CN102822108B - 来自可回收利用材料的矿棉 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种包括回收利用的材料的矿棉。该矿棉的特征为酸碱比是在规定的范围内的。本发明还提供一种制造该矿棉的方法，包括选择消费后或工业后可回收利用的材料。本发明还提供该矿棉在产品如吸音天花板嵌板中的应用。
Description
相关申请
本申请根据35U.S.C.119(e)要求于2010年4月12日提交的美国临时申请序列号61/323,164的优先权。
背景
本发明总体上涉及形成人造纤维，并且特别涉及形成一种矿棉。
矿棉是由天然或合成矿物或金属氧化物制成的一种纤维。矿棉的工业应用包括隔热、过滤、以及隔音。
制造矿棉的过程总体上涉及将多种成分，又称为组分或起始材料，组合到加热炉如化铁炉之中。常规成分包括高炉炉渣、原始矿物（virgin mineral）以及作为燃料的焦炭。一种制造技术涉及将该加热炉加热到例如在1400°C至2000°C范围内并且优选1600°C的高温，使这些成分发生相变或熔化以便形成一种液体，并且使用本领域中熟知的轮式纺丝器来喷吹一股气流或蒸汽流穿过该液体。最终产物是大量精细的、缠绕的、非织造的纤维。
在常规矿棉中，多种组分被典型地选择并且分配的方式为：维持这些构成性纤维的目标酸碱（A/B）比。A/B比是一个关键参数，这是因为它指示了纤维溶解度、或纤维溶解于体液如血液以及唾液之中的容易程度。就与人体健康相关的多种原因来说，这是一个重要特征，因为这些材料可能因用于建筑施工材料之中而与人体接触。
在矿棉生产中，常规用作起始材料的原始矿物的实例是石英岩以及花岗岩。在一些情况下，原始矿物构成了按干重计相对高比例的起始材料。因为建筑施工行业中的资源保护以及材料回收利用的趋势，当前不太希望这类原始矿物用于矿棉生产。
概述
上文认识到的常规矿棉的问题通过本发明的矿棉以及相关生产方法得到解决。通过用可回收利用的材料取代天然或原始矿物，本发明的矿棉的环境价值与常规矿棉相比得到了显著的提升。在本发明的矿棉中，被回收利用的施工材料（如混凝土、砖碎片、废弃玻璃、炉渣以及类似物）代替了原始矿物，如石英岩以及花岗岩。使用可回收利用的材料得到了美国绿色建筑委员会（U.S.Green Building Council）——一个华盛顿特区的非盈利联盟，以及其能源与环境设计认证（Leadership in Energy and Environmental Design，LEED）项目的支持。通过促成更高的LEED等级，本发明的矿棉提高了这种常见施工材料的正面公众形象。用本发明的改进的矿棉或纤维棉制造的产品还由于该产品的提高建筑LEED等级的能力而具有附加价值。
更确切地说，提供了一种包括被回收利用的材料并且具有在规定范围内的酸碱比的矿棉。在另一个实施方案中，提供了一种形成矿棉的方法，包括选择一种可回收利用的材料，组合多种包括该可回收利用的材料的起始材料，并且处理这些组合的起始材料以便形成具有在规定范围内的酸碱比的矿棉。一般处理步骤包括：加热组合的起始材料以便形成一种液体，并且在该液体冷却时喷吹该液体以便形成这种矿棉材料。
以上过程还被称为“纺制（spinning）”矿棉。矿棉还可以称为“纺丝（spun）”、“纺丝棉”或“纺丝纤维”。
在还另一个实施方案中，天花板贴砖或嵌板配备有所希望的吸音特性。还被称为吸音天花板贴砖或嵌板，本发明的嵌板是由本发明的矿棉制成。
详细描述
提供了一种包括代替原始矿物的被回收利用的材料的矿棉。由于结合了这种或这些被回收利用的材料，本发明的矿棉被评定具有高的LEED分值，从而提供一种超过常规矿棉的所希望的改进。优选地，用于制造高LEED矿棉的、还被称为可回收利用物品的可回收利用的材料包括但不限于：炉渣、消费后（post-consumer）混凝土、砖碎片、废弃玻璃、铸造用砂、以及这些材料的组合。
