘土與床層廢料的重量比為10∶1至1∶10、優(yōu)選5∶1至1∶5、更優(yōu)選3∶1至1∶3。已發(fā)現(xiàn)特別適用的范圍是2∶1至1∶2，例如1∶1。
粘土和床層廢料宜占粘土組合物的至少50％(重量)、更優(yōu)選至少60％(重量)、更優(yōu)選至少70％(重量)。粘土組合物可含有其他組分，例如水。在一優(yōu)選的實(shí)施方案中，粘土組合物含有占粘土組合物的10-40％(重量)、優(yōu)選15-30％(重量)、更優(yōu)選20-25％(重量)的水。水可單獨(dú)加入和/或通過一部分或全部粘土以漿液形式而不是以“干”形式加入。
鈍化床層廢料所需的粘土數(shù)量隨粘土的類型和性質(zhì)變化。考慮要鈍化的床層的一個(gè)方法是它達(dá)到非自動(dòng)加熱狀態(tài)。在本發(fā)明內(nèi)，當(dāng)床層廢料滿足European ADR Division 4.2試驗(yàn)對(duì)危險(xiǎn)品制定的規(guī)定時(shí)，它被認(rèn)為是非自動(dòng)加熱的(“有關(guān)危險(xiǎn)品運(yùn)輸?shù)慕ㄗh，試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)”，(1995)，聯(lián)合國，紐約和日內(nèi)瓦，ISBN92-1-139049-4)。簡單地說，將4立方英寸的床層廢料和粘土混合物在140℃下烘烤24小時(shí)。立方體的溫升低于烘烤溫度以上60℃內(nèi)，即它仍低于200℃，被認(rèn)為是非自動(dòng)加熱的。
粘土用于鈍化“未鈍化的”床層廢料是十分優(yōu)選的。在本發(fā)明中，“未鈍化的”指床層廢料基本上未處理的。特別是，床層廢料未用任何含水堿性劑處理(抑制)。
陶瓷組合物可將床層廢料結(jié)合到各種陶瓷中。但是，可用于本發(fā)明方法的特別有用的陶瓷例如包括結(jié)構(gòu)粘土產(chǎn)品(磚、瓦、紅泥陶、建筑磚)、白色陶瓷器(餐具、化學(xué)瓷和電器瓷)、瓷釉和耐火材料(耐高溫的材料)。更具體地說，這樣一些陶瓷例如屋面板、砌筑磚(masonry brick)、蓋磚、鋪地磚(paver)、薄片磚(wafer brick)、板和導(dǎo)管都可從本發(fā)明的方法得到好處。
由含有床層廢料的預(yù)陶瓷混合物制得的陶瓷可比不含床層廢料的陶瓷有許多有利的性質(zhì)。這樣的陶瓷可有較高的壓縮強(qiáng)度、較低的水吸附量和較低的風(fēng)化程度。例如，由含床層廢料的預(yù)陶瓷混合物制得的磚可具有所有這些優(yōu)點(diǎn)。陶瓷組合物含有粘土是十分優(yōu)選的。已發(fā)現(xiàn)在這樣的粘土基陶瓷中，床層廢料的應(yīng)用是特別有利的。所以，優(yōu)選的預(yù)陶瓷混合物含有粘土和床層廢料。
陶瓷具有較低的風(fēng)化性和浸出性是重要的。風(fēng)化性(白花)是由于材料的風(fēng)化生成的粉末物質(zhì)，也就是由于化學(xué)變化或溶液蒸發(fā)，被粉末或晶體包以外殼。風(fēng)化的機(jī)理常常是復(fù)雜的。但是，主要的原因之一看來是溶液中的水溶性鹽帶到陶瓷的表面，并通過蒸發(fā)沉積在表面。
