骨料，特別是發(fā)泡粘土或聚苯乙烯，或者重骨料如重晶石、鐵礦石等組成。
[0037] 特別地，骨料的粒徑至少為0. 125mm或至少為0. 250mm。優(yōu)選地，骨料的粒徑至多 為125mm或至多為32mm。特別地，骨料的粒徑為0. 125-125mm、特別是0. 125-32mm、特別是 0? 125_16mm，例如 0? 1 25-8mm或 0? 125_5mm。
[0038] 在本申請(qǐng)上下文中，粒徑是通過(guò)篩分分析，特別是用具有正方形開口的篩測(cè)定的。 特別地，粒徑是由剛好由有關(guān)顆?；蛄Ｗ铀ㄟ^(guò)的試驗(yàn)篩的開口大小來(lái)表示的。
[0039] 術(shù)語(yǔ)"碳酸化"表示一種過(guò)程，其實(shí)質(zhì)上是發(fā)生在例如水泥窯中的煅燒的化學(xué)過(guò)程 的逆轉(zhuǎn)。
[0040] 特別地，"碳酸化"是指向化學(xué)化合物中引入二氧化碳或者二氧化碳與源材料的化 學(xué)反應(yīng)。因此，"碳酸化"特別表示源材料的二氧化碳處理。在某種程度上，硬化礦物粘結(jié)劑 例如砂漿或混凝土的碳酸化自然發(fā)生。然而，本文的術(shù)語(yǔ)"碳酸化"表示一種過(guò)程，其中與 自然過(guò)程相比，碳酸化是特別被增強(qiáng)或加速的。這可以通過(guò)提供過(guò)量的二氧化碳來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0041] 例如，水硬性的水泥材料形式的硬化礦物粘結(jié)劑（其主要由鈣、硅酸鹽和鋁水合 物組成）可與二氧化碳反應(yīng)，得到相應(yīng)的碳酸鹽。
[0042] 基本上，硬化的礦物粘結(jié)劑或粘結(jié)劑基質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)決定了碳酸化速率和從水泥 材料的暴露表面直到其芯的碳酸化前沿的進(jìn)程。
[0043]由于氣體和液體向硬化的礦物粘結(jié)劑材料的侵入在很大程度上影響其耐久性，砂 漿和混凝土優(yōu)選設(shè)計(jì)成盡可能不可滲透的，即將自然碳酸化降低至最小速率。
[0044] 到目前為止，粉碎的源材料已經(jīng)被用二氧化碳處理過(guò)以實(shí)現(xiàn)水合粘結(jié)劑基質(zhì)的孔 隙空間的阻塞。這已知是源于二氧化碳和硬化粘結(jié)劑基質(zhì)的特定礦物水合物的化學(xué)反應(yīng)所 引起的體積增加。這種處理的好處是，所述堵塞有助于當(dāng)其在砂漿和混凝土中用作回收混 凝土骨料時(shí)在一定程度上降低材料的不希望的水分吸收。
[0045] 然而，堵塞硬化的粘結(jié)劑基質(zhì)的表面孔隙度導(dǎo)致氣體（即在此過(guò)程中使用的二氧 化碳）的滲透性降低，這意味著，在合理的時(shí)間內(nèi)硬化粘結(jié)劑基質(zhì)只能部分碳酸化。根據(jù)粉 碎材料的粒徑和堵塞效率，基于通過(guò)蒸氣或水填充的孔隙的氣體擴(kuò)散的完全碳化可以持續(xù) 數(shù)年，甚至數(shù)十年。此外，這個(gè)過(guò)程的目的不在于分解硬化的礦物粘結(jié)劑以收回具有改進(jìn)質(zhì) 量的骨料。
[0046] 與此相反，本發(fā)明的碳酸化過(guò)程遵循完全不同的目標(biāo)。它的目標(biāo)是通過(guò)碳化和附 加地除去碳酸化的前沿，特別是通過(guò)研磨或摩擦，實(shí)現(xiàn)硬化的礦物粘結(jié)劑的完全分解。這將 使新暴露的表面再次迅速地碳酸化。所述處理是在重復(fù)（iterative)過(guò)程中連續(xù)進(jìn)行，直 至實(shí)現(xiàn)硬化礦物粘結(jié)劑所需的去除度（特別是基本上完全去除）?；跓崃W(xué)考慮，可以顯 示，水合礦物粘結(jié)劑如水泥粘結(jié)劑原則上可以被完全碳酸化，從而產(chǎn)生碳酸鈣、無(wú)定形二氧 化硅、氧化鋁等。然而，碳酸化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)基本上是由粉碎的骨料的尺寸，以及由如上所 述的粘結(jié)劑基質(zhì)的滲透性確定的。