所希望的是在矿棉生产中利用可回收利用的材料来制造本发明的矿棉，因为这有助于保护原材料资源，这与提取并且处理原始矿物或其他天然资源相比通常消耗远远更少的能源，并且这有助于防止可用的材料变成处置或污染的问题。可回收利用物（recyclable）包涵工业后（post-industrial）材料以及消费后材料。典型地，认为回收利用工业后材料会对环境不太有益，因为它可能间接鼓励产生废物的无效制造过程。尽管，一般而言，使用可回收利用的材料在环境上优于原始矿物或天然资源。
考虑到各种可回收利用的材料以及它们的组分的复合性质以及迥然不同的特征，将可回收利用的材料应用到矿棉生产中的可行性是出乎意料的。在本发明的矿棉以及相关的生产过程中，工业后以及消费后可回收利用材料构成了大部分的起始成分。微量的原始矿物也可能被包括在内，虽然这种天然资源优选完全被可回收利用物代替。所得的矿棉中被回收利用的材料的含量很高，这使得与常规的矿棉相比，本发明的产品是更希望的。
在本申请中，“工业后”指从制造废物中获得的可回收利用的材料。能够在它们各自的产生过程中被回收的碎料并不适合作为可回收利用的材料。“消费后”可回收利用的材料被定义为由家庭或由商业、工业、以及机构设施在它们作为产品的终端用户的职能中产生的，不能再用于其预期目的的废料。消费后材料包括通过道路重建或建筑拆除而获得的混凝土。LEED认证促进了增加收益性的设计以及施工实践，同时降低建筑的负面环境影响并且提高了居住者的健康和幸福感。
如上文所讨论，酸碱比是矿棉生产的一个目标参数。本发明的矿棉的酸碱比（A/B）是由氧化铝和硅石与氧化钙和氧化镁的比值来定义：
本发明的矿棉被设计成具有落在规定范围内的A/B比值。针对它们的化学组成而对单独的组分进行分析，从中可以计算出这些起始材料作为一个整体的化学组成。可将一种可回收利用的材料与另一种可回收利用的材料、若干其他可回收利用的材料、一种原始矿物、或多种原始矿物的一种组合通过组合来使用以便制造本发明的矿棉。A/B比值优选落在从1.0至1.5，并且更优选从1.01至1.15的范围内。更优选地，A/B比值优选落在1.0至1.3的范围内。更优选地，A/B比值是在1.0至1.2的范围内。
消费后混凝土的水分含量，又称为烧失量（LOI），并不会妨碍其作为矿棉的一种成分的性能。在一些情况下，混凝土具有高达32%的LOI值。如表2所示，这一LOI比其他常见起始材料高出两个数量级。这一高LOI的确切原因是未知的，但这可能是混凝土中结合水流失或混凝土自身材料燃烧的结果。
常规上，矿棉制造商们而避免使用复合材料如混凝土，因它们的被认识到的不稳定性质。出人意料地，已发现消费后混凝土作为LEED RC值调节剂是令人满意地稳定的并且十分有效的。矿棉的生产者们总体上还避免包括倾向于阻塞化铁炉并且妨碍生产的高百分比“细粉”或更小颗粒的材料。优选的是，本发明的产品和方法中的消费后混凝土包括足够数目的混凝土颗粒，这些混凝土颗粒的长度近似是5至10cm（2英寸至4英寸）并且宽度近似是7.5至15cm（3英寸至6英寸）以便适应对颗粒大小敏感的化铁炉。然而，本发明的矿棉的多个实施方案以及制造方法并不限于化铁炉操作。例如，认为电炉或浸没式燃烧熔炼炉中的操作也是合适的，那么包括细粉的更小尺寸的颗粒就是可以接受的。
起始材料任选地包括以下各项中的一种或多种：炉渣、从工业后和/或消费后来源所获得的砖碎片、废弃玻璃、铸造用砂、原始矿物、以及其组合。合适的原始矿物包括从地质层中获得的石英岩和花岗岩。原始矿物还可以被称为原生岩或微量矿物。据考虑本发明的矿棉的单一组成往往不包括所有以下材料。表1列出了一些可任选的起始材料以及按干重计每种起始材料可能构成的百分比。
表1