在各種磚中，白花是水溶性鹽的白色結(jié)晶沉積物，有時(shí)可在磚表面看到。通過與二氧化碳反應(yīng)，鹽通常在表面上變成水不溶的，所以不會(huì)被例如雨水洗掉。這是很難看的，并可在暴露到氣候的蓋磚中產(chǎn)生特殊的問題。此外，在某些陶瓷制品中存在的某些釩和鉬化合物可產(chǎn)生綠色沉積物，通常稱為“綠色污點(diǎn)”。偶爾可出現(xiàn)“褐色污點(diǎn)”，它由錳化合物的沉積物產(chǎn)生。我們已發(fā)現(xiàn)，床層廢料的存在可使風(fēng)化和浸出程度下降，即使在相對(duì)低的含量下，例如小于預(yù)陶瓷混合物的3％(重量)。就管理和環(huán)境保護(hù)來說，這一點(diǎn)對(duì)任何陶瓷都是有利的，而對(duì)磚特別是蓋磚是特別有利的。
風(fēng)化性可測(cè)量如下將一部分陶瓷制品例如體積的三分之一在蒸餾水中浸泡一周。然后將制品在室溫下干燥，通過觀察鹽沉積物(通常在大多數(shù)情況下為白色點(diǎn))覆蓋的表面積來檢驗(yàn)風(fēng)化表面。
根據(jù)本發(fā)明，陶瓷的壓縮強(qiáng)度可用DIN 105測(cè)量但是，對(duì)于處理來說，床層廢料是危險(xiǎn)的物質(zhì)，因此在陶瓷制備中，優(yōu)選的添加物是粘土/床層廢料混合物，即本發(fā)明的粘土組合物。在陶瓷制備中用作添加物的優(yōu)選粘土組合物含有這樣的粘土/床層廢料混合物，其重量比為3∶1至1∶3、更優(yōu)選2∶1至1∶2，1∶1是特別優(yōu)選的。
因此，本發(fā)明的粘土組合物不僅提供一種鈍化床層廢料的經(jīng)濟(jì)有利的方法，而且還適合在陶瓷制備中作為添加物。
加到預(yù)陶瓷混合物(加熱生成陶瓷)中的床層廢料數(shù)量宜為預(yù)陶瓷混合物的0.5-10％(重量)、優(yōu)選1-4％(重量)、更優(yōu)選1-2.5％(重量)。在陶瓷中存在的床層廢料數(shù)量宜為預(yù)陶瓷混合物的0.2-10％(重量)、優(yōu)選1-4％(重量)、更優(yōu)選1-2％(重量)。
可將其他添加物結(jié)合到陶瓷組合物，使陶瓷具有其他有利性質(zhì)?？赏ㄟ^將添加物混合到含有床層廢料(加到預(yù)陶瓷混合物中的)的粘土組合物中，或通過將添加物直接加到預(yù)陶瓷混合物中，與含床層廢料的粘土組合物分開加入，使添加物加入。
優(yōu)選的添加物為直接法生成的其他材料得到的直接法殘?jiān)z，即直接法殘?jiān)?DPR)。DPR含有由直接法生產(chǎn)的更高沸點(diǎn)的鹵代硅烷。DPR例如用石灰溶液中和，使其活性下降，然后脫水得到凝膠-固體混合物，它為“DPR凝膠”。在本專業(yè)中，中和DPR的方法是大家熟悉的，例如參見US 4408030(Dow Corning)、US 4690810(Union Carbide)和US 5876609(General Electric)。在一優(yōu)選的實(shí)施方案中，在結(jié)合到預(yù)陶瓷混合物中以前，將DPR與含有床層廢料的粘土組合物預(yù)混合。
其他可加到預(yù)陶瓷混合物中的適用添加物隨要生產(chǎn)的陶瓷材料的性質(zhì)變化。例如，在磚的制造中，可將燒結(jié)劑加到預(yù)陶瓷混合物中。適用的燒結(jié)劑包括硼酸和硼酸鈉，硼酸的適合數(shù)量為不超過預(yù)陶瓷混合物的1.0％(重量)、優(yōu)選最多至0.5％(重量)。另一適合的添加物為碳酸鋇，它還可降低風(fēng)化(白花)數(shù)量。
鈍化床層廢料的方法本發(fā)明還提供一種鈍化床層廢料的方法，所述的方法包括床層廢料與粘土混合。
當(dāng)床層廢料與粘土混合時(shí)，十分優(yōu)選它是未鈍化的，即它甚至未部分用抑制劑處理。
用任何適合的混合設(shè)備例如靜態(tài)混合器、盤式研磨機(jī)或指形混合器泥料研磨機(jī)將粘土和床層廢料簡單地混合在一起。
適宜的是，床層廢料和粘土與水混合。加入水的數(shù)量宜占全部組合物的10-40％(重量)、優(yōu)選15-30％(重量)、更優(yōu)選20-25％(重量)。