[0047] 因此，在本發(fā)明的方法中，硬化的礦物粘結(jié)劑被另外從骨料的表面去除。特別地， 硬化的礦物粘結(jié)劑同時(shí)和/或連續(xù)地被碳酸化并從骨料的表面去除。
[0048]由于除去了碳酸化材料，堵塞就不可能存在了。反過(guò)來(lái)，這使二氧化碳能快速接觸 到反應(yīng)性材料并加速反應(yīng)的總速率。這與迄今為止已知的普通CO2處理形成鮮明的對(duì)比： 如果不從骨料的表面上去除碳酸化材料，則特別在非研磨條件下，堵塞會(huì)不可避免地發(fā)生。
[0049] 優(yōu)選地，所述分解方法或步驟a)是在研磨條件下進(jìn)行。這些是源材料和可能形成 的分解產(chǎn)品在緊密接觸下彼此移動(dòng)的條件。這將產(chǎn)生高的剪切力和摩擦。最后，這些方法 將導(dǎo)致通過(guò)機(jī)械研磨或摩擦從骨料表面有效地除去硬化礦物粘結(jié)劑和/或碳酸化材料。
[0050] 特別地，在步驟a)中，通過(guò)機(jī)械研磨或摩擦將硬化礦物粘結(jié)劑和/或碳酸化材料 從骨料的表面除去。所述除去特別是通過(guò)作用在源材料上的機(jī)械力實(shí)現(xiàn)。機(jī)械力將分別導(dǎo) 致源材料或硬化礦物粘結(jié)劑和/或碳酸化材料的高粒狀摩擦、沖擊和研磨或摩擦。
[0051] 機(jī)械力和/或研磨可以通過(guò)攪拌源材料來(lái)誘導(dǎo)。由此，例如將源材料限制在限定 體積并進(jìn)行攪拌。這將特別誘導(dǎo)高剪切力和研磨或摩擦。
[0052] 優(yōu)選地，固體材料，特別是源材料和/或碳酸化材料的密度，以處理體積表示為約 10-80體積％，尤其地15-75體積％，特別地20-70體積％，更優(yōu)選30-65體積％或40-60體 積％。術(shù)語(yǔ)"處理體積"表示在其中有效地執(zhí)行機(jī)械-化學(xué)處理的體積。換句話說(shuō)，處理體 積被定義為在其中待處理的材料、特別是源材料，暴露于碳酸化和/或研磨和/或摩擦的空 間。
[0053] 特別地，待加工的材料，特別是源材料，填充根據(jù)上述密度的處理體積，使得當(dāng)攪 拌材料時(shí)，在粒子之間被施加以研磨接觸。對(duì)于攪拌和/或?yàn)榱苏T導(dǎo)研磨條件，可以使用攪 拌裝置、機(jī)械混合機(jī)、轉(zhuǎn)鼓、粉碎機(jī)、擠出機(jī)、超聲處理、振動(dòng)、流體流動(dòng)或它們的組合。
[0054] 尤其地，源材料的攪拌導(dǎo)致硬化礦物粘結(jié)劑和/或碳酸化材料的摩擦和研磨。反 過(guò)來(lái)，這將提高碳酸化率。整體上，攪拌和/或研磨導(dǎo)致提高的生產(chǎn)量或者整個(gè)分解過(guò)程的 效率。由此，根據(jù)本發(fā)明的分解過(guò)程由以下的組合組成：（i)化學(xué)過(guò)程，即碳酸化，其分解硬 化的礦物粘結(jié)劑；和（ii)從骨料的表面除去分解或碳酸化產(chǎn)物。這兩個(gè)過(guò)程相互協(xié)同作用 并顯著加快整體分解過(guò)程。
[0055] 特別地，這兩個(gè)過(guò)程同時(shí)且重復(fù)地進(jìn)行，直至達(dá)到期望的除去程度或者直至獲得 基本上干凈的骨料。
[0056] 特別地，由于從骨料的表面除去分解或碳酸化產(chǎn)物（ii)，存在于較低層中的未反 應(yīng)的硬化礦物粘結(jié)劑逐步露出并在碳酸化步驟（i)中化學(xué)反應(yīng)。這種在化學(xué)和機(jī)械過(guò)程之 間的相互作用是非常有效的，并導(dǎo)致非常干凈的骨料。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，易于分離干 凈的骨料和分解產(chǎn)物。硬化礦物粘結(jié)劑，特別是硬化水泥粘結(jié)劑的微觀結(jié)構(gòu)由納米至微米 范圍的水合物相組成。通過(guò)分解過(guò)程的分解產(chǎn)物呈現(xiàn)為細(xì)顆?；蚍蹱町a(chǎn)物，其粒徑范圍從 納米到數(shù)微米。典型地，該粉狀分解產(chǎn)物的粒徑在〇-〇. 250mm或0-0. 125mm范圍內(nèi)。這個(gè) 事實(shí)具有若干優(yōu)點(diǎn)。首先，這有利于從干凈骨料分離分解產(chǎn)物。其次，這意味著，該細(xì)小的 顆粒分解產(chǎn)物可例如用作為各種工業(yè)應(yīng)用的填料，或作為水泥材料的基礎(chǔ)材料而無(wú)需進(jìn)一 步的機(jī)械處理如磨碎。