表2显示了来自位于伊利诺伊州Lake Bluff的伏尔甘材料公司（VulcanMaterials Company）的消费后混凝土样品以及来自伊利诺伊州芝加哥市的FeHog LLC Environmental Services的以标志“A”砖碎片出售的消费后砖的氧化物分析。还展示了若干其他起始材料的氧化物分析，这些若干其他起始材料在本发明的矿棉生产中据考虑是可行的，包括废弃玻璃以及铸造用砂。
废弃玻璃具有许多形式、颜色、化学性质、以及级别。来源包括任何玻璃相关的制造工业、商业或工业回收以及城市废弃物收集。优选地，本发明的废弃玻璃是一种消费后可回收利用的材料，因为这给LEED RC信用度计算做出了最大贡献。
化学性质是用于选择废弃玻璃作为本发明的矿棉的起始材料的主要指标。分析来自住宅可回收利用的材料流的透明玻璃并且它有望成为一种适宜的材料。棕色玻璃也被考虑作为一种起始材料。避免的是耐热玻璃、硼硅酸盐玻璃、镜子和水晶，因为它们的化学组成包括硼。
废弃铸造用砂是黑色金属以及有色金属的铸造浇铸过程的副产品。大部分（高达95%）的这种材料都是由黑色金属浇铸过程产生的。汽车工业以及它的供应商们是这种材料的主要产生者。利用来自密歇根州库伯威尔（Coopersville）的美国资源回收公司（Resource Recovery Corporation ofAmerica）的粉碎浇铸模具（pulverized casting mold）根据在此描述的方法来完成化学组成以及A/B比值的计算。预期这种材料与本发明的矿棉的生产是相容的。优选完整的模具用于化铁炉操作。
表2
如表2所示，消费后混凝土材料具有与炉渣类似的小于1的A/B比值。为了使用消费后混凝土并且使目标A/B比值保持在1.00至1.20的范围内，优选使用石英岩和/或砖碎片的组合来平衡所得矿棉的化学性质。矿棉化学性质是指示纺丝纤维棉材料的酸碱（A/B）比值的术语。在本发明的制造过程中，采取了多个步骤来获得一个希望的比值。
砖碎片的A/B比值超过100。因此，在利用了大量炉渣、混凝土或其他具有小A/B比值的材料时，起始材料中的相对少量的砖碎片维持了目标A/B比值。本发明的消费后砖碎片起始材料提供了使矿棉的LEED回收利用贡献（LEED Recycled Contribution）值显著改进所需的消费后混凝土的量降低的潜在性。
通过增加起始材料并且特别是用可回收利用的材料，优选消费后混凝土、消费后砖碎片、或这些材料的组合来置换原始矿物，由本发明的方法产生的矿棉增大了可归属于最终矿棉产品的LEED RC。使用以下公式来计算LEED信用度（LEED Credit）：
LEED RC=X+(0.5xY)。
在这个公式中，LEED RC是LEED回收利用的贡献，通常被称为LEED信用度，X代表消费后回收利用的内容物的百分比，并且Y代表工业后回收利用的内容物的百分比。优选使用源自本地的建筑和公路拆除项目的消费后混凝土，回收的混凝土、配制的混凝土（即，压碎的、清理的以及级配的）或类似物。“配制的”混凝土代表遍及整个国家通常可用的一个充足的/恒定的来源（即，IDOT规范，ASTM D-448-08）。
表3-4列出了预期给出具有合适A/B比值的矿棉纤维产品的起始材料的各种比例。百分比是基于干重。根据所希望的A/B比值以及已知的氧化物分析基于理论约束条件，使用Microsoft电子表格程序的Solver工具来计算表3中的值。表3以及4中所示的起始材料包括可回收利用的工业后砖碎片、可回收利用的消费后混凝土、炉渣以及原始矿物石英岩。
表3
表4
使用对这些已知材料的氧化物分析，开发一个数学模型来配制矿物纤维共混物，这些矿物纤维共混物包括消费后混凝土、炉渣以及砖碎片。选择了这三种材料，这是因为所有这三种材料在本质上都是消费后或工业后材料。实质上，使用这三种材料可任选地产生100%可回收利用的矿物纤维。据考虑消费后砖碎片优选地代替工业后砖碎片以便为本发明的矿棉提供改进的LEED信用度分值。