在一優(yōu)選的實(shí)施方案中，用擠壓機(jī)使粘土組合物混合。當(dāng)使用擠壓機(jī)時(shí)，粘土組合物含有水(宜為上述數(shù)量)是重要的。優(yōu)選的是，當(dāng)使用擠壓機(jī)時(shí)，床層廢料和粘土預(yù)混合，并且至少一些水、優(yōu)選將粘土組合物中最終水的相當(dāng)大部分在粘土組合物加到擠壓機(jī)中以前加到和混合到預(yù)陶瓷混合物中。水可單獨(dú)加入和/或通過使用粘土漿液加入。當(dāng)使用擠壓機(jī)使本發(fā)明的粘土組合物混合時(shí)，已發(fā)現(xiàn)20-25％(重量)、特別是22-25％(重量)的水量是特別適宜的。
擠壓法的優(yōu)點(diǎn)在于，可制得方坯或塊(片)狀的最終粘土組合物產(chǎn)物，它們易于處理和貯存?？捎萌魏芜m合的設(shè)備例如螺桿進(jìn)料器、稱量帶式進(jìn)料器和振動(dòng)進(jìn)料器將添加物送入該工藝中?？赏ㄟ^將添加物送入擠壓工藝上游將添加物結(jié)合到經(jīng)擠壓的方坯或塊中，或它們可在擠壓機(jī)以后與方坯結(jié)合，適合特殊的應(yīng)用。
制備陶瓷的方法本發(fā)明還提供一種制備陶瓷的方法，所述的方法包括制成含有床層廢料的預(yù)陶瓷制品，然后在升溫下烘烤所述的制品。
適宜的是，床層廢料作為床層廢料和粘土的混合物加入，其中如上所述，粘土用來使床層廢料鈍化。
預(yù)陶瓷混合物可用任何適合的設(shè)備制備，例如盤式研磨機(jī)、泥料研磨機(jī)和指形研磨機(jī)。
將預(yù)陶瓷制品轉(zhuǎn)變成陶瓷制品所需的烘烤溫度將隨所述的特定預(yù)陶瓷制品和制備的陶瓷制品的類型變化。典型的烘烤溫度為850-1300℃。對(duì)于含有床層廢料的陶瓷例如屋面板、砌筑磚、蓋磚、鋪地磚等的制備來說，通常需要至少850℃例如850-1100℃的熱處理溫度。
重要的是，在不需要對(duì)現(xiàn)存的陶瓷制造方法作顯著工藝改變或增加任何顯著生產(chǎn)費(fèi)用的情況下，可將床層廢料結(jié)合到陶瓷組合物中。
現(xiàn)在用以下實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。
實(shí)施例實(shí)施例1床層廢料的鈍化兩種粘土/床層廢料混合物批料制備如下。將35％(重量)球狀粘土(ball clay)和65％(重量)床層廢料(批料1)和25％(重量)球狀粘土和75％(重量)床層廢料(批料2)稱重加到封閉的混合室(有混合軸的聚丙烯鼓)中，然后干混約3分鐘。將所用的球形粘土磨碎并干燥，即不大于2％(重量)水(ex WBB & Co plc，Devon，UK)。然后將整個(gè)混合物25％(重量)的水加入，再將混合物混合5分鐘。所有的混合都在氮?dú)庀逻M(jìn)行。生成的混合物為粉末狀，但不是塵狀的，將它們從封閉混合室中除去，然后通過雙螺桿擠壓機(jī)、隨后用泥料研磨機(jī)和最后用另一擠壓機(jī)再混合三次。將生成的擠出物切成適合的樣品尺寸。
然后對(duì)100克批料1和2的樣品進(jìn)行隨時(shí)間變化的氫氣產(chǎn)生試驗(yàn)(用氣密的注射器取氣體樣，然后注入氣相色譜儀進(jìn)行分析)。結(jié)果列入下表1和2。
此外，將500克批料1樣品進(jìn)行由于床層廢料的自加熱產(chǎn)生的隨時(shí)間的任何溫升試驗(yàn)，使用兩個(gè)溫度探針。作為比較，還測(cè)量了室溫。結(jié)果列入下表3。
表1批料1的氫產(chǎn)量

