[发明专利]复合制品及制备方法

说明书

本发明涉及一种复合制品及该制品的制备方法。

本发明尤其涉及，但不限于，一种由回收制品制成的复合制品。

本发明尤其涉及，但不限于，一种适合在高温方法中使用的复合制品。

术语“高温方法”此处理解为在高于400℃的温度，典型的为在至少600℃下操作的方法。

高温方法的例子为在例如炼钢炉的冶金炉中实施的方法。在上述方法中，本发明的复合制品意欲提供任一种或多种的含金属的单元和能源。

其他高温方法的例子为在发电站和窑炉中实施的方法，例如水泥制成的窑炉，所述方法需要的热量是由化石燃料或工程燃料产生。在上述方法中，本发明的复合制品意欲提供一种作为替代化石燃料的能源。

本发明不限于适合在高温方法中使用的复合制品。例如，本发明的复合制品还可以是适合于用作建筑材料或建筑防护材料以及耐磨材料(例如为提供耐磨性或抗腐蚀性)，例如作为木材或钢材的替代品。

本发明基于将聚合物材料作为粘合剂使用，使复合制品中的含金属材料和/或含碳材料的颗粒保持在一起，所述复合制品包括(a)聚合物材料和含金属材料或(b)聚合物材料和含碳材料或(c)聚合物材料和含金属材料以及含碳材料。

本发明还基于通过结合加热和混合所述复合制品的组分来生产这些复合制品，加热步骤足以熔化至少部分的所述聚合物材料粘合剂以促进形成所述制品。

本发明提供一种制备以下形式的复合制品的方法：(a)聚合物材料粘合剂和含金属材料或(b)聚合物材料粘合剂和含碳材料，所述方法包括加热和混合所述复合制品的组分，然后将加热后的混合物形成最终制品的形状，加热步骤足以熔化至少部分的所述聚合物材料粘合剂以促进形成所述制品。

加热和混合步骤可以按前段所述的顺序，或颠倒顺序或同时实施。

术语“含金属材料”此处理解为能在高温方法中加工的任何材料，所述高温方法例如在冶金炉中实施的制备金属制品的高温冶金方法。术语“金属”此处理解为包括金属合金。炼钢，尤其是电弧炼钢是申请人尤其关注的一种冶金方法。其他冶金方法包括，例如，碱性吹氧炼钢和炼铁的方法。本发明不限于高温冶金方法。含金属材料可以为回收材料。

生产包括聚合物材料粘合剂和含金属材料的复合制品的方法可包括将其他材料与所述聚合物材料和含金属材料混合，所述其他材料例如为除了所述聚合物粘合剂以外的碳源材料。

其他碳源可包括以下任一种或多种：生物质、粉煤灰、橡胶、纸张、焦炭粉、炭粉、煤粉、来自于打印机和影印机的色粉，以及任何其他适合的有机材料。应注意的，典型的，除了含有炭黑形式的碳以外，色粉还含有含金属的颗粒(铁氧化物)和聚合物材料。所述其他碳源可为回收材料。所述其他碳源可为未加工的材料。

所述其他材料可包括生石灰、白云石和菱镁石。

所述方法可包括控制所述方法并选择所述含金属材料当存在时)、选择含碳材料当存在时)以及选择所述聚合物材料粘合剂，以制备具有所需要的孔隙度的制品。也存在所述制品需要是无孔的情况。还存在其他情况，其中优选在诸如高温冶金法的高温方法中进行化学反应，可使制品具有一定的孔隙度水平。例如，在炉内，所述制品内部发生的化学反应是需要的，在这种情况下，一定水平的孔隙度对于促进挥发性反应产物的逸出是有利的。

所述方法可包括混合所述含金属材料和所述聚合物材料粘合剂，使得所述含金属材料在制品中均匀分散。

所述方法可包括混合所述含碳材料和所述聚合物材料粘合剂，使得所述含碳材料在制品中均匀分散。

所述方法可包括在足够高的可使聚合物材料粘合剂完全熔化的温度下，加热所述制品的组分的混合物。依据聚合物材料粘合剂、混合物的其他组分的具体选择，以及形成所述复合制品的特定方法的要求，所述温度可为任何合适的温度。例如，在所述聚合物材料粘合剂是低密度聚乙烯的情况下，典型的温度约为150-175℃。

所述方法可包括选择含金属材料和含碳材料使得这些材料在加热步骤中保持固体。

所述方法可包括控制所述方法和选择含金属材料当存在时)、选择含碳材料当存在时)以及选择聚合物材料粘合剂，以制备具有所需要的密度的制品。例如，当制品是炼钢过程的进料时，优选所述制品具有这样的密度，可使所述制品在炼钢过程中形成的熔融金属池上漂浮。

所述含金属材料和含碳材料可为颗粒形式。

作为与炼钢法相关的具体示例，所述含金属材料可为含铁颗粒的形式。

所述含铁颗粒可为粉末形式。

作为具体示例，所述含铁颗粒可为轧屑粉末或者集尘灰或者其他炼钢车间或炼铁车间副产品的形式。