在试验期间，多种材料的共混物因现有矿物纤维制造操作的建立而被限制于三种构成成分。在进行试验时存在以下操作，总计四个仓式进料器将材料添加到化铁炉之中。这些材料包括：焦炭（化铁炉燃料）、炉渣、工业后砖碎片、以及石英岩。为了将消费后混凝土合并到装置试验中，需要将这些材料之一从仓式进料系统清中空并且用所选择的可回收利用的材料、消费后混凝土来代替。由于石英岩是原始材料，所以它是排除的自然选择。然而，如果希望长期使用混凝土，那么建议添加另一个储料仓和进料器专用于消费后混凝土。
为了形成数学配制模型，如前文所述使用Microsoft Excel电子表格程序的Solver Add-工具。使用这一工具，将该模型设计成针对一种具体可变目标同时遵循某些约束条件来优化矿物纤维共混物。确切地说，针对单独氧化物的量、A/B比值、组合的SiO2+Al2O3以及组合的CaO+MgO而提供了多个约束条件。模型中所使用的约束条件提供在了表5中并且将其基于国际人造玻璃质纤维标准（International Man Made Vitreous Fiber Standards）通过USG指南中提供的严格限制进行发展。
表5
| 约束条件 | 下限 | 上限 |
| SiO2 | 36.00 | 44.00 |
| Al2O3 | 8.00 | 14.00 |
| Fe2O3 | 0.00 | 3.00 |
| MgO | 4.00 | 13.00 |
| CaO | 32.00 | 44.00 |
| Na2O | 0.00 | 1.50 |
| K2O | 0.00 | 1.50 |
| TiO2 | 0.00 | 1.50 |
| P2O5 | 0.00 | 0.50 |
| Mn2O3 | 0.00 | 0.60 |
| Cr2O3 | 0.00 | 0.01 |
| A/B比值 | 1.00 | 1.20 |
| SiO2+Al2O3 | 0.00 | 53.00 |
| CaO+MgO | 44.00 | 100.00 |
表6以及7列出了产生具有合适的A/B比值的矿棉纤维的消费后混凝土、炉渣以及花岗岩起始材料的百分比。表6的配方选项对应于表7的配方选项。
表6
表7
| 配方选项 | 消费后混凝土 | 炉渣 | 花岗岩 |
| 当前值 | 0.0% | 92.4% | 7.6% |
| 理论最大值 | 86.7% | 0.0% | 13.3% |
| 80 | 83.9% | 2.9% | 13.2% |
| 75 | 74.8% | 12.3% | 12.9% |
| 70 | 65.0% | 22.4% | 12.5% |
| 65 | 54.4% | 33.4% | 12.2% |
| 60 | 42.8% | 45.4% | 11.8% |
| 55 | 30.0% | 58.6% | 11.4% |
| 50 | 16.1% | 73.0% | 10.9% |
表8以及9列出了包括工业后砖碎片、炉渣、原始矿物、以及低至中度比例的混凝土的起始材料按干重计的比例。配方数值与LEED RC值相同。表7展示了包括工业后砖碎片、消费后混凝土、炉渣以及花岗岩的起始材料的组成。表8展示了提供着相同LEED RC值的略微不同的起始材料的组成。
表8
表9
| 配方 | 工业后砖碎片 | 消费后混凝土 | 炉渣 | 石英岩 |
| 50 | 5.8% | 5.5% | 84.9% | 3.7% |
| 51 | 6.0% | 8.3% | 82.0% | 3.7% |
| 52 | 6.1% | 11.1% | 79.2% | 3.7% |
| 53 | 6.2% | 13.8% | 76.4% | 3.6% |
| 54 | 6.3% | 16.4% | 73.6% | 3.6% |
| 55 | 6.4% | 19.1% | 70.9% | 3.6% |
表10展示了仅包括工业后砖碎片以及消费后混凝土的起始材料的比值。这一配方利用了高浓度的混凝土并且使制造商能够达成高LEED RC值，同时维持目标A/B比值。而且，看到尽管A/B比值增大，但砖碎片仍可作为可回收利用的混凝土的取代品。