表2批料2的氫產(chǎn)量

表3批料1的自加熱

實(shí)施例2非自加熱試驗(yàn)將未處理的床層廢料放在2×2立方英寸(立方)體中，然后在爐中加熱到140℃。約1小時(shí)后，床層廢料達(dá)到約850℃。這一材料對(duì)United Nations ADR Division 4.2self-heating試驗(yàn)失效，因?yàn)榉艧岢^烘烤溫度以上60℃，通常已知2×2立方英寸體時(shí)失效的材料在為4×4立方英寸體時(shí)對(duì)ADR4.2試驗(yàn)也失效。由于安全考慮，這一試驗(yàn)使用2×2立方英寸體。
將未處理的床層廢料與H.C.Spinks Clay Company，Inc.of ParisTN，USA提供的“Champion”球狀粘土混合。混合物含有80克床層廢料、144克粘土和56克水。將混合物放在4×4立方英寸體中，放入爐中并加熱到140℃。在約8小時(shí)后材料達(dá)到峰值溫度約175℃。然后將材料溫度降到140℃爐溫，并在試驗(yàn)的其余時(shí)間保持穩(wěn)定。這一點(diǎn)證明所述的材料在United Nations ADR Division 4.2 self-heating試驗(yàn)下是非自動(dòng)加熱的。
實(shí)施例3陶瓷的壓縮強(qiáng)度用以下步驟由球狀粘土(ex WBB & Co plc，Devon，UK)制備批料3陶瓷試驗(yàn)樣品將2％(重量)重量比為1∶1的膨潤土/床層廢料(用實(shí)施例1中公開的步驟制備的)的混合物加到粘土中，混合并在930℃下將混合物烘烤最長60分鐘。
為了制備批料4陶瓷試驗(yàn)樣品，重復(fù)上述試驗(yàn)樣品制備，但用2％(重量)重量比為1∶1∶0.3的膨潤土/床層廢料/DPR凝膠混合物代替上述添加物。
制備了不含添加物的對(duì)比批料A試驗(yàn)樣品，在970℃烘烤最長60分鐘。
用以下步驟測(cè)試壓縮強(qiáng)度將樣品放在擠壓機(jī)下，然后施加測(cè)量的壓力，一直到試驗(yàn)樣品破碎。結(jié)果列入表4。
表4批料A、3和4的壓縮強(qiáng)度數(shù)據(jù)

實(shí)施例4另一些陶瓷的壓縮強(qiáng)度根據(jù)實(shí)施例3的方法制備了另一些陶瓷試驗(yàn)樣品，批料5含有2％(重量)重量比為1∶1的膨潤土/床層廢料的混合物，而批料6含有4％(重量)重量比為1∶1的膨潤土/床層廢料的混合物。還制備了不含添加物的對(duì)比批料B試驗(yàn)樣品。每一批料都在1020℃下烘烤最長60分鐘。測(cè)試了每一批料的壓縮強(qiáng)度，結(jié)果列入表5。
表5批料B、5和6的壓縮強(qiáng)度數(shù)據(jù)

實(shí)施例5陶瓷的水吸附根據(jù)實(shí)施例4的方法制備了一些陶瓷試驗(yàn)樣品，批料7含有2％(重量)重量比為1∶1的膨潤土/床層廢料的混合物，批料8含有4％(重量)重量比為1∶1的膨潤土/床層廢料的混合物，而批料9只含有4％(重量)床層廢料。還制備了不含添加物的對(duì)比批料C試驗(yàn)樣品。所有的批料都制備兩份(備份)。所有的試驗(yàn)樣品的烘烤溫度都為1020℃。將試驗(yàn)樣品浸入水中，紀(jì)錄浸入前后的質(zhì)量。備份批料(稱為(a)和(b))的結(jié)果列入表6。
表6批料C和7-9((a)和(b))的水吸附數(shù)據(jù)

實(shí)施例6陶瓷的風(fēng)化性如實(shí)施例1所述，制備了比例為3∶7的球狀粘土/床層廢料混合物(球狀粘土ex WBB & Co plc，Devon，UK)。將3％(重量)這種添加物混合物加到三種不同的粘土中，制成批料10、11和12陶瓷試驗(yàn)樣品。還由每種粘土制備了不含任何添加物的對(duì)比批料D-10、D-11和D-12陶瓷試驗(yàn)樣品。將樣品在970或1040℃下烘烤。通過將試驗(yàn)樣品部分浸在水中來測(cè)量每一試驗(yàn)樣品的風(fēng)化性。水使試驗(yàn)樣品飽和，隨著水從試驗(yàn)樣品的暴露部分蒸發(fā)，鹽聚集在暴露的表面上。通過觀測(cè)鹽在試驗(yàn)樣品暴露部分上的數(shù)量來定性測(cè)量風(fēng)化性?！昂苌倭俊憋L(fēng)化意味著含水不溶性鹽的白色斑點(diǎn)在表面上剛好可檢測(cè)出；“少量”風(fēng)化意味著最多到2％表面被白色斑點(diǎn)覆蓋；“中量”風(fēng)化意味著2-10％表面被白色斑點(diǎn)覆蓋；“大量”風(fēng)化意味著大于10％表面被白色斑點(diǎn)覆蓋。結(jié)果列入表8。
表8批料D和10-12的風(fēng)化數(shù)據(jù)