[0057] 令人驚奇的是，這種新的方法，其可以被看作是組合的化學(xué)-機(jī)械方法，包括分解 速率以及干凈骨料與分解的硬化礦物粘結(jié)劑的分離這兩者的高效率。
[0058] 尤其地，源材料的處理在水存在下發(fā)生。水可以例如以氣體和/或液體形式存在。
[0059] 優(yōu)選地，源材料的處理在液體中發(fā)生，特別是在水性液體中，優(yōu)選在水中。這意味 著，源材料是至少部分地、特別是完全地浸在液體中。
[0060] 然而，處理也可能通過(guò)浸濕的源材料和/或在潮濕條件下進(jìn)行。潮濕條件特別是 指40-100 %的相對(duì)濕度。
[0061] 碳酸化特別是通過(guò)二氧化碳處理源材料而實(shí)現(xiàn)。二氧化碳可以是任何工業(yè)過(guò)程的 產(chǎn)品或副產(chǎn)品。優(yōu)先地，使用基本上純的二氧化碳。二氧化碳的純度優(yōu)選為>1重量％，例 如> 8重量％，優(yōu)選> 50重量％，特別地> 95重量％，特別地> 99重量％。在處理效率方 面，基本上純的二氧化碳是最有利的。
[0062]然而，也可以使用二氧化碳與其它物質(zhì)如水蒸氣、氮?dú)獾鹊幕旌衔铮缈諝狻＿@ 樣的混合物特別地包含> 1重量％，例如> 8重量％，優(yōu)選地> 10重量％，尤其優(yōu)選地> 50 重量％，特別地> 95重量％，特別地> 99重量％的量的二氧化碳。使用的CO2的濃度特別 地超出正?？諝獾亩趸紳舛?。
[0063]根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式，來(lái)自工業(yè)過(guò)程的廢氣和/或二氧化碳與其它物質(zhì)的混合物 可用于碳酸化或步驟a)。有利的是，廢氣或混合物包含約5-25重量％CO2，優(yōu)選地8-20重 量％CO2或 10-15 重量 ％CO2。
[0064]二氧化碳可以以氣態(tài)形式、固體形式或液體形式加入。
[0065]使用的二氧化碳也可以從有機(jī)或無(wú)機(jī)物質(zhì)的原位分解獲得，特別是碳酸鹽，或從 一氧化碳的氧化獲得。適合的碳酸鹽為例如碳酸鹽、烯烴碳酸酯和類似物。
[0066] 最優(yōu)選地，源材料的碳酸化在液體中進(jìn)行，并且二氧化碳以氣態(tài)形式加入液體中。 由此，該液體特別是水性液體，優(yōu)選是水。這使得二氧化碳溶于水性液體或水中。
[0067]優(yōu)選地，固體材料，特別是源材料和/或碳酸化材料的密度，在液體中、特別是水 中，為約10-80體積％、特別是15-75體積％、特別地20-70體積％、更優(yōu)選30-65體積％或 40-60體積％。如果源材料在這樣的條件下受到機(jī)械力，可引起硬化礦物粘結(jié)劑和/或碳酸 化材料的有效研磨或摩擦。換言之，這樣的濃度導(dǎo)致了高度研磨的條件。
[0068]相反，當(dāng)固體材料在液體中的密度低于10體積％時(shí)，機(jī)械力或研磨的效果一般會(huì) 低得多，并且從骨料的表面除去硬化礦物粘結(jié)劑和/或碳酸化材料會(huì)變得困難，甚至是不 可能的。這特別是由于這樣的事實(shí)：在這樣的條件下，液體中的固體材料分離得相當(dāng)遠(yuǎn)。因 此，在大部分時(shí)間里，固體材料的顆粒之間幾乎不存在任何機(jī)械接觸。
[0069]特別地，二氧化碳以氣態(tài)形式加入液體，使得形成氣泡。氣泡有助于從骨料的表面 去除碳酸化產(chǎn)物或分解產(chǎn)物。
[0070]有利地，用二氧化碳處理源材料是在大氣壓力下進(jìn)行的。然而，較低或較高的壓力 也是可能的。
[0071]所需的用于處理的二氧化碳的量取決于源材料中硬化粘結(jié)劑的比例。硬化粘結(jié)劑 越多，需要的二氧化碳越多。
[0072] 特別地，處理是在-IO-KKTC之間，特別是在-5_75°C或5_40°C之間的溫度下進(jìn)行 的。然而，例如在潮濕條件下，該處理可以在100°C以上進(jìn)行。
[0073] 特別地，只要形成新分解或碳酸化產(chǎn)物，就進(jìn)行源材料的處理。這特別是指，只要 有顯著或可測(cè)量的量的新分解或碳酸化產(chǎn)物形成