表10
| 配方 | 砖碎片 | 混凝土 | A/B比值 |
| 93.0 | 14.0% | 86.0% | 1.00 |
| 91.0 | 18.0% | 82.0% | 1.14 |
| 89.5 | 21.0% | 79.0% | 1.25 |
| 88.5 | 23.0% | 77.0% | 1.33 |
| 88.0 | 24.0% | 76.0% | 1.49 |
表11展示了包括在一个宽范围浓度上的消费后混凝土的起始材料的理论比值。表12展示了表11的理论批次配方，但考虑了混凝土的LOI。A/B比值被维持在1.0至1.5的范围内，以便计算这些理论值。
表11
| 配方 | 消费后混凝土 | 炉渣 | 花岗岩 | A/B比值 | LEED RC |
| 当前值 | 0 | 92.4% | 7.6% | 1.036 | 46.2 |
| 理论最大值 | 81.6% | 0.0% | 18.4% | 1.09 | 81.6 |
| 80 | 78.0% | 4.0% | 18.0% | 1.09 | 80 |
| 75 | 66.9% | 16.1% | 16.9% | 1.09 | 75 |
| 70 | 55.8% | 28.3% | 15.8% | 1.09 | 70 |
| 65 | 44.8% | 40.5% | 14.8% | 1.09 | 65 |
| 60 | 33.7% | 52.6% | 13.7% | 1.09 | 60 |
| 55 | 22.6% | 64.8% | 12.6% | 1.09 | 55 |
| 50 | 11.5% | 76.9% | 11.5% | 1.09 | 50 |
表12
| 配方 | 消费后混凝土 | 炉渣 | 花岗岩 |
| 当前值 | 0.0% | 92.4% | 7.6% |
| 理论最大值 | 86.7% | 0.0% | 13.3% |
| 80 | 83.9% | 2.9% | 13.2% |
| 75 | 74.8% | 12.3% | 12.9% |
| 70 | 65.0% | 22.4% | 12.5% |
| 65 | 54.4% | 33.4% | 12.2% |
| 60 | 42.8% | 45.4% | 11.8% |
| 55 | 30.0% | 58.6% | 11.4% |
| 50 | 16.1% | 73.0% | 10.9% |
在一个实施方案中，数学模型关于等于1.056的目标A/B比值（“模型A/B比值”）以及5%的消费后混凝土共混物而计算了起始材料的量。下表13展示了以术语“矿物量”和“批次输入配方”表述的这些起始材料共混物。“矿物量”对应于在进入化铁炉的材料的LOI降低之后所得矿物的使用率，而“批次输入配方”对应于在灼烧之前进入化铁炉的材料的重量百分比。起始材料的一种第二共混物包括10%的消费后混凝土。参见下表13。术语“矿物量”和“批次输入配方”的定义同样适用。
表13
表14
评价所得纤维的特征。表15显示了试验纤维的物理特征，并且表16显示了由Walworth的XRF确定的纤维的化学分析。与对照（4.6微米）相比较时，这种纤维典型地具有稍大的纤维直径（4.5至5.6微米）。至于渣球含量，与对照相比较时，试验材料展示具有更低的总渣球含量。然而，应注意的是，试验可能比对照进行的更慢，这往往同样会影响总的渣球含量。马克隆值（micronaire value）略高于对照，这指示了每一份给定重量基础的更高的孔隙率。
关于表14中所示的化学分析，试验材料的A/B比值接近于对照材料并且在USG矿物纤维的可接受的A/B比值范围内。虽然A/B比值高于预测的模型，但它仍然相对接近预期的模型并且在产品使用的完全范围内。这种材料满足了USG矿物纤维的所有标准要求并且在SandstoneTM的生产中得以成功地利用，而观察不到任何生产相关问题。