實(shí)施例7在砌筑磚上的壓縮試驗(yàn)通過將各種添加物混合到含有18-22％(重量)水的膨潤土基專有粘土中制成以下的砌筑磚批料。批料13含有1.8％(重量)床層廢料和0.2％(重量)硼酸；批料14含有1重量％的重量比為1∶1的膨潤土/床層廢料混合物；批料15含有2％(重量)重量比為1∶1的膨潤土/床層廢料混合物；批料16含有2％(重量)重量比為1∶1∶0.3的膨潤土/床層廢料/DPR凝膠混合物；批料17含有1.8％(重量)床層廢料和0.2％(重量)硼酸鈉。還制備了不含添加物的對(duì)比批料E。將批料13-15在930℃而將批料16-18和E在970℃下烘烤，最長60分鐘。測(cè)試了每一批料的壓縮強(qiáng)度，結(jié)果列入表9。在每種情況下，在壓縮試驗(yàn)中，施加負(fù)荷的表面積為43厘米2。
表9批料E和13-18的壓縮強(qiáng)度數(shù)據(jù)

實(shí)施例8蓋磚的風(fēng)化性通過將各種添加物混合到三種不同的專有粘土(粘土1、2和3)中制得以下蓋磚的批料。粘土1為高塑性的粘土，并有相對(duì)高的硫酸鈉、硫酸鈣和黃鐵礦含量。這三種不同鹽的高濃度意味著由這種粘土生產(chǎn)的磚有高的風(fēng)化傾向。加到粘土中的添加物的類型和數(shù)量在下表10中詳細(xì)給出。將磚樣在1030℃(Basic和Hanson粘土)或970℃(專有混合粘土)下烘烤。通過將三分之一體積的樣品磚在蒸餾水中浸泡一周來測(cè)量每一試驗(yàn)樣品的風(fēng)化性。然后將樣品磚干燥，并檢測(cè)其表面的風(fēng)化性。結(jié)果列入表10?！昂苌倭俊憋L(fēng)化意味著含水不溶性鹽的白色斑點(diǎn)在表面上剛好可檢測(cè)出；“少量”風(fēng)化意味著最多到2％表面被白色斑點(diǎn)覆蓋；“中量”風(fēng)化意味著2-10％表面被白色斑點(diǎn)覆蓋；“大量”風(fēng)化意味著大于10％表面被白色斑點(diǎn)覆蓋。
表10三種不同粘土的風(fēng)化數(shù)據(jù)

權(quán)利要求
1.一種粘土組合物，含有床層廢料以及至少10％(重量)粘土。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的粘土組合物，其中，粘土的量為該粘土組合物的至少15重量％，優(yōu)選至少20重量％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的粘土組合物，其特征在于，粘土和床層廢料以重量比10∶1至1∶10，優(yōu)選5∶1至1∶5，更優(yōu)選以3∶1至1∶3存在。
4.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的粘土組合物，其特征在于，水以粘土組合物10-40％(重量)的數(shù)量存在。
5.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的粘土組合物，其中，該粘土選自漂白土、膨潤土、高嶺土(瓷土)和硅藻土。
6.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的粘土組合物，還包括直接法殘?jiān)z。
7.陶瓷組合物，包括床層廢料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的陶瓷組合物，其特征在于，床層廢料以陶瓷組合物的0.2-10％(重量)的量存在。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7的陶瓷組合物，還包括直接法殘?jiān)z。
10.一種鈍化床層廢料的方法，包括混合床層廢料和粘土。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中，在擠出機(jī)中至少部分混合床層廢料和粘土。
12.一種制備陶瓷制品的方法，所述的方法包括制成陶瓷預(yù)混合物的預(yù)陶瓷制品以及將該制品在升溫下烘烤，所述預(yù)陶瓷混合物含有床層廢料。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中，所述床層廢料在預(yù)陶瓷混合物中的量為預(yù)陶瓷混合物的0.5至10重量％，優(yōu)選1至4重量％。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13的方法，其中，該預(yù)陶瓷混合物還包括直接法殘?jiān)z。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中任一項(xiàng)的方法，其中，所述預(yù)陶瓷混合物包括權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的粘土組合物。
全文摘要
本發(fā)明提供一種通過粘土與床層廢料混合來使由有機(jī)鹵代硅烷和鹵代硅烷合成得到的床層廢料鈍化的方法。還提供含有至少10％(重量)粘土和床層廢料的粘土組合物，以及含有床層廢料的陶瓷組合物。
文檔編號(hào)B09B3/00GK1479702SQ01820199
公開日2004年3月3日 申請(qǐng)日期2001年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月7日
發(fā)明者H·德梅斯, H 德梅斯 申請(qǐng)人:陶氏康寧公司