表15
表16
在另一个实施方案中，将数学模型设定为具有10%以及15%的消费后混凝土的目标配方。因为第一实施方案的实际A/B比值被展示为大于由该模型所预测的值，所以在配制用于这个实施方案的共混物时降低了模型目标。在这一实施方案中的加料循环时间同样大于对照。下表17展示了以术语“矿物量”以及“批次输入配方”表述的、包括15%的消费后混凝土的起始材料共混物。起始材料的一种第二共混物包括20%的消费后混凝土。参见下表16。
表17
表18
所得矿棉纤维具有如表19以及20中所描述的特性。这些纤维的直径更大并且总渣球含量总体上与对照材料相当或小于对照材料。据信渣球含量的减少同标准生产相比，与化铁炉的更缓慢的运行相关。该纤维是在1.00至1.20的可接受的A/B比值范围内。纤维的实际A/B比值再次比模型预测高出约0.11至0.15。因此，想到通过将这一偏移考虑在内来创建将来的模型。
表19
表20
| 条件 | 时间 | Fe | Ca | K | S | Si | Al | Mg | A/B |
| 试验前 | 10:09 | 0.39 | 35.378 | 0.434 | 0.501 | 40.734 | 9.831 | 10.38 | 1.105 |
| 15%混凝土 | 12:27 | 0.647 | 34.046 | 0.616 | 0.305 | 40.824 | 9.652 | 10.483 | 1.134 |
| 20%混凝土 | 13:45 | 0.653 | 34.245 | 0.605 | 0.312 | 40.883 | 9.687 | 10.612 | 1.127 |
| 20%混凝土 | 14:36 | 0.618 | 33.705 | 0.649 | 0.637 | 40.901 | 9.629 | 10.252 | 1.15 |
虽然在上文所描述的实施方案中观察到了矿物纤维生产产量的降低，但这种纤维的LEED RC潜能有望补偿上升的生产成本。
表21展示了提出的合并有消费后砖碎片的矿物纤维共混物。选择消费后的可回收利用的砖预期显著减少所需的消费后混凝土的用量。预期获得60%LEED RC纤维，其中用于高LEED RC矿物纤维的化铁炉生产率显著改进。与在使用工业后砖源时要求20%的混凝土矿物相比较，利用这种消费后可回收利用的砖仅要求12.6%的混凝土矿物来达成60%LEED RC纤维。存在以下可能性，即，这种混凝土的用量可能不会对制造操作有害。
表21
| 消费后砖碎片 | 混凝土 | 炉渣 | 石英岩 | A/B比值 | |
| 量 | 7.4% | 12.6% | 80.0% | 0.0% | 1.0 |
一种用于形成本发明的矿棉的方法包括：将包括可回收利用的混凝土以及可回收利用的砖碎片的若干起始材料进行组合。将这些组合的起始材料进行处理，以便形成一种具有在预定范围内的酸碱比的矿棉产品。据考虑原始矿物可以一起被避免，并且矿棉可以单独地由可回收利用的混凝土以及可回收利用的砖碎片来纺制。据进一步考虑可在矿棉制造中利用可回收利用的玻璃或可回收利用的铸造用砂。
在另一个实施方案中，一种用于形成矿棉产品的方法包括：将消费后可回收利用的混凝土与微量矿物进行组合，该消费后可回收利用的混凝土构成了该起始材料的按干重计为12%至84%范围内的百分比，并且该微量矿物构成了该起始材料的按干重计为2%至4%范围内的百分比。将这些起始材料进行混合，然后加热以便形成一种液体。喷吹该液体，以便形成如上文所描述的具有在1.0至1.5范围内的酸碱（A/B）比值的矿棉产品。
在又另一个实施方案中，一种用于形成矿棉的方法包括将多种起始材料进行组合。本发明的方法的一个特征在于：起始材料包括消费后可回收利用的材料，优选消费后混凝土、消费后或工业后砖碎片、多种消费后材料的一种组合、或多种消费后与工业后材料的一种组合。消费后混凝土的一个典型来源是来自道路施工和建筑拆除项目的残骸。消费后混凝土相对不含污染物，如丝网、增强杆（钢筋）、以及沥青。消费后砖碎片的一个典型来源是耐火砖废弃物。
一旦选择了起始材料，就使用常规技术来对它们进行处理以便形成矿棉产品，这些常规技术如美国专利号2,020,403、4,270,295以及5,709,728中所描述，将这些专利全部通过引用结合。这些组合的成分具有在预定的范围内的一个酸碱（A/B）比。优选的是，A/B比值是并且这些预定的比例的范围是从1.0至1.5，并且更优选是从1.0至1.2，更为优选是从1.01至1.15。
在组合时，这些成分被传送到一个合适的加热炉如化铁炉中，并且将它们加热至范围为1,400°C至2,000°C的温度，然后用空气或蒸汽进行喷吹来形成本领域已知的矿棉纤维。本发明并不限于化一种化铁炉型加热炉。其他加热炉如电炉或浸没式燃烧熔炼炉往往幸好也适用。化铁炉中所使用的材料确切的产物大小以便允许适当的床通气以及燃烧空气流动。电炉或浸没式燃烧熔炼炉容纳任何大小的、小至沙粒大小的材料。典型的化铁炉大小往往是7.5至10cm（3至4英寸）/10至15cm（4至6英寸）。
本发明的矿棉特别适合应用于包括以下项的产品中，例如，吸音嵌板、结构嵌板、松散矿棉以及矿棉胎。嵌板经常在希望消音的建筑如家以及办公室中被用作天花板嵌板。
尽管已经在此描述了本发明的矿棉、相关产品以及用于生产的相关方法的具体实施方案，但本领域技术人员应该理解，可以在不背离本发明的在其更宽方面以及如在以下权利要求书中所阐明的情况下做出多种改变和变更。
Claims (8)
1.一种包含回收利用的材料的矿棉，其中，所述矿棉的酸碱比被定义为且所述矿棉的酸碱重量比是从1.0至1.5，且其中SiO2的范围是从36wt％至44wt％，Al2O3的范围是从8.0wt％至14wt％，MgO的范围是从4wt％至13wt％以及CaO的范围是从32wt％至44wt％；且其中所述矿棉由直径为4.5至5.6微米的纤维制成。
2.如权利要求1所述的矿棉，其中，所述可回收利用的材料选自下组，该组由以下各项组成：工业后可回收利用的材料、消费后可回收利用的材料、或它们的组合。
3.如权利要求2所述的矿棉，其中，该可回收利用的材料选自下组，该组由以下各项组成：炉渣、消费后混凝土、消费后砖碎片、工业后砖碎片、废弃玻璃、铸造用砂、以及它们的组合。
4.如权利要求1所述的矿棉，进一步包含构成按干重计在2％至4％范围内的百分比的原始矿物。
5.一种形成矿棉的方法，包括：
选择至少一种可回收利用的材料；
将包括所述至少一种可回收利用的材料的多种起始材料进行组合；并且
将这些组合的起始材料进行处理以便形成具有被定义为的酸碱比的矿棉，且所述矿棉的酸碱重量比是从1.0至1.5，且其中SiO2的范围是从36wt％至44wt％，Al2O3的范围是从8.0wt％至14wt％，MgO的范围是从4wt％至13wt％以及CaO的范围是从32wt％至44wt％；且其中所述矿棉由直径为4.5至5.6微米的纤维制成，
其中所述处理包括以下步骤：
加热这些组合的起始材料，以便形成一种液体；
冷却该液体；并且
在该液体冷却时喷吹该液体，以便形成所述矿棉。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述可回收利用的材料包含：炉渣，消费后混凝土，由消费后砖碎片、工业后砖碎片、或它们的组合组成的砖碎片，废弃玻璃、消费后铸造用砂、以及它们的组合。
7.如权利要求5所述的方法，其中，这些起始材料进一步包括构成按干重计在2％至4％范围内的百分比的原始矿物。
8.一种由权利要求1所述的矿棉构成的产品，其中，所述产品包括：吸音天花板嵌板、松散矿棉、以及矿棉胎